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摘要:结合武广客运专线Rheda2000无砟轨道施工,介绍Rheda2000无砟轨道施工技术控制,保证施工质量。
关键词:双块式无砟轨道;施工技术控制;测量精度
1 前言
新建铁路武汉至广州客运专线是国内客运专线采用的无砟轨道为Rheda2000无砟轨道系统,由钢轨、高弹性扣件、带有桁架钢筋的双块式轨枕、现浇混凝土道床板和下部支撑体系(支承层或底座)组成。
2 施工特点
2.1 轨排支撑体系采用引进睿铁的成熟系统螺杆调节器系统,该系统使用方法简单、功能齐全,轨排稳定性能好。
2.2 路基轨排中线调整、锁定装置采用的预埋方钢、桥梁上的轨排采用一端固定到防撞墙上一端固定到螺杆调节器上的斜拉杆。采取这些措施即加快了轨排精调的速度,也起到固定精调后轨排的作用。
2.3 精调设备采用瑞士安博格GRP1 000轨检小车进行无砟轨道轨排精调作业,能很好地满足高速铁路无砟轨道施工的要求。
2.4 严格控制混凝土浇筑时的环境、浇筑速度,确保混凝土浇筑质量。
3 无砟轨道铺设
3.1 施工前期准备
1)结构物沉降变形监测
在进行整体道床施工前必须确保线下基础达到“零”沉降,即要求在线下基础施工期间必须按设计要求埋设各种沉降变形监测元件,且按时按频次进行观测,形成连续有效的观测数据,由建设、设计、咨询、施工和监理单位共同对结构物沉降变形观测资料进行分析评估,评定其是否满足道床板施工条件。
2)CPⅢ控制网复测
为保证CPIII网的整体精度和完整性,在道床板施工前必须对CPIII网进行复测,其目的有二,一是可以将破坏的CPIII点进行更换和补测,二是CPIII测设时的外界环境最好与使用时的外界环境相同。特别是在连续梁位置应提高CPIII的精度。
3.2 测量精度控制
1、GRP1000S测量系统
武广客运专线双块式无砟轨道施工采用工具轨法施工,其精调设备为安伯格GRP1000S测量系统,含GRP1000精调小车一台,莱卡TPS1201全站仪和松下CF-19军用笔记本(见右图)。软件方面为测量软件GRPwin和报表输出软件GRP SlabRep,可以通过线路资料的预先输入,测量过程中利用无线传输方式将全站仪测量数据发送至电脑进行自动计算,从而实时显示轨道几何状况,指导轨道调整。
2、线路资料的输入
轨道调整是通过GRPwin软件的计算结果来指导的(见下图),而计算则是用全站仪的测量数据与轨道设计数据的差值来体现的,因此必须在GRPwin软件中预先输入轨道的设计线型。
轨道线型从三个方面来确定(见右图),平曲线、竖曲线和超高。平曲线由曲线主点进行控制,即曲线要素的坐标,含直缓点、缓圆点、圆缓点和缓直点,在相应点位输入其曲线半径和缓和曲线长;竖曲线则为变坡点里程、变坡点轨面高程和竖曲线半径组成;超高通过输入超高变化点的里程和当前点超高来实现。
3、轨道精调
双块式无砟轨道铺设是采用工具轨法施工,即用工具轨组装轨排,通过精调小车的测量数据,用螺杆调节器和轨排稳定器或支撑拉杆进行轨排的横向、竖向调节,以达到设计精度后浇筑道床板砼。
1)组装轨排及粗调
轨排组装及粗调精度直接决定精调的时间,而精调时间过长则需从新调整,所以必须严格控制粗调的精度,轨排粗调精度见下表:
轨排的调整及支撑系统均是通过螺杆调节器和轨排稳定器或横向支撑(桥梁上使用)来实现的,轨排粗调可利用粗调机粗调或人工粗调,其工作流程为:组装轨排——提升轨排——安装螺杆调节器(轨排稳定器)——粗调。
2)轨排的稳定性控制
轨排通过支撑系统进行调整和获得暂时的稳定,因此要求支撑系统必须稳固,可通过下列几个方面满足轨排的稳定:
a、螺杆调节器的使用数量不得太少,一般以每间隔3根轨枕一对为宜,在轨头处则应间隔2根轨枕即使用一对螺杆调节器;
