京沪高铁板式无碴轨道施工技术.docx
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京沪高铁板式无碴轨道施工技术
板式无碴轨道施工技术
前言
现代高速铁路是以重型钢轨和混凝土枕为基础的有碴轨道结构，在列车速度达到250～300km/h的线路上能够确保行车的安全。
但这种有碴轨道在列车载荷反复作用下的不足之处是轨道残余变形积累很快，而且沿轨道纵向方向，其变形积累的分布也不均匀，从而导致轨道高低的不平顺，影响了旅客乘坐的舒适性；同时有碴轨道后期的养护维修，一方面在清筛道床时会对环境构成污染，另一方面其工作量也较大，加大了铁路后期的经济投入，使铁路建设和运营的整体成本提高。
为了提高轨道在高速运行条件下的稳定性和耐久性，减少轨道后期维修和对环境的影响，实现有效降低整体成本的目的，就必须改变轨下基础的结构形式。
相对于有碴轨道而言，板式无碴轨道是以混凝土和沥青混合料等取代散粒道碴道床而组成的轨道结构型式。
由于板式无碴轨道具有轨道平顺性高、刚度均匀性好、轨道几何形位能持久保持、以及维修工作量可显著减少等特点。
因此无碴轨道结构的应用是目前国内外高速铁路发展的方向。
在施工技术的开发中，应着重解决以下关键技术：
1）轨道板的制作和安装；
2）CA砂浆的研制和灌注施工；
3）无碴轨道施工的测量控制方法和手段。
二00三年初，铁道部科技司将京沪高速铁路板式无碴轨道成套施工机械设备研究列入科研项目，由中铁十一局、三局集团共同研制，现在将板式无碴轨道施工技术分两部分整理如下：
第一部分秦沈客运专线狗河特大桥上板式无碴轨道施工
一、施工方法概述
当桥梁架设以后，首先进行防护墙、凸形挡台及基床混凝土的施工，然后进行板式轨道的施工。
施工先是从基准点测量开始，把中线测量和水准测量的资料经过整理，按规定位置设置基准器。
然后将工厂预制的轨道板搬运至现场，以基准器为准绳，把轨道板调整至准确的位置上，并用轨道板支撑调整螺栓加以支撑，随后在轨道板底面和混凝土基床之间注入CA砂浆，固定轨道板，最后在其上铺设长钢轨，调整轨下衬垫，整正钢轨的微量偏差，上紧钢轨扣件，即完成了板式轨道的施工。
二、施工工艺流程（见图1）
图1板式无碴轨道施工工艺流程图
三、施工方法及工艺
1、桥面处理
1）桥梁架设以后，对桥面进行凿毛处理，用水或压缩空气清除浮碴及碎片。
2）按设计要求处理好桥面与底座之间的联接钢筋。
2、底座及凸形挡台施工
1）施工方法
A、按要求做好基标测设工作，根据控制基标确定底座的设计位置。
测量梁面的实际标高，根据实测标高与设计轨顶标高对底座的厚度作相应调整。
B、在现场焊接或绑扎底座钢筋骨架，同时放好钢筋保护层垫块。
连
接底座结构钢筋与桥面预埋钢筋，若钢筋相碰，可沿线路纵向稍作调整。
C、按底座设计位置与位置，确定模板安装位置和高程，安装模板。
采用组合式模板，每24.6m为一单元，模板外侧可与防护墙撑联，内侧采用对拉或支撑形式，以确保模板稳定。
D、按设计要求预埋底座内的横向PVC排水管，在桥梁中心线一侧，PVC排水管端部设置PVC篦。
应采取措施防止混凝土灌注时水泥砂浆堵塞管道。
在每块底座侧面与端部的相应位置留出镶嵌防水卷材的凹槽。
E、每个底座单元之间均设置伸缩缝，在伸缩缝处固定好20mm厚的沥青板，沥青板的尺寸根据梁面横坡与设计标高确定。
底座单元中不留施工缝，施工缝应安排在伸缩缝处。
F、底座和凸台混凝土灌注分两次进行。
混凝土灌注完毕后，在12小时内用麻袋、草帘等覆盖并洒水养生，养护期一般不应少于7昼夜。
G、在进行凸形挡台施工时，应预埋好基准器底座，同时凸形挡台混凝土施工达到设计高程后，表面必须抹平。
2）外形尺寸要求
混凝土底座及凸形挡台外形尺寸允许偏差要求见表1、表2。
表1底座及挡台模型组装后的偏差表
序号
项目
允许偏差值（mm）
1
混凝土底座顶面与设计高程差
±3
