高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究毕业论文.docx
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高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究毕业论文
石家庄铁道大学毕业论文
高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究
ResearchonHigh-speedRailwayTrackConstructionTechnologyandEquipment
2012届学院
专业
学号
学生姓名
指导教师
完成日期年月日
毕业论文成绩单
学生姓名
学号
班级
专业
铁道工程技术
毕业论文题目
高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究
指导教师姓名
李向国
指导教师职称
教授
评定成绩
指导教师
得分
评阅人
得分
答辩小组组长
得分
成绩：
院长（主任）签字：
年月日
毕业论文任务书
题 目
高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究
姓名
学号
班级
专业
铁道工程技术
承担指导任务单位
道路与铁道工程系
导师
姓名
李向国
导师
职称
教授
一、毕业论文题目
高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究
二、论文内容
1．高速铁路总论；
2．高速铁路线路设计要点；
*3．高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究；
4．中英文摘要。
注：
带“*”为学生根据自己所承担的设计或施工项目确定的具体的论文内容进行。
三、应提交的文件
1．高速铁路研究综合报告；
2．专题性报告；
3．中英文摘要。
.
四、进度安排
第1～2周，收集资料，熟悉毕业论文任务书；
第3～7周，撰写高速铁路综合研究报告与专题性报告；
第8周，文整，准备答辩。
五、要求
1．按计划独立完成。
2．毕业论文应表达出论文者的意图。
文字应力求言简意明，计算正确，书写工整，图表清晰。
3．格式应严格按照学校要求（可从网上下载）进行。
六、主要参考资料
相关期刊、杂志、书籍及网上资料。
教研室主任签字
时 间
年 月日
毕业论文开题报告
题 目
高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究
学生姓名
学号
班级
专业
铁道工程技术
一、研究背景
高速铁路是适应不断增长的客货运输需求，提高运输效率，增大效益的必然发展趋势，也是铁路现代化的发展目标，世界各国都在大力研究和发展高速铁路，是世界铁路发展的共同趋势。
二、国内外研究现状
世界上一些经济发达国家，早在上世纪30年代就开始研究高速铁路。
特别是二战以后，在医治战争创伤恢复经济的世界潮流的推动下，更加速了铁路高速化进程。
高速道岔是高速铁路必不可少的线路设备，先后出现了德国的18.5＃、26.5＃、42＃，日本的16＃、18＃等大号码道岔，从而将道岔容许过岔速度直向提高到160～200～250km/h，而侧向提高到80～120～160～200km/h的水平。
1996年12月，西班牙国会作出了建立管理铁路基础设施的专门机构决定，专门负责建造适合欧洲铁路基础设施的新高速线。
其高速道岔的设计细节从欧洲标准和马德里－塞维利亚高速线10年的经验得出。
法国国铁1981年开始应用第一代木岔枕高速道岔,采用单肢三次抛物线型和有碴道床,运营时速270km。
第二代高速道岔采用了混凝土岔枕、圆缓线型及有碴道床。
1990年试验时创下世界最高纪录,直向过岔速度达到501km/h。
当前,第三代高速道岔已用于地中海线上,运营时速300km。
第四代高速道岔对滑床板进行了革新,正在试用推广阶段。
德国高速铁路的道岔采用EW60—1200—1∶1.85型可动心轨道岔，其侧向过岔速度为100km/h。
渡线道岔采用EW60—2500—1∶26.5型可动心轨道岔，其侧向过岔速度为130km/h。
EW60—7000—1∶42型可动心轨道岔主要用于两条线路的分界点上。
三、研究的重点内容
