浅谈无砟埋入式道岔施工控制

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  摘要:主要分析了铁路长枕埋入式无砟道岔的结构,介绍了无砟道岔的工艺特点并对无砟道岔的施工控制要点进行了探讨。
  关键词:结构形式;长枕埋入式;施工控制
  中图分类号:X731文献标识码: A
  1无砟道岔结构形式
  无砟道岔由底座混凝土、道床板混凝土、长短岔枕、扣件系统及钢轨、转换设备等部分组成。道岔结钢轨按350km/h客运专线60kg/m钢轨及60kg/mAT钢轨暂行技术条件设计,采用Ⅱ型分开式弹条扣件系统及R2000型长、短岔枕结构,由专业公司提供电务转换设备及密检设备。无砟道岔轨道部件与设备的独特配套确保了高速道岔高标准的可靠性、使用率、可维修性与安全性。
  2长枕埋入式大号道岔轨道结构
  长枕埋入式轨道结构的无砟道岔,其岔枕采用R2000型铰接式长、短枕结构,岔枕内埋入了预应力螺栓装置。铰接式长、短枕结构不仅方便工厂预组装时轨排节段的运输,也降低了振幅,延长了混凝土道床寿命。
  
  除岔枕采用R2000型长、短枕结构外,道岔轨下基础,以路基(桥面)以上依次为, C30钢筋混凝土底座、C40钢筋纤维混凝土道床板,道床板表面设置横向向外的排水坡。施工过程中,按轨道结构和设计需要,在上下混凝土间设置PE滑动膜和剪力杆,混凝土节段按一定间距设伸缩缝和传力杆,预埋接地端子及其他部件。
  根据道岔类型的不同,长枕埋入式无砟道岔结构在道岔前后各设置一定长度双块枕式无砟轨道与正线无砟轨道或站线有砟轨道顺接过渡。
  为满足制式轨道电路传输的需要,道岔轨下混凝土钢筋间采取设置绝缘卡隔离措施以增加绝缘,以防止产生杂散电流影响轨道电路传输。
  3工艺特点
  无砟道岔铺设精度高、运营速度最快的道岔,其多年的施工和运营经验证明,钢轨部件及扣件系统的高精度加工、方便快捷的运输道路、安全的运输和吊装设备、高精度的临时工装、高精度的快速测量手段、专业化的施工队伍等以及成熟的施工、监控、检测手段和技术标准是施工质量和进度的可靠保证。
   (1)大号道岔预先工厂预组装并验收合格,整体分段运输到工地进行组装。减少了现场工作量,避免将设计和制造缺陷带到施工现场。
   (2)长枕埋入式无砟道岔通过公路运输。避免环节多、周期长的铁路超长货物运输,根据不同长度的道岔节段选用拖挂汽车或液压模板轴线运输车,大吨位汽吊加带多点吊索的吊具梁整体吊装道岔轨排,保证了运输和吊装过程中道岔不变形。
   (3)选用高精度全站仪、电子水准仪和轨道状态测量仪等检测设备,配套高精度的精调支架系统,确保道岔组装和调整精度,减少后期整治工作量,保证施工质量。
   (4)按照线性回归优化的理论,使用专用软件分析线性测量数据并计算调整量,通过多次更换扣件的方式完成道岔轨道几何精细调整。
   (5)选用铝热焊焊接钢轨接头,道岔与前后各200m线路作为1个单元无缝线路进行施工和管理,道岔锁定时转辙器及辙叉不放散。
  4施工工艺控制
  4.1技术准备控制
   (1)前期工程施工情况及铺岔条件的调查。
   (2)向线下施工单位收集了曲线表、坡度表、断链表、CPⅢ测量控制网等资料,为道岔铺设提供依据。
   (3)对设计图纸进行会审,并熟悉相关施工、设计文件以及无砟道岔相关规范、规程、技术条件等。
