长枕埋入式无碴轨道.docx

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长枕埋入式无碴轨道

长枕埋入式无碴轨道

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第三节　长枕埋入式无碴轨道

桥上长枕埋入式无碴轨道是铁道部在秦沈客运专线沙河特大桥上重点试验项目之一，是我国在混凝土梁上首次采用的新型轨道结构。

其科技含量高，技术标准严，工序复杂。

该桥无碴轨道施工的成功与否将决定我国今后铁路桥上无碴轨道的发展方向，其意义重大。

桥上长枕埋入式无碴轨道施工在国内无任何经验可借鉴，为攻克其技术难关，我们在施工中反复试验、研究和探索，终于研究开发出了系列配套施工机具设备，并优化了轨道几何尺寸检测方法，为今后类似工程积累了宝贵的实践经验。

沙河特大桥桥上长枕埋入式无碴轨道施工取得的成功，填补了我国无碴轨道施工的技术空白。

一、工程概况

秦沈客运专线在沙河特大桥上双线铺设长枕埋入式无碴轨道，采用一次铺设跨区间无缝线路。

无碴轨道与有碴轨道的过渡和路基与桥台的过渡按在同一部位过渡进行，长度为25m。

长枕埋入式无碴轨道（含过渡段）设计范围为DK43＋554.85～DK44+247.18，全长692.33m。

线路位于直线上，纵断面坡度为-9‰和-12‰，桥上有变坡点。

轨道表面排水以桥梁中心线为中心，向两侧设2％横向人字坡，通过相邻底座间的间隔及底座内设置的横向排水管与桥面排水系统相连。

二、结构设计

长枕埋入式无碴轨道道床结构主要由混凝土道床板、隔离层（TQF-I型防水卷材）及混凝土底座等三部分组成。

结构宽度为3.1m，轨顶至梁面的高度为0.826m。

无碴轨道结构的底座通过梁体预埋连接钢筋与桥梁相连，底座两端设置尺寸为1.0×0.7m×0.13m的凹槽，以限制上层道床板纵横向位移，确保道床结构的稳定性。

每孔箱形梁上每线设置6块道床板单元，梁跨中部的A型道床板4块，单元长度为4.036m，梁跨端部的B型道床板2块，单元长度为4.028m，底座和道床板采用C40钢筋混凝土。

与桥头路基相邻的一跨梁上，在道床板与底座之间隔离层下设置12mm厚的橡胶垫层（CEP—1201），底座端部凹槽的侧立面设置7mm厚的普通橡

胶垫层进行过渡。

详细结构见长枕埋入式无碴轨道桥面横向布置示意图（图4－7－1）。

图4-7-1长枕埋入式无碴轨道桥面横向布置示意图

三、施工流程和技术要求

1、施工工艺流程

桥面凿毛处理→底座钢筋绑扎→支立底座模板及质量检测→底座混凝土灌注→铺设隔离层或弹性垫层→道床板下层钢筋绑扎→轨枕吊装→安装钢轨及扣件→架设轨排支承托架→轨排检测、调整→道床板上层钢筋绑扎、立模→质量检测→WCK轨枕横向孔注浆→轨枕涂刷界面剂→道床板混凝土灌注→钢轨及支撑托架拆卸→长轨铺设及焊接→竣工验收

2、技术要求

1）、混凝土底座施工

①桥面处理

无碴轨道结构直接在梁面上构筑，通过梁体预埋连接钢筋与桥梁相连。

因此

2）、轨排组装与架设

①轨排支承托架的设计

长枕埋入式无碴轨道施工技术的关键为轨排的架设与调整，为此我们在借鉴过去隧道整体道床施工经验的基础上设计出了上承式轨排支承托架，用于支承轨排并进行轨排高度和方向的调节。

轨排支承托架采用18号槽钢制作门形框架，以作承重结构，在框架横梁上设置水平调节螺栓、竖向调节螺栓及轨排吊具。

其设计结构形式见长枕埋入式无碴轨道上承式轨排支承托架示意图（见图4-7-6）。

该支撑托架具有结构简单、造价低廉、调节方便、稳定性好等优点，刚度变形小，能进行上下和左右方向的调节，调整范围为上下20cm、左右8cm。

图4-7-6长枕埋入式无碴轨道上承式轨排支承托架

②轨枕运输吊装车的改装

因桥上作业空间小，轨料运输困难，我们采用小型农用拖拉机改装成轨枕运输吊装车。

采用拖拉机作为牵引动力，装拖拉机拖拉平板车轮距改为1.2m，平板宽1.2m，长1.5m，并增设三角起吊装置。

该车每次可以送轨枕14根（2个单元用料），完成1孔梁轨枕运输吊装时间约90min，一般利用桥上作业间息时间运输吊装轨枕，避免不同工序作业之间的相互干扰。

③轨道几何尺寸检测方法的优化

轨排支撑托架保证了轨排上下左右无级调整，但如何控制和检测轨道几何结构尺寸满足规范要求也是无碴轨道施工质量的最关键问题。

《秦沈客运专线无碴轨道工程施工技术细则》中要求先测设基准器，然后用三角直尺和轨道尺联合进行检测。

通过我们试验，此方法可操作性不强，因为三角直尺国内无定型产品，只能靠自己加工制作，自己制作的精度本身就有系统误差，另外基准器埋设时精度控制就比较难，且费用很高，若基准器和轨面高差稍有误差就难以检测。