在认真总结我国高速铁路无砟道岔建设的经验和教训、学习和借鉴引进技术的基础上，以施工技术与工艺为重点，结合工装设备研发进展，发展适合我国高速铁路轨道道岔的施工技术与方法。
四、预期主要成果
（1）高速铁路轨道工程施工工艺与装备研究开题报告一份；
（2）高速铁路轨道道岔论文一份；
（3）外文翻译一份。
指导教师签字
时间
年 月日
摘要
为适应我国经济快速发展的需要，我国铁路正在实行第六次提速，通过大力的扩能增效，来适应现代化的发展。
道岔是铁路线路中的关键设备，有着十分重要的作用。
为了满足高速列车高速、安全运行和旅客乘坐舒适度的要求，高速铁路道岔设计在一些原则性规定、结构构造要求和维修养护等方面都作了更加严格的规定。
高速铁路道岔对其通过的列车的性能也有着积极的推动作用。
因此高速铁路轨道道岔的施工在轨道施工中显得尤为的重要，道岔施工不仅是道岔铺设工程，更是一项需要不同技术人员相互配合的系统工程。
我国高速铁路道岔的施工技术是在认真总结国内高速铁路道岔建设经验、教训以及学习和借鉴国外技术的基础上，发展而来的。
高速鉄路道岔在施工中应以施工工艺为重点，结合工程设备严格施工，每一步的施工都要达到施工技术标准。
本文通过查阅资料了解了高速铁路无砟道岔施工方法、施工技术及目前的发展、科研情况，掌握了无砟道岔的施工工序。
本文主要阐述了高速铁路无砟道岔的施工工序、施工方法，以及施工中的注意事项。
重点论述了原位组装换铺法、现场预铺插入法和道岔铺设后的调试。
关键词:
高速铁路无砟道岔施工工序
Abstract
InordertomeettheneedsofChina'srapideconomicdevelopment,Chinarailwayisbeingimplementedinthesixthspeedforthestrongcapacityefficiencywhichadapttothedevelopmentofmodernization.Turnoutisthekeyequipmentintherailwaylinewhichplaysaveryimportantrole.Inordertomeettherequirementsofhighspeed,safeoperationandpassengerscomfortable,turnoutdesignismademorestrictregulationsintheprinciple,structureandmaintenancerequirements.Theperformanceofhigh-speedrailturnoutsalsohasapositiveroleinpromoting.
Sotheconstructionofhigh-speedrailwaytrackturnoutisparticularlyimportantinthetrackconstruction.Turnoutconstructionisnotonlytheturnoutlayingworks,butalsoasystemengineeringwhichneeddifferenttechnologiescomplement.Ourcountry'sconstructiontechnologyinhigh-speedrailwayturnoutwhichdevelopmentonthebasisofconscientiouslysummarizethedomesticrailwayconstructionexperience,lessonsandlearnfromforeigntechnology.High-speedrailwayturnoutconstructionshouldbefocusonconstructiontechnologyandstrictconstructionwithengineeringequipmenttoensurethateverystepoftheconstructionmeetthetechnicalstandardsofconstruction.
ThisarticlegettheinformationwhatisthemethodofballastlessTurnoutEngineering,constructiontechnology,thedevelopmentofresearchsituationandmastertheprocessoftheballastlessturnoutconstructionfordateaccess.