   (4)对收集到的线下施工资料进行核对,并做好复测工作,组织有关人员到现场察看,做好记录。
   (5)汇编资料,在所有资料审核无误的基础上编制施工组织设计、各分项工程施工方案、作业指导书、技术交底书等施工技术文件。
   (6)在建设单位统一组织下,按照有关程序和规范要求,对线下工程施工质量、无砟轨道控制量网、沉降变形观测与评估等事项进行检查和确认,办理相关交接手续。
   (7)无砟道岔施工宜在车站或正线无砟道床板施工前完成。若站内正线或区间无砟道床板早于无砟道岔施工,则与无砟道岔前后相连区宜预留100~200m,待无砟道岔施工完毕后进行。
   (8)开展对道岔施工各工序操作人员的岗前培训,测量、道岔组装与精整、焊接、装卸、运输等特殊工种人员需持证上岗。
  4.2道岔厂内验收控制
   (1)每组道岔在运往施工工地前在厂内将道岔的转辙器区域、连接部分、辙叉区域安装在轨枕上并进行调试、检验的整个过程,安装内容包括轨件、锁闭装置、转辙机、密检器、下拉装置,并按设计规定整组道岔的各部分尺寸及零件的安装及零部件的偏差均需检测记录,对各部位尺寸严格按照设计及标准进行检查,直到各部位尺寸符合为止。
   (2)预组装完工后,对道岔进行出厂前检验工作,道岔出厂必须带有明显标识,其内容应包括:产品名称、规格型号、出厂编号或出厂日期、制造厂名或厂标等。
   (3)可动心轨辙叉上应带有标识,标识内容应包括辙叉型号、左右开、出厂编号或出厂日期、制造厂名或厂标等。基本轨、尖轨、配轨、护轨在轨腰上标识出长度数值,厂标或厂名、出厂日期,基本轨、尖轨还应标出开向、直或曲的标识;铁垫板应按图纸规定标出清晰、不易损的标识;铸、锻件上在易于观察的部位作出工件号或工件规格及厂标;道岔各单元均应厂内组装检查合格后,进行包装。包装箱内应有装箱单,包装箱外应标注产品名称、重量、规格及主要零件名称或装箱编号;制定道岔产品装卸、运输及保管的相关技术条件,并报业主备案;严格执行道岔产品装卸、运输及保管相关技术条件,确保其满足铺架(设)要求。
  4.3道岔运输、吊卸控制
   (1)道岔铺设车站具备与物资转运站接轨条件,则铺设临时联络线,线路铺设应符合铁路施工便线的相关技术规定。工程列车线路两侧堆码的材料、机具应提前检查,确保不侵限。运输道岔轨排的列车直接经由联络线到达新建车站后,再转线至铺设岔位附近待铺。
   (2)如道岔铺设车站不具备与物资转运站接轨条件,则通过公路或施工便道转运,由于道岔是整体分段运输,对便道要求较高,前期需对运输通道进行调查,并按相关要求对便道进行了改造、拓宽,其中施工便道路面宽度、结构、最小曲线半径等应符合装运道岔的要求确保道岔轨排顺利、安全运达施工地点。
   (3)道岔轨排或单件产品中的尖轨和基本轨组装件、辙叉心轨组装件采用专用汽车平车或运粱平车运至铺设现场;岔枕及零部件用普通汽车运输
   (4)道岔吊卸汽车吊的起重吨位、运用台数等须根据道岔产品重量、尺寸和现场吊装作业条件确定。根据轨排节段的长度选用1台或多台250T级及以上的汽吊吊装道岔,配专用吊具梁,吊具梁上设有多根等距布置的吊索,吊索按对称布置,并保证道岔节段竖向变形不超过1‰,横向变形不超过2‰。如54.5m转辙器轨排吊装时,则需要2台250T级汽吊配2个吊具梁同时吊装。所有吊装作业必须使用道岔产品专用吊具实施。吊索只能使用尼龙吊索或塑胶带。必须在整个道岔节段长度内等距离分布,宜采用轨枕间距的倍数(轨枕间距0.6m),皮帶应对称固定,必须确保在起吊过程中皮带不沿着道岔滑动。起吊过程中道岔平面需处在水平位置,道岔的垂向倾斜不能超过自由长度的1/500。道岔在水平方向上弯曲(最大值是自由长度的1/1000)。