因此，我们对轨道几何尺寸检测方法进行了优化。

我们采用的方法是先在防护墙上精确测设一条轨面线，每5米一个点，并标记出该点与线路中心线的距离,然后用3米直尺和轨道尺进行检测控制，轨道尺放在两轨面上检测水平，3米直尺放在两轨面上使两轨面与防护墙上的轨面线保持在同一平面上，这样只要轨道尺水平居中，3米直尺下边沿与挡碴墙上水平线重合，那么轨排的高程就确定，最后根据3米直尺上的读数调整轨排中心线，精调两次就可满足施工精度要求。

这种方法操作起来方便，精度又高，在沙河特大桥无碴轨道施工中取得了良好的施工效果。

④轨排组装与架没方法

轨排组装应在底座施工与隔离层（或弹性垫层）、道床板下层钢筋网的铺设完成后进行。

轨排组装时采用与铺设无缝线路技术条件相同的25m新60kg/m钢轨作为工具轨，进行现场组装。

每次同时组装2-3榀轨道排架，每个施工单元之间轨排搭接长度不少于5m，以保证轨道的平顺性。

用鱼尾板连接前后钢轨，上紧接头螺栓并保持轨缝对接，轨面及钢轨工作边不得错牙，轨排的调整按粗调，精调反复进行，直达到标准要求。

轨排组装与架设步骤如下：

a铺设道床板下层钢筋网，调整好钢筋网的保护层。

在钢筋网上沿线路纵向两侧摆放两条方木条，以临时支承轨排，并保护钢筋网与隔离层免遭损坏。

b采用轨枕运输吊装车将轨枕摆放在方木条上，用人工按设计要求进行布枕。

c安装钢轨及扣配件，形成轨排。

以靠近防护墙一侧钢轨为基准轨，用万能道尺控制另一般钢轨，保证轨距。

注意基准轨下铁垫板的椭圆孔一定居中，以利于施工完后调整施工误差。

根据扣件的组装铺设要求拧紧扣件，注意不得有松动及空吊板现象。

d在轨排上约每4根轨枕的间距架一组轨排支承架，注意避开伸缩缝并不得与轨枕相接触。

e用千斤顶将轨排顶起到设计位置附近，用支承架的吊具将轨排吊起并用夹紧螺栓夹紧钢轨，不得有松动。

f根据防护墙上每5m测设一个的基准点，用3m直尺与万能道尺检测轨排的方向、高程及水平，调整支承架上的水平调节螺栓与竖向调节螺栓，对轨排进行调整。

根据3m直尺的读数调整水平调节螺栓，使轨道中线与线路中线重合。

然后调整竖向调节螺栓，使万能道尺的水泡居中，并使3直尺的下沿与防护墙上测设的轨面线平齐。

轨排的调整按先精调，后粗调，进行反复调整、复核。

g采用弦线与目测方法最后复核轨排的方向与高低。

达到要求后，紧固支承架上的紧固螺母，将轨排锁定。

轨排架设调整完后，对所有支撑架均应再仔细检查一遍，经严格检查合格后牢固锁定，防止有松动不稳现象，以免影响线路质量。

图4-7-7安装轨排支撑托架图4-7-8轨排检测与调整

3）、混凝土道床板施工

图5-7-8穿插钢筋

轨排组装完成后，在WCK型轨枕预留横向孔中穿拉上层纵向钢筋。

在轨排精调定位后，将WCK型轨枕横向孔内纵向连接钢筋周边的缝隙用水泥砂浆注浆填塞饱满，水泥砂浆与道床板混凝土标号相同。

铺设道床板上层横向钢筋，与下层钢筋以绑扎方式形成钢筋骨架。

根据精调定位后的轨排轨道中线与轨面高程，确定模板安装位置和高程，按道床板设计要求安装模板。

采用组合式模板，每24.6m为一单元。

道床板的混凝土的灌注按底座混凝土灌注工艺进行，但在灌注中应注意从下几点：

①灌注时将轨枕埋入部分的表面涂刷一层界面剂，保证新灌混凝土与轨枕的粘结。

钢轨、扣件及轨枕表面采用铁制盒和水泥纸或纺织袋防护，以免污染。

图4-7-9穿插钢筋图4-7-10涂涮界面剂

②在灌注过程中加强对轨枕底部及其周围混凝土的振捣。

振捣时应避免捣固棒接触轨排与支撑架，插点布置应均匀，不得漏振。

③注意轨排几何状态的变化，保证轨排、模板、支撑架的稳定牢固，并随时监测。

如有变位，立即停止浇筑和振捣，并在混凝土初凝前完成修整工作。