2
宽度
±10
3
混凝土底座前后位置
4
与设计中线差
3
表2凸形挡台外形尺寸允许偏差
序号
项目
允许偏差值（mm）
1
圆形挡台的直径
±3
2
半圆形挡台的半径
±2
3
挡台中心偏离线路中心
2
挡台中心间距
±3
4
顶面高程与设计值
±2
图2板式无碴轨道底座及凸形挡台
3、基准器设置
1）混凝土底座与凸形挡台的定位
A、以定测导线为依据，用极坐标法确定混凝土底座与凸形挡台的中线与纵向位置。
B、高程自水准点引出，按精密水准方法往返观测。
2）基准器设置
A、凸形挡台施工时，应在每个凸形挡台上设置基准器底座。
B、基准器的设置位置：
圆形挡台应设在圆的中心；半圆形挡台应设在半圆的中部。
C、在基准器底座上精密测量基准点的位置，包括水准测量、中线测量和正矢测量。
凸形挡台上基准器测设精度应符合以下要求：
D、与线路中线横向允许偏差、高程允许偏差均不大于2mm。
距离允许偏差不大于1/5000。
基准点间距偏差应在梁长范围内调整。
E、相邻基准器间的横向、高程允许偏差均不大于1mm。
4、轨道板铺设
1）轨道板检查
轨道板在使用前，为避免发生有害伤损和变形，应进行外观尺寸检
查、平面性检查及外观检查，其精度应符合下表3规定：
表3轨道板允许偏差表
检查项目
允许偏差（mm）
轨道板长度
±5
轨道板宽度
±3
各断面厚度
＋3
－0
普通受力钢筋丝位
±5
预应力钢筋
丝位
±2
允许断丝
0
挠曲
±3
承轨台面平面度
1
2）轨道板的搬运
采用施工便道法搬运轨道板，利用施工便道把工厂生产的轨道板用载重卡车运至铺设现场。
A、轨道板在搬运之前应进行检查，发现伤损必须进行补修。
B、为吊装轨道板在把吊环安在插入螺栓上时，应注意充分上紧螺栓，不使螺栓伤损。
C、装卸轨道板严禁撞、摔、掷等作业，不能在轨道板纵方向起吊。
D、在运输过程中，要采取措施防止轨道板倒塌或产生三点支承，不要使其遭受过大冲击作用。
E、使用橡胶衬垫作为承受轨道板的材料。
3）轨道板的吊装
用汽车吊把停在另一侧轨道轨道车上的轨道板吊起，临时放置在正线所规定的位置上（见图4）。
图4轨道板吊装
A、在轨道板卸车、安装时，应注意不使挡台、桥面、轨道板等结构物发生伤损，应根据需要采取防护措施。
B、在轨道板安装作业前，应清扫混凝土基础表面，以避免在注入CA砂浆时杂物混进去。
C、轨道板起吊时起吊螺栓要拧紧，四点要均匀受力，尽量置于两凸形挡台的设计位置，通过微调达到轨道板中心线与线路中心线平行，偏差应小于±2mm。
4）轨道板的调整
轨道板吊放后，以基准器为准把轨道板调整到所规定的位置上，使轨道中心线与轨道板中心线一致，把轨道板顶面调整到所规定的标高上，使前后两端的挡台中心线与轨道板中心线一致，在曲线区间作成所规定的标高。
A、调整作业是在轨道板侧面上的插入螺栓上安装四个托架，在各个托架之间放入调整轨道板的千斤顶，再根据轨道板铺设水准尺，相对于基准点位置，边测量边进行调整定位。
B、在埋入于轨道板侧面上的插入螺栓上安置作为调整用具的托架，在托架与轨道板接触的部位上粘贴橡胶板，并应充分拧紧螺栓以防止引起轨道板的伤损。
C、轨道板的设计标高，以基准点为准，用轨道板铺设水准尺边测量标高，边调整千斤顶使其上下达到设计标高，同时进行平面性的调整和设置超高。
D、当对轨道板前后、左右、上下和标高调整至正确位置后，将支撑螺栓拧入轨道板的预设螺栓孔内，并支撑在底座上。
E、在用支撑螺栓定位后，应再次测量轨道板的位置，若复核结果超过允许精度必须先松开微调支撑螺栓再调整，直到达到要求。
F、轨道板的调整精度直接影响板式轨道竣工后的质量，因此必须特别细心调整。
轨道板的调整精度应低于表4所列数值：
表4轨道板安装位置的允许偏差
项目
轨道板调整精度（mm）
前后方向
±5
左右方向
±1
上下方向
±1
5、CA砂浆施工
1）安置模板
在注入CA之前，为防止浇注的砂浆流出，并能填注充分，应安置模板。