b、轨排的横向调节和竖向调节应位于同一断面,以便于调节,即螺杆调节器位置同时也应设置轨排稳定器或横向支撑拉杆;
c、螺杆调节器的螺杆必须支立在垫片之上,严禁直接立于支撑层或保护层上,且不得有悬空现象;
d、横向调节和竖向调节装置应未受砼污染,调节灵便。
3)轨排精调
a、轨排数据测量
将精调小车放置于轨道上,安装棱镜。使用全站仪测量精调小车棱镜,小车自动测量轨距、超高、水平位置,接收观测数据,通过GRP win测量软件,计算轨道平面位置、水平、超高、轨距等数据,将误差值迅速反馈到小车电脑显示屏幕上,指导轨道调整。
b、轨排中线调节
轨排中线的调节是通过当前点小车电脑反馈数值,利用轨排稳定器(路基地段)和横向支撑拉杆(桥梁和隧道)使轨排最大限度的趋于设计位置。
c、轨排高程调节
轨排高程的调节与中线调节类是,通过小车电脑反馈的高程差值,利用螺杆调节器对轨排进行调整,使之趋向于设计位置。在中线和高程的调整中,不能一味的追求绝对值,在绝对值满足要求的情况下所有项目的变化率也必须控制在1‰。
d、质量控制标准,轨排的精调标准必须满足下表的要求:
4)轨道精调注意事项
a、为确保工具轨面能正确反映轨道状态,在轨道精调前对扣件进行全面的检查,重点检查扣件轨垫、底座、弹性底板垫有无缺失,轨底与轨垫间间隙是否<0.5mm,弹条是否使用正确(路基、隧道使用SKL-15弹条,桥梁使用SKL-15B弹条),弹条前端与轨距挡块的间隙是否<0.5mm,轨底外侧与轨距挡块的间隙是否<0.5mm;
b、工具轨的清理,在精调和浇筑砼后的复测都必须保证工具轨未污染砼,工具轨未产生硬弯、较大磨耗等硬伤;
c、工具轨的连接无错台,间隙满足要求,同时轨头不能位于轨枕处;
d、因工具轨间的连接是采用鱼尾板连接,其强度较差,如调整不好即会产生短波不平顺,在调整此区段时必须反复多次的调整,其轨头处的调整量一次不宜过大,可通过多次调整来实现,轨头前后2m范围内同样需多次微小调整,以防影响轨头处的平顺性;
e、搭接区的处理,在搬站误差满足要求的前提下如何保证两站间轨道的顺直,否则将在两站交界处产生严重的短波不平顺。GRP win软件提供了动态补偿和手动补偿方式来消除此问题,如采用动态补偿,将轨检小车停在当前设站区间的最后一对螺杆调节器上,将其偏差尽可能调整到0,在下一站开始测量前不要移动轨检小车;全站仪搬站并重新设站,在上一站最后一个点处再次采集数据,软件将自动开始进行交叠补偿(见下图)。如采用手动补偿方式则在已经精调到位或浇注过的轨道上重复测量多个点,剔出异常值后取平均偏差作为补偿量,在下一区间的第一对螺杆调节器处将其偏差调为补偿量,采集数据后便可启动补偿并设置补偿距离;之后将所有螺杆处的调整量调至0。
4 施工精度控制分析
轨排的精度直接由精调决定,其他工序的施工几乎对轨排精度的提高无任何帮助,但如果在施工中控制不力将严重使轨排精度降低。轨排精调完成后要及时进行道床板砼的浇筑作业,如超过12h尚未浇筑道床板砼或气温变化超过15℃则应再次对轨排进行精调,精调完成后应有相应保护措施以防止受到人为的扰动。
道床板砼的浇筑施工是对轨排精度影响最大的一道工序,应严格控制施工工艺和工法,以保证轨排浇筑前后其精度无太大变化。
1、浇筑砼时,砼需1个轨枕间距接1个轨枕间距单向连续浇筑,让混凝土从轨枕块下漫流至前一格,不至在轨枕下形成空洞。当混凝土量略高于设计标高后,前移到下一格进行浇筑,严禁用砼冲击轨排;
2、控制作业人员随意踩踏轨排,必须上轨排时也应控制人数;
3、砼振捣过程中应注意严禁直接用振捣棒接触轨排或钢筋网;
4、混凝土浇筑后0.5~1 h(若混凝土掺加缓凝剂,螺杆松动时间延长至2~3 h),螺杆放松1/4圈,螺杆调节器的放松须始终沿逆时针,时间必须严格控制,否则将导致轨排下沉或难以拆除螺杆;
