高速鐵路無砟軌道板精調器的應用

姚大剛

(中鐵建工集團 北京機械制造有限公司，北京 100070)

無砟軌道施工技術分為4種技術，即以武廣客運專線、蘭新二線、大西線、西寶客專為代表的雷達2000施工工法;以哈大線、滬寧線為代表的CRTSⅠ板施工工法;以京滬高鐵、京石、石武客專、津秦客專為代表的CRTSⅡ板施工工法;以鄭西客專為代表的旭普林施工工法;武漢城市圈城際鐵路為代表的CRTSⅢ板施工工法。

在以上工法施工過程中都會使用雙塊式鋼軌調整器、CRTSⅠ，CRTSⅡ，CRTSⅢ精調器(爪)，精調器(爪)是高速鐵路預應力鋼筋混凝土軌道板、雙塊式軌道進行精調的專用裝備之一，在無砟軌道的施工中，預應力鋼筋混凝土軌道板粗放后，將精調器放置軌道板兩側的指定位置，初步確定軌道板位置。精調軌道板時，是利用精密測量控制網(wǎng)和先進的精調測量儀器通過不斷地實時測量每一塊軌道板的空間坐標，并通過電腦系統(tǒng)與理論空間坐標進行實時比對，給出實時偏差，用精調器(爪)完成鋼軌、軌道板的精調與定位，將軌道板精確定設在理論設計的空間位置。

1 無砟軌道類型及精調作業(yè)定位限差

1.1 無砟軌道類型簡介

1.1.1 雙塊式無砟軌道板

雙塊式無砟軌道在施工中將雙塊式軌枕吊放至待鋪位置，再經(jīng)過鋼筋綁扎、軌排組裝、綜合接地和軌道粗調等關鍵工序后，用軌檢小車測量系統(tǒng)對軌道的幾何尺寸進行精調，使其滿足設計精度要求，最后澆筑道床混凝土一次成型。軌道精調是無砟軌道施工中非常關鍵的一道工序，它對軌道的幾何尺寸最終位置能否達到設計及驗收標準的要求起著決定性作用，軌道精調主要通過螺桿調節(jié)器的調整來滿足軌道幾何尺寸的要求。

1.1.2 CRTSⅠ，CRTSⅢ型無砟軌道板

CRTSⅠ型無砟軌道板規(guī)格為4 962 mm×2 400 mm×210 mm，約6 t，兩側有四組孔距 120 mm，T24×12.7的梯形螺紋起吊孔，通過水泥瀝青砂漿調整層，鋪設時現(xiàn)場澆筑在鋼筋混凝土底座上，由凸形擋臺限位，采用CRTSⅠ型軌道板精調器調整軌道板與底座間隙、軌道板與凸形擋臺間隙及軌道板安