   (5)道岔和梁间最小距离1.3m,吊索必须足够长并与道岔区段成65°角度吊装。
  4.4道岔测量、定位控制
   (1)道岔控制基标测量前,应按相关测量规范组织测量人员对CPIII点进行复核。当CPIII点复核测量结果与从线下施工单位接收的CPIII测量成果满足技术条件的限差要求时,直接采用线下施工单位交接的测量成果;如不满足限差要求,则上报监理单位,和线下施工单位组成联合测量组,对CPIII点进行复测。
   (2)依据经复测后的CPIII控制点采用全站仪自由设站测设道岔控制基标
   (3)依据CPⅢ及道岔控制点,对道岔进行初步定位。偏差控制在:-5~0mmm,方向3mm以内。
  4.5道岔精调控制
   (1)道床板混凝土浇筑施工前,须对道岔系统进行精调。
   (2)依据CPⅢ控制点进行道岔轨排精调,调整时应以直股基本轨一侧为基准。
   (3)用安伯格GRP1000轨道检测小车进行全面检查整修(精调),包括位置、方向、水平、高低、轨距、支距、转换性能、密贴程度等。根据轨检小车检测数据确定精调数值。
   (4)调整定位螺栓丝杆高度,精调起平道岔。
  a.轨面标高精确调整后,道岔高低、水平不超过设计限值。
  b.滑床台板坐实坐平,垫板与台板的间隙不超标。
   (5)调整水平丝杆,对道岔超限点作局部精调。
  a.轨距及支距调整。调整时应以直基本轨一侧为基准,按照先调支距再调轨距的步骤进行,使尖轨跟端起始固定位置支距、尖轨跟端支距和导曲线支距(包括尖轨密贴段以后、跟端以前范围)允许偏差符合设计要求。
  b.密贴调整。调整尖轨、心轨密贴和顶铁间隙应同调整轨距、支距相结合。确保尖轨与基本轨密贴、可动心轨在轨头切削范围内应分别与两翼轨密贴、开通侧股时,叉跟尖轨尖端与短心轨密贴。尖轨或可动心轨轨底应与台板接触。顶铁与尖轨或可动心轨轨腰间隙和限位器两侧的间隙值不超限。轨撑的顶面应与翼轨轨头下颚密贴。
  c.轨向调整。直线尖轨工作边的直线度,密贴段每米不大于0.3㎜,全长不大于2.0㎜。曲线尖轨圆顺平滑无硬弯。
  可动心轨辙叉,直股工作边直线度为0.3㎜/1m,全长(可动心轨尖端前500㎜至弹性可弯中心后500㎜)直线度为2.0㎜,心轨尖端前后各1m范围内不允许抗线。可动心轨辙叉,曲股工作边曲线段应圆顺,不允许出现硬弯。
  d.间隔调整。可动心轨辙叉咽喉宽度、趾跟端开口、护轨轮缘槽宽度、查照间隔、尖轨非工作边与基本轨工作边的最小间距等须调整到位,不得大于设计允许偏差值。
  e.道岔精细调整到位后,线路几何形位指标应符合下表的规定。
  无砟轨道平顺度铺设精度标准(静态)
  
  
  
  (6)精细调整完毕,安装道岔尖轨、可动心轨电务转辙机构,进行工电联调。
  (7)工电联调合格后,固定丝杆位置和整组道岔。为方便转辙处道床板混凝土施工,道岔尖轨、可动心轨电务转辙机构应拆除。
  (8)整组道岔精调完毕应对弹条螺栓、岔枕螺栓副、限位器螺栓、翼轨间间隔铁螺栓副、长短心轨间间隔铁螺栓进行复紧,扭矩达到设计值。
  (9)道岔支架的稳定性能检查,如有扰动,需重新调整到位。
  (10)道岔前后长枕埋入式无碴轨道过渡段采用工具轨(新轨)将轨枕及扣件系统组装成轨排(加轨距接杆)后,按上述要求与道岔临时连接,并精调,一并灌注混凝土。