Thisarticleelaboratesonhigh-speedrailwayballastlessturnoutsconstructionprocess,constructionmethodsaswellastheprecautionsintheconstructionandfocusontheinsituassemblyforlaying,on-sitePre-ShopaftertheinsertionmethodandTurnoutdebugging.
Keywords:
high-speedrailwayballastlessturnoutconstructionprocess
第1章绪论1
1.1概述1
1.2本文研究的内容与意义1
1.3高速铁路无砟道岔施工2
1.3.1道岔施工步骤2
1.3.2高速铁路无砟道岔铺设方法2
1.4国外高速铁路道岔技术2
1.4.1法国的高速铁路道岔4
1.4.2德国的高速铁路道岔5
第2章道岔施工前准备7
2.1施工文件准备7
2.2施工调查7
2.3编制施工组织设计和作业指导书7
2.4高速铁路CPⅢ控制网的布设与复测7
2.4.1高速铁路控制网精度控制标准7
2.4.2CPⅢ控制点的布设方法8
2.4.3CPⅢ交接与复测8
2.5结构物沉降变形评估9
2.6施工人员培训、机械设备及原材料准备9
2.7无砟轨道工程施工前的技术交接接口9
第3章高速铁路无砟道岔施工11
3.1道岔厂内检测11
3.2道岔运输、装卸及存放16
3.2.1无砟道岔的运输16
3.2.2无砟道岔的装卸17
3.2.3无砟道岔的存放19
第4章无砟轨道道岔铺设与调试21
4.1无砟道岔的铺设21
4.1.1无砟道岔施工原位组装铺设法22
4.1.2无砟道岔预组装铺设法24
4.2无砟轨道道岔调试26
4.2.1道岔初调26
4.2.2道岔精调28
4.2.3道岔转换设备安装、工电联调30
4.2.4道岔焊接与收尾工作32
4.2.5环境保护措施34
第5章结论与展望36
5.1结论36
5.2展望36
参考文献38
致谢38
附录外文资料翻译40
第1章绪论
1.1概述
高速铁路是适应不断增长的客货运输需求，提高运输效率，增大效益的必然发展趋势，也是铁路现代化的发展目标，世界各国都在大力研究和发展高速铁路，是世界铁路发展的共同趋势。
我国铁路起步较晚，设计和施工技术比较落后，再加上我国幅员辽阔、人口众多，因此，人均铁路线路长度的占有率远远低于世界其他国家。
尽管国家一直很重视铁路的发展问题，近十年来我国铁路的确也取得了突飞猛进的进展，但铁路运输的形式仍然比较严峻，铁路建设的任务依然很艰巨，需要我们这一代人继续努力，争取早日实现铁路现代化、高速化和重载化的目标，解决乘车难的问题，推进我国社会主义现代化的发展。
目前，在传统的轮轨系统的铁路方面，多条高速铁路正在兴建或运营。
在磁悬浮铁路方面，时速430km/h的上海磁悬浮线路也已运营，这是我国第一条，也是世界上第一条真正用于运营的磁悬浮线路，标志着我国的磁悬浮铁路事业又迈上了一个新的台阶。
为适应我国经济的快速发展的需要，我国铁路已经实行了第六次提速，大力的扩能增效，加快现代化的发展。
道岔是铁路线路中的关键设备有着十分重要的作用，同时也和列车的运行速度限制和薄弱环节所在。
现如今铁路运输对于道岔的通过速度要求正逐年提高，道岔为适应运输的发展也在朝着大号码和高速方向发展。
铁路高速道岔对其通过的列车的性能也有积极的推动作用。
道岔结构复杂，零件较多，技术要求严格，因此道岔的施工是一项细致复杂的工作。
要保证道岔的铺设质量，必须依照其铺设程序，严格进行事前、事中及事后质量控制。
在铺设前，应详细审核图纸，全面掌握技术要求，详细检查轨料及其零件。
在铺设时，要严格遵循铺设程序，严格各个部件的尺寸，对铺设质量时刻进行监控。
在铺设后，要认真检查铺设质量，确定其是否能够满足规范的要求，如果达不到要求，应进行整改。
1.2本文研究的内容与意义
在认真总结我国高速铁路无砟道岔建设的经验和教训、学习和借鉴引进技术的基础上，以施工技术与工艺为重点，结合工装设备研发进展，发展适合我国高速铁路轨道道岔的施工技术与方法。
1.3高速铁路无砟道岔施工
1.3.1道岔施工步骤
高速铁路无砟道岔的施工对各工序的作业方法、人员与机具配置、劳动保护等有很高的要求，对工序质量控制目标和措施也有明确的规定，体现了我国高速铁路无砟道岔技术的最新研究成果。
