CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板軌排穩定控制技術

陳 政

(中鐵十一局集團第二工程有限公司,湖北十堰 442000)

無砟軌道以其具有速度高、舒適性好、維修少、費用低等特點,成為我國客運專線建設首選的軌道結構形式,現今無砟軌道分板式和雙塊式兩種形式。為滿足高速度、高舒適性要求,無砟軌道施工精度控制是重點,精度控制不好,不僅難以滿足列車高速行駛的要求,而且還會增加軌道調整的工程量,加大施工成本,降低社會經濟效益,甚至危及行車安全。武廣客運專線采用 CRTSI型雙塊式無砟軌道,它是采用工具軌組裝軌排,支撐軌排模擬軌道成型后狀態,然后澆筑混凝土的一個施工過程。從這一過程可以看出,軌排約束的好壞,以及確保軌排穩定,將直接影響到軌道精度。

軌排約束有軌排豎向和橫向支撐系統。軌排豎向支撐系統由螺桿調節器、鋼墊片組成。軌排橫向支撐系統,在路基上由錨具及螺桿組成;在橋梁上由側向拉桿及夾具組成。

1 軌排約束施工方法及控制要點

軌排約束前應該盡量減少軌排內應力,避免約束拆除后因軌排內存在應力影響軌排精度。為此在軌排組裝時,應該盡量減少軌排實際位置與設計位置的差距,如在橋梁地段采用軌枕下墊設方木減少軌排起道高度等。

1.1 軌排豎向約束

1)在軌排組裝完成后,應根據實際情況在直線段每隔 3根軌枕對稱布設螺桿調節器一套,在工具軌接頭處的第一個軌枕盒處布設一套。在曲線段每隔 2根軌枕布設,布設完螺桿調節器托盤后要根據現場是否超高、超高多少選擇螺桿與托盤的角度插孔,以保證螺桿始終豎直。

2)為避免螺桿調節器螺桿絲口受損,嚴禁直接利用螺桿抬起軌排。

3)軌排抬到比設計軌面高程低 2 mm時,方可旋緊螺桿,軌面高程不應超過設計高程。

4)在旋緊螺桿調節器前,在螺桿下端必須放設一塊 50 mm×50 mm×5 mm的小鋼墊片,且墊片中心有凹痕,這樣既增加受力面積,穩固軌排,又能在調節軌排時使螺桿始終在中心旋轉。

5)在精調完成后要檢查螺桿調節器中的螺桿是否都擰緊受力,保證軌排豎向穩固。

1.2 軌排橫向約束

1.2.1 路基上橫向約束

在軌排組裝完成后,采用手持式取芯機在支承層上鉆一直徑 6～8 cm的眼,布設間距同螺桿調節器位置相對應。錨具應統一安裝在軌排側面較低側。螺栓與軌枕鋼筋焊接后確保螺栓在錨具眼的正中間,以便調節軌排時螺栓可移動。具體安裝見圖1。在精調完成后擰緊錨具兩側螺母固定軌排。應注意:①螺栓與軌枕鋼筋焊接必須牢固,且兩者應在一條直線上。②空心方鋼壁厚不能小于 3 mm。③在精調前,錨固劑必須凝固達到強度,這樣才能起到約束的作用。

圖1 路基上橫向約束(單位:mm)

1.2.2 橋梁上橫向約束(見圖2)

由于橋梁保護層厚度最厚位置為 18 cm,且下面有防水層及鋼筋網片,橫向約束不能采用路基錨具形式,橋梁上橫向約束采用橫向拉桿,利用橋梁防撞墻進行軌排加固。在道床板側模安裝好之后進行橫向拉桿的安裝,布設間距同螺桿調節器位置相對應。在精調完成后要檢查橫向拉桿是否擰緊,穩固。

1)橫向拉桿與防撞墻的固定是采用螺栓進行加固的,螺栓與墻體之間必須加設一塊 5 cm×5 cm的鋼墊片,墊片中心應帶有圓形痕,保證與墻體密貼牢固。橫向拉桿與工具軌采用扣盤連接。

2)橫向拉桿所用銷釘間隙不能大于 0.5 mm,以確保橫向固定牢固。

3)橫向拉桿兩頭螺桿必須帶有自鎖螺母,確保在固定后不因外力作用而自行松懈。

圖2 橋梁上橫向約束(單位:mm)

2 軌排穩定控制的措施

因雙塊式無砟軌道道床板施工受各方面影響的因素較多。雖然在豎向和橫向上采用了不同形式的支撐系統,但由于工具軌隨環境溫度的變化很敏感,熱脹冷縮產生的應力較大,所采用的支撐系統還不能承受工具軌因溫度變化而產生的變形,為能爭取有效的施工時間,必須控制工具軌溫差,確保軌道不因溫差過大而造成精度的不合格,必要時須對工具軌進行保溫。

1)道床板的精調及混凝土施工一般選擇在一天中環境溫度變化比較小的區段進行,這需要做好環境溫度測試,每 1 h對現場環境溫度進行一次測試登記,找出一天溫度變化 ＜10℃的區段施工。

2)澆筑混凝土前,在工具軌軌腰處放置軌溫計對工具軌進行溫度測量登記,每隔 1 h對軌溫進行檢查。

3)采用寬 40 cm土工布對工具軌進行覆蓋,并灑水濕潤,能有效控制工具軌的溫度變化。

4)混凝土初凝前螺桿放松降低 1 mm,同時松開鋼軌接頭處的魚尾板。混凝土初凝后(1～2 h,指壓無明顯壓痕),松開全部扣件和橫向約束,釋放軌道在施工過程中由溫度和徐變引起的變形。操作時注意不要擾動軌排。混凝土終凝后,取下橫向模板和施工縫模板。

通過測試可以看出,沒有采用約束系統施工的部分,澆筑前后平面位置偏移 0～1 mm的占20%,偏移1～2 mm占 73.3%,偏移 2～3 mm占 13.3%,最大偏移達到 2.4 mm。采用約束系統施工的部分,澆筑前后平面位置偏移在 0～1 mm的占 77.4%,偏移 1～2 mm的占 22.6%,最大偏移為 1.4 mm。

3 結語

武廣客運專線雙塊式無砟軌道道床板的施工采用豎向和橫向支撐系統,結合軌溫變化的控制,既滿足了精度要求,又提高了工效。

[1]秦瑞謙,陳波.樁板路基結構及雙塊式無砟軌道施工技術[J].鐵道建筑,2007(2):92-94.