5、混凝土浇筑后2~4 h,提松横向模板和施工缝模板,松开全部扣件,释放轨道在施工过程中由温度和徐变引起的变形。操作时注意不要扰动轨排。
关键词:双块式无砟轨道;施工技术控制;测量精度
1 前言
新建铁路武汉至广州客运专线是国内客运专线采用的无砟轨道为Rheda2000无砟轨道系统,由钢轨、高弹性扣件、带有桁架钢筋的双块式轨枕、现浇混凝土道床板和下部支撑体系(支承层或底座)组成。
2 施工特点
2.1 轨排支撑体系采用引进睿铁的成熟系统螺杆调节器系统,该系统使用方法简单、功能齐全,轨排稳定性能好。
2.2 路基轨排中线调整、锁定装置采用的预埋方钢、桥梁上的轨排采用一端固定到防撞墙上一端固定到螺杆调节器上的斜拉杆。采取这些措施即加快了轨排精调的速度,也起到固定精调后轨排的作用。
2.3 精调设备采用瑞士安博格GRP1 000轨检小车进行无砟轨道轨排精调作业,能很好地满足高速铁路无砟轨道施工的要求。
2.4 严格控制混凝土浇筑时的环境、浇筑速度,确保混凝土浇筑质量。
3 无砟轨道铺设
3.1 施工前期准备
1)结构物沉降变形监测
在进行整体道床施工前必须确保线下基础达到“零”沉降,即要求在线下基础施工期间必须按设计要求埋设各种沉降变形监测元件,且按时按频次进行观测,形成连续有效的观测数据,由建设、设计、咨询、施工和监理单位共同对结构物沉降变形观测资料进行分析评估,评定其是否满足道床板施工条件。
2)CPⅢ控制网复测
为保证CPIII网的整体精度和完整性,在道床板施工前必须对CPIII网进行复测,其目的有二,一是可以将破坏的CPIII点进行更换和补测,二是CPIII测设时的外界环境最好与使用时的外界环境相同。特别是在连续梁位置应提高CPIII的精度。
3.2 测量精度控制
1、GRP1000S测量系统
武广客运专线双块式无砟轨道施工采用工具轨法施工,其精调设备为安伯格GRP1000S测量系统,含GRP1000精调小车一台,莱卡TPS1201全站仪和松下CF-19军用笔记本(见右图)。软件方面为测量软件GRPwin和报表输出软件GRP SlabRep,可以通过线路资料的预先输入,测量过程中利用无线传输方式将全站仪测量数据发送至电脑进行自动计算,从而实时显示轨道几何状况,指导轨道调整。
2、线路资料的输入
轨道调整是通过GRPwin软件的计算结果来指导的(见下图),而计算则是用全站仪的测量数据与轨道设计数据的差值来体现的,因此必须在GRPwin软件中预先输入轨道的设计线型。
轨道线型从三个方面来确定(见右图),平曲线、竖曲线和超高。平曲线由曲线主点进行控制,即曲线要素的坐标,含直缓点、缓圆点、圆缓点和缓直点,在相应点位输入其曲线半径和缓和曲线长;竖曲线则为变坡点里程、变坡点轨面高程和竖曲线半径组成;超高通过输入超高变化点的里程和当前点超高来实现。
3、轨道精调
双块式无砟轨道铺设是采用工具轨法施工,即用工具轨组装轨排,通过精调小车的测量数据,用螺杆调节器和轨排稳定器或支撑拉杆进行轨排的横向、竖向调节,以达到设计精度后浇筑道床板砼。
1)组装轨排及粗调
轨排组装及粗调精度直接决定精调的时间,而精调时间过长则需从新调整,所以必须严格控制粗调的精度,轨排粗调精度见下表:
轨排的调整及支撑系统均是通过螺杆调节器和轨排稳定器或横向支撑(桥梁上使用)来实现的,轨排粗调可利用粗调机粗调或人工粗调,其工作流程为:组装轨排——提升轨排——安装螺杆调节器(轨排稳定器)——粗调。
2)轨排的稳定性控制
轨排通过支撑系统进行调整和获得暂时的稳定,因此要求支撑系统必须稳固,可通过下列几个方面满足轨排的稳定:
a、螺杆调节器的使用数量不得太少,一般以每间隔3根轨枕一对为宜,在轨头处则应间隔2根轨枕即使用一对螺杆调节器;
b、轨排的横向调节和竖向调节应位于同一断面,以便于调节,即螺杆调节器位置同时也应设置轨排稳定器或横向支撑拉杆;