道床板混凝土灌注密实后，表面需抹面整平，并抹面形成设计的横向排水坡，在抹面的同时清理钢轨、轨枕、扣件和支承架等表面的灰浆。

道床板混凝土采用喷涂养护剂进行养生，经24小时养生后拆除模板和轨排支承托架，以备下一施工

单元倒用。

图4-7-11WCK枕预留孔内注浆图4-7-12道床板砼浇筑

4）、轨道铺设

①过渡段有碴轨道施工

过渡段有碴轨道的施工，应在无碴轨道混凝土道床板施工完成后进行，以避免施工干扰。

在设计范围内采用小型推土机摊铺碎石道碴，设置辅助轨部分采用Ⅲ-GD型轨枕，然后铺设长钢轨。

采用人工上碴整道。

辅助轨及配套扣件的组装铺设在无缝线路铺设完成后进行。

②长轨铺设

当道床板混凝土强度达到2.5Mpa以后，即可将临时钢轨拆除，以备倒用，但必须保留一组25m的钢轨与下一施工单元的轨排顺接。

待单线无碴轨道施工完毕后，拆除所有短轨，一次换铺长钢轨。

无碴轨道长轨换铺无法采用铺轨机铺设，该工艺采用长轨顶推技术。

即先在有碴轨道端拖拉长轨，然后在无碴轨道混凝土道床承轨槽上垫滚轮，采用铺轨机或机车等动力顶推长轨就位。

长轨就位后，按无缝线路铺设

工艺焊接长轨及线路锁定，形成跨区间无缝线路。

四、质量标准与质量控制

1、质量标准

表4-7-1　秦沈客运专线无碴轨道铺设精度（静态）标准表

高低（mm）

轨向（mm）

水平（mm）

轨距（mm）

幅值

2

2

1

＋1，－2

波长

管理波长10m

2、质量控制

长枕埋入式无碴轨道质量控制除按上述要求进行施工外，还应注意以下事项：

1）、桥梁终张拉时间超过60天后才允许在其上进行无碴轨道施工。

2）、由于道床板施工时下层钢筋先进行绑扎，所以吊放轨枕时应用约8cm厚的方木条加以支垫，防止损坏钢筋网与隔离层。

3）、轨排调整时，应以其中一根钢轨为基准；扣件组装时铁垫板的椭圆孔应居中，以防止线路方向因施工造成误差而无法调整。

椭圆孔居中后方向调整量可达到±1cm。

4）、WCK轨枕横向孔注浆应饱满密实，不能靠捣固进行填充。

注浆方式可用黄油枪加以改装人工压注，注浆机不适用。

5）、混凝土浇注时轨枕、钢轨及扣件应加以防护，防止污染。

另外在施工过程中应加强检测，以便出现问题及时处理。

6）、轨排调整时必须逐根检测轨底与复合橡胶垫板是否密贴，防止因扣件组装导致轨道高低不平顺。

7）、单元板内轨枕间距调整时应先保证两端的轨枕间距，误差在中间平均分配。

3、质量检测

我们采用新购的轻便式EBGJ-125A型轨道几何状态检测小车对沙河桥长枕埋入式无碴轨道静态几何尺寸检测，检测结果如下：

图4-7-14静态检测结果图

在动力车试验中，我们又利用沈阳铁路局动检车对沙河特大桥长枕埋入式无碴轨道进行了动态几何尺寸检测，检测结果如下：

根据静、动态检测结果表明，该桥轨道施工质量优良，满足秦沈客运专线验收规范要求。

五、结束语

通过广大施工技术人员的不懈努力，联合攻关，沙河特大桥长枕埋入式无碴轨道施工提前两天顺利完成，填补了我国桥上长枕埋入式无碴轨道施工的空白，并积累了大量成功的施工经验。

工程竣工后对轨道几何尺寸进行复测，轨距误差均在±1mm范围内；用10m弦测量轨道前后高低、轨向误差均在2mm以内，左右水平在±1mm范围内；用3m基线测量轨道扭曲均控制在0.5％以内。

从检测结果可以看出，上面所述施工技术满足了长枕埋入式无碴轨道施工高标准质量要求。

由铁道部组织的三次动车组试验均取得了圆满成功，再次证明了该桥的施工质量。

施工实践表明，该桥配备的施工设备合理，施工方案可行，施工质量优良，解决了长枕埋入式无碴轨道施工技术难题。

附：

沙河特大桥长枕埋入式无碴轨道竣工图。