高速铁路无砟道岔具体施工过程包括：
施工准备、道岔厂内检测、道岔运输、装卸存放、混凝土底座施工、道岔区无砟轨道测量、道岔组装铺设、道岔精调及辅助系统安装、道床混凝土浇筑和道岔应力放散、锁定及焊接。
1.3.2高速铁路无砟道岔铺设方法
按照目前国内外轨道施工对道岔施工影响程度以及道岔施工情况，道岔施工的主要方法有以下三种：
原位组装换铺法、现场预铺插入法以及工厂组装现场施工法。
因为工厂组装现场施工法对于吊装设备和运输等各方面要求较为苛刻，所以我们主要介绍前两种施工方法。
1.4国外高速铁路道岔技术
1996年12月，西班牙国会作出了建立管理铁路基础设施的专门机构决定，专门负责建造适合欧洲铁路基础设施的新高速线。
新的实体称作GIF（Gestordeinfraestucturasfeeoviarias）。
其首要的任务是填补已于1992年投入运营，并按标准轨距1435mm建造的西班牙马德里－塞维利亚（Sevilla）国内首条高速线与欧洲铁路网的其余部分间的断带。
高速道岔的设计细节从欧洲标准和马德里－塞维利亚高速线10年的经验得出。
积累经验的过程已进行了许多年。
由AVE、TIFSA和BWG组成、西班牙部分道岔制造商部分参与的联合工程委员经常争论技术的革新和发展。
主要的话题是：
（1）在欧盟的TSIs（互通技术规范）中包含的标准数据；
（2）CEN标准；
（3）BWG高速道岔在马德里－塞维利亚高速线的成功经验；
GIF设定了一套超过标准要求的道岔技术规范。
它涉及已知的和经试验的高速道岔设计部件的进一步研发，并要求设计和研发工作尽可能保持真实轨道的性能。
在整个设想中对以下的关键方面给予特别的注意。
（4）道岔和渡线的低磨耗及经济的几何设计；
（5）减磨的尖轨基本轨副界面的运动学优化，考虑钢轨的轨底坡；
（6）道岔轨道的少维修、减振的经济优化；
（7）活动部件少润滑要求；
（8）有最佳实用性的少维修尖轨转换系统。
图1-1尖轨转换系统
道岔的基本设计和研发设计数据（表1-1）及工程要求（表1-2）已详细制定并相互协调。
表1-1道岔的几何要求
道岔
要求
进入道岔时最大的加速度变率
≤1.0
最大的横向加速度时变率
≤0.4
最大横向加速度
≤0.5
道岔的线形
螺旋线－圆曲线－螺旋线
通过渡线的圆曲线断面
无夹直线，螺旋线部分延伸到渡线的中点
圆曲线的长度
每段圆曲线占总的几何长度约1/3
尖轨基本轨副的几何
运动学几何优化的低磨耗“FAKOP”设计
轨底坡
1:
20
表1-2道岔的工程要求
道岔
工程要求
钢轨断面
UIC60900A按HSH质量
尖轨断面
UIC60900B按HSH质量
轨枕间距
600±20mm
尖轨设计
无焊接全锻造弹性可弯尖轨，轨底坡1:
20
带肋垫板支承
橡胶弹簧硫化到带肋垫板上，钢轨下沉量约2mm
这导致了由轨道刚度决定的支承刚度变化范围为10-17.5kN/mm。
这样诸如辙叉
刚性组件的下沉量与简单的钢轨支承相同
道岔/轨道
弹性过渡段
刚度大的轨道与刚度小的支承点的弹性过渡段的长度由0.5s的运行时间决定
基本轨支撑
在基本轨下用“Brandenburg”型垫板分开的基本轨内部支撑
辙叉的构造
速度160~350km/h可动心轨辙叉
轨道长度
在道岔内焊头数量最少
轨枕布置
带贯穿螺栓的道岔用预应力混凝土枕，宽度300mm、厚度220mm最长的轨枕约3.3m，更长的轨枕为分开设计，通过弹性吸振器连接
道岔转换
优化的转换系统，带单独的驱动和位置传感器，包括足够的高适用性转换储备量
锁闭系统
在转辙器中为保持力可调的HRS尖轨锁闭，在可动心轨辙叉为VCC锁闭（法国设计）
锁闭杆
无论转辙器和辙叉均有一体化致动器支承的钢锁闭杆
1.4.1法国的高速铁路道岔
法国国铁1981年开始应用第一代木岔枕高速道岔,采用单肢三次抛物线型和有碴道床,运营时速270km。
第二代高速道岔采用了混凝土岔枕、圆缓线型及有碴道床。
1990年试验时创下世界最高纪录,直向过岔速度达到501km/h。
当前,第三代高速道岔已用于地中海线上,运营时速300km。
第四代高速道岔对滑床板进行了革新,正在试用推广阶段。
法国高速铁路道岔使用可动心轨道岔，型号主要有1/15.3号、1/46号和1/65号，车站到发线采用1/15.3号道岔，渡线采用1/46号道岔。
这两种道岔直向允许通过速度为300km/h以上。