在进行模板的施工前，对模板应事先涂敷脱模剂，并检查在轨道板和混凝土基床之间，是否积有尘埃或水等杂物，如有应事先清除。
模板采用侧向模板和间隔板两种形式。
A、侧向模板
普通模板利用插入装置来安装，高度为15cm左右。
为不使从模板和混凝土基床之间漏出CA砂浆，在模板底部敷设一层氨基甲酸乙酯泡沫，在轨道板侧面和模板之间留出1cm左右的空隙，作用是用于观察CA砂浆的浇注状态并且作为空气排气出口。
B、间隔板
在平板与平板之间设置间隔板，砂浆的注入以一台搅拌机一次拌和量注入一块轨道板底部为原则。
2）CA砂浆的配合比
根据CA砂浆的标准配合比进行搅拌试验，测定其流动时间、可用成分、膨胀率和泛浆率，确定现场施工配合比，以得到符合质量要求的砂浆。
3）CA砂浆的搅拌
CA砂浆的拌制，用水泥沥青砂浆搅拌机（容量为1立方米）进行拌合，材料的加入按A型乳剂－水－细骨料－铝粉－混合料CAA－水泥的顺序进行。
材料的投入要仔细，由于A型乳剂和水泥一经接触就开始起反应，为有效地利用可注时间，水泥的加入要放在最后进行。
又因为铝粉的用量是微小的，为防止投入铝粉时发生飞散现象，在投入之前要事先与砂料掺合。
水泥要分散加入，为此，在搅拌机投料口上安置一个用直径6毫米左右的钢筋制成的孔径为10厘米左右的钢丝网罩。
搅拌机的旋转速度和搅拌时间对CA砂浆的强度有一定影响，因此事先还必须对实际使用的搅拌机进行拌和试验。
4）CA砂浆的注入
CA砂浆的注入，是采用泵式砂浆压送机提升CA砂浆并注入轨道板底部及凸形挡台四周。
在进行CA砂浆的注入施工前，须进行稠度试验（测定流动时间）、膨胀和泛浆试验、抗压强度试验等各种试验，并填写试验记录，确定砂浆的灌注在不同气温条件下的适宜温度及灌注方法，为施工提供可靠的保证条件。
A、在注入之前，要检查要注入的地点有无积水及其他有害杂物，如有就应立即清除。
水、灰尘等可用压缩空气吹掉，或者设排水孔加以排除。
还应再次确认模板的安置状态，特别要注意不要让CA砂浆流进排水孔内。
B、拌制好的砂浆，如果经过长时间的处于静止状态，就会变成假凝状态，很快丧失流动性，为此，应一边缓慢地搅拌砂浆，一边运输和注入。
C、在CA砂浆即将注入之前，还应测定其流动时间，尽可能得到所规定的流动性。
D、注入速度以不带入空气那样徐徐地连续进行，压送泵的喷吐量控制在140L/min以内。
还应注意不致引起材料离析，并且完全充分地填充空隙。
E、当注入了一半左右的程度，就应进一步降低注入速度，以便空气排出，并观察CA砂浆的静态位置，并应充分确认轨道板侧面的高度，保证轨道板底部注浆饱满。
F、在坡度区间进行注入，是从轨道板的低侧注入孔向高侧注入孔移动，沿着一侧进行。
G、当CA砂浆在轨道板侧面或注浆孔中的高度达到3cm以上时，第一次注浆作业才算结束，此时再次检查是否存在漏浆现象，如有，必须采取措施。
H、待CA砂浆凝固后，拆除模板，对凸形挡台四周再次注浆至挡台顶部。
在注入CA砂浆的过程中，应用乙烯薄膜等覆盖轨道板，以免造成污损。
5）CA砂浆的养生
CA砂浆的养生原则上自然养生，一般不需要采取特殊措施。
砂浆经过24小时后，由于会发生收缩现象，为适应这种情形和防止轨道板与砂浆填充层之间发生空隙，必须撤除支撑螺栓，使轨道板与砂浆充分受力接触。
轨道板侧面的侧立砂浆，在模板拆除后要尽快削除。
CA砂浆抗压强度至少达到0.7Mpa（约7天）后，方可进行轨道铺设作业。
此外，在支撑螺栓孔和起吊螺母孔中填入防锈润滑剂，并在支撑螺栓孔和注浆孔上安置防水盖，做好防护工作。
图5CA砂浆灌注
6、过渡段施工
1）过渡段无碴轨道部分的施工
A、在与桥台相邻的一跨梁上，应铺设带有CEP-1201型微孔橡胶垫的轨道板。
B、与桥台相邻的第一块轨道板设有
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