c、螺杆调节器的螺杆必须支立在垫片之上,严禁直接立于支撑层或保护层上,且不得有悬空现象;
d、横向调节和竖向调节装置应未受砼污染,调节灵便。
3)轨排精调
a、轨排数据测量
将精调小车放置于轨道上,安装棱镜。使用全站仪测量精调小车棱镜,小车自动测量轨距、超高、水平位置,接收观测数据,通过GRP win测量软件,计算轨道平面位置、水平、超高、轨距等数据,将误差值迅速反馈到小车电脑显示屏幕上,指导轨道调整。
b、轨排中线调节
轨排中线的调节是通过当前点小车电脑反馈数值,利用轨排稳定器(路基地段)和横向支撑拉杆(桥梁和隧道)使轨排最大限度的趋于设计位置。
c、轨排高程调节
轨排高程的调节与中线调节类是,通过小车电脑反馈的高程差值,利用螺杆调节器对轨排进行调整,使之趋向于设计位置。在中线和高程的调整中,不能一味的追求绝对值,在绝对值满足要求的情况下所有项目的变化率也必须控制在1‰。
d、质量控制标准,轨排的精调标准必须满足下表的要求:
4)轨道精调注意事项
a、为确保工具轨面能正确反映轨道状态,在轨道精调前对扣件进行全面的检查,重点检查扣件轨垫、底座、弹性底板垫有无缺失,轨底与轨垫间间隙是否<0.5mm,弹条是否使用正确(路基、隧道使用SKL-15弹条,桥梁使用SKL-15B弹条),弹条前端与轨距挡块的间隙是否<0.5mm,轨底外侧与轨距挡块的间隙是否<0.5mm;
b、工具轨的清理,在精调和浇筑砼后的复测都必须保证工具轨未污染砼,工具轨未产生硬弯、较大磨耗等硬伤;
c、工具轨的连接无错台,间隙满足要求,同时轨头不能位于轨枕处;
d、因工具轨间的连接是采用鱼尾板连接,其强度较差,如调整不好即会产生短波不平顺,在调整此区段时必须反复多次的调整,其轨头处的调整量一次不宜过大,可通过多次调整来实现,轨头前后2m范围内同样需多次微小调整,以防影响轨头处的平顺性;
e、搭接区的处理,在搬站误差满足要求的前提下如何保证两站间轨道的顺直,否则将在两站交界处产生严重的短波不平顺。GRP win软件提供了动态补偿和手动补偿方式来消除此问题,如采用动态补偿,将轨检小车停在当前设站区间的最后一对螺杆调节器上,将其偏差尽可能调整到0,在下一站开始测量前不要移动轨检小车;全站仪搬站并重新设站,在上一站最后一个点处再次采集数据,软件将自动开始进行交叠补偿(见下图)。如采用手动补偿方式则在已经精调到位或浇注过的轨道上重复测量多个点,剔出异常值后取平均偏差作为补偿量,在下一区间的第一对螺杆调节器处将其偏差调为补偿量,采集数据后便可启动补偿并设置补偿距离;之后将所有螺杆处的调整量调至0。
4 施工精度控制分析
轨排的精度直接由精调决定,其他工序的施工几乎对轨排精度的提高无任何帮助,但如果在施工中控制不力将严重使轨排精度降低。轨排精调完成后要及时进行道床板砼的浇筑作业,如超过12h尚未浇筑道床板砼或气温变化超过15℃则应再次对轨排进行精调,精调完成后应有相应保护措施以防止受到人为的扰动。
道床板砼的浇筑施工是对轨排精度影响最大的一道工序,应严格控制施工工艺和工法,以保证轨排浇筑前后其精度无太大变化。
1、浇筑砼时,砼需1个轨枕间距接1个轨枕间距单向连续浇筑,让混凝土从轨枕块下漫流至前一格,不至在轨枕下形成空洞。当混凝土量略高于设计标高后,前移到下一格进行浇筑,严禁用砼冲击轨排;
2、控制作业人员随意踩踏轨排,必须上轨排时也应控制人数;
3、砼振捣过程中应注意严禁直接用振捣棒接触轨排或钢筋网;
4、混凝土浇筑后0.5~1 h(若混凝土掺加缓凝剂,螺杆松动时间延长至2~3 h),螺杆放松1/4圈,螺杆调节器的放松须始终沿逆时针,时间必须严格控制,否则将导致轨排下沉或难以拆除螺杆;
5、混凝土浇筑后2~4 h,提松横向模板和施工缝模板,松开全部扣件,释放轨道在施工过程中由温度和徐变引起的变形。操作时注意不要扰动轨排。