  (11)调整后的道岔须由监理单位会同施工单位按照道岔铺设技术条件中的检测验收项点逐项检测道岔,混凝土浇筑前的道岔须完全满足道岔铺设验收的要求。
  (12)仔细检查各地锚固定状态,确保固定良好、可靠。
  4.6道岔灌注混凝土控制
   (1)混凝土浇筑前完成所有的准备工作。
   (2)混凝土浇筑前,清洁混凝土模板,涂脱模剂,对支承螺杆、竖向调节器上的PVC管用胶带密封,采用防护罩遮盖道岔钢轨部件、岔枕面,以免造成污染。
   (3)在浇筑轨道板前对到场的混凝土进行温度、含气量及坍落度检查,不合格混凝土不得使用。
   (4)混凝土入模温度不允许超过+30℃。环境温度不低于+5℃之间时,环境温度在5℃以下时,混凝土入模温度不得低于+10℃。
   (5)道岔板混凝土按一次灌注完成组织施工,灌注由道岔一端向另一端进行。
  a.混凝土灌注过程中,保证振捣密实的同时,应有专人随时检查道岔轨排的固定装置、防止移位。
  b.混凝土入模后,插入振动棒振捣。振动棒必须作垂直运动,间距不可超过600mm,如此可帮助混凝土水平流动,并移除空气。对岔枕底部位置混凝土要加强振捣,确保混凝土的密实性。转辙机坑位置应加强捣固。也不可过振,尤其是在轨枕下方。不可将振动头接触模板、定位螺栓和侧向支撑装置及管线等。
  c.待混凝土初凝后,及时撤除遮盖在钢轨、岔枕上的防护罩,人工对混凝土表面压光抹面,设置表面排水坡,确保道床板的顶面高程、平整度和排水坡度符合设计要求。
   (6)在混凝土浇筑过程中,派专人负责对道岔轨道线形和位置的检查。当道岔线性发生微小变形后,及时调整恢复,若调节支架遭遇意外撞击而使道岔变形时,混凝土浇筑必须马上停止,待测量检查后再恢复浇筑,如果要应设置施工缝,按照施工缝留设相关规定执行。当轨道线形不正确时,不可进行混凝土浇筑。
   (7)在泵送混凝土之前,泵送管必须要保持湿润。
   (8)混凝土浇筑应由一端向另一端逐段推進,混凝土通过移动导管直接注入钢轨内侧岔枕盒内,并左右移动导管。当第二个岔枕盒内混凝土高出岔枕底部时,方可移动导管灌注第二个岔枕盒,以此类推。人工配合扒平、均匀轨枕盒内混凝土,插入捣固棒振捣,对轨枕底部加强振捣,捣固时应防止捣固棒碰撞竖向调节螺杆及其他固定装置。
   (9)道床混凝土初凝并完成两次压光抹面后,表面喷洒养护剂并覆盖毛毡或薄膜,达到混凝土养护期限。在道床板混凝土养生期间,施工区严格封闭,严禁行人车辆通过。
   (10)混凝土初凝后,必须进行压光抹面两次工作,一次是抹大面,找出排水坡,二次是收光抹面。
   (11)道床板混凝土强度达到5MPa后,垂直松动定位螺栓和其它固定装置1/2至1圈,松动钢轨扣件,以防止钢轨与混凝土的温差变形不一致而造成混凝土开裂。
   (12)次日拆除其它临时支撑及模板,将定位螺杆移除,一步步将部分扣件放松,清理调整螺杆并上模板油。
   (13)定位螺杆移除后所留下的洞,用无收缩砂浆进行填充。
  结束语
  无砟埋入式道岔铺设控制主要体现在道岔进场前、进场中、进场后及灌注混凝土三个阶段,其中还涉及到道岔铝热焊接及焊接后精调工作,在这些方面,施工要符合按无缝线路设计文件及相关规定。
  参考文献 :
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