单开道岔侧向通过最高速度为230km/h，通过渡线道岔的最高允许速度为170km/h，而车站与库线区允许的过岔速度为80km/h,道岔的基本特性见表1-3。
道岔
技术指标
道岔型号
1/15.3
1/21
1/29
1/46
1/46
1/65
1/65
导曲线半径/m
820
～∞
1540
～∞
3000
～∞
3000
～∞
3550
～∞
6720
7350
侧向允许过岔速度/km·h-1
80
100
160
160
170
220
230
表1-3道岔型号及过岔速度
1.4.2德国的高速铁路道岔
德国高速铁路的道岔采用EW60—1200—1∶1.85型可动心轨道岔，其侧向过岔速度为100km/h。
渡线道岔采用EW60—2500—1∶26.5型可动心轨道岔，其侧向过岔速度为130km/h。
EW60—7000—1∶42型可动心轨道岔主要用于两条线路的分界点上。
在道岔范围内不设轨底坡，轨距保持1435mm，不做轨距加宽。
表1-4为德国高速铁路所采用的道岔主要参数。
道岔
技术指标
道岔号数
1/12
1/14
1/18.5
1/26.5
1/32.5
1/42
导曲线半径/m
500
760
1200
2500
6000/3700
7000/6000
侧向过岔速度/km·h-1
65
80
100
130
160
200
表1-4德国高速铁路所采用的道岔
世界上一些经济发达国家，早在上世纪30年代就开始研究高速铁路。
特别是二战以后，在医治战争创伤恢复经济的世界潮流的推动下，更加速了铁路高速化进程。
高速道岔是高速铁路必不可少的线路设备，先后出现了德国的18.5＃、26.5＃、42＃，日本的16＃、18＃等大号码道岔，从而将道岔容许过岔速度直向提高到160～200～250km/h，而侧向提高到80～120～160～200km/h的水平。
我国铁路的情况有些特殊，线路设备的落后与铁路运量大、行车密度高的矛盾非常突出。
1996年我国开始了铁路干线的提速改造。
在干线上大量铺设了60Kg/m钢轨12＃提速道岔，60Kg/m钢轨18＃高速道岔以及30＃提速道岔已经试铺，取得非常满意的效果。
第2章道岔施工前准备
2.1施工文件准备
施工前应准备好全部的施工文件送入相关部门审核，审核通过后方可使用。
施工文件包括标准设计图纸、施工质量验收标准和线下施工单位提供的CPIII点及资料；线路平面图、线路纵断面图、线路诸表、桥梁平纵断面布置图、无缝线路铺设图（或无缝线路铺设地段表）、设计说明和相关专业设计图等。
2.2施工调查
在常规的施工调查基础之上，应着重调差一下方面：
（1）道路的分布情况，包括可利用道路长度、宽度、坡度、转弯半径、会车点位置、便桥（涵）的承载能力、新增便道条件等；上下道口的具体位置；
（2）混凝土拌合站的具体位置及供应能力；
（3）道岔生产厂的位置、运距、运输方式、装卸储存及现场存放条件；
（4）线下工程结构物分布情况、进度情况；
（5）道岔铺设施工计划（铺设方向、顺序、进度）。
2.3编制施工组织设计和作业指导书
制定施工组织方案、配备机械设备时，应保证其它各工序的效率高于混凝土浇筑效率。
在编制施组时考虑重点工程工期和铺轨线，重点解决站前工程问题的同时，详尽地考虑和安排站后工程，尤其是站后与站前工程衔接的时间。
在正式施工开始前，应编制实施性施工组织设计和根据工序、工艺要求编制作业指导书，特别应注意突发事件预案的编制，并组织相关建设单位、监理单位应对施工组织设计和作业指导书进行评审。
2.4高速铁路CPⅢ控制网的布设与复测
2.4.1高速铁路控制网精度控制标准
为保证旅客列车高速运行时的安全性和舒适度，铁路轨道的平顺度是重要指标。
轨道平顺度包含线路方向和纵向方向两个分量，线路方向的不平顺是指钢轨头内侧与钢轨方向垂直的凸凹不平顺。
高速铁路平顺度要求在线路方向每10m弦实测正矢与理论正矢之差为2mm。
线路平顺度的要求和控制测量的精度有一定的关系，对于线路形状来说，平顺度只是一种局部误差。
不能依线路平顺度的要求作为控制测量的精度标准。
因为，平顺度对线路位置误差的影响有积累性和扩大的趋势，当实际线路偏离设计位置很远时，线路仍旧可以满足平顺度要求。
2.4.2CPⅢ控制点的布设方法
CPⅢ控制点的元器件采用工厂精加工元器件（要求采用数控机床），用不易生锈及腐蚀的金属材料制作，CPⅢ控制点标志重复安置精度应达0.3mm。
图2-1CPⅢ控制点的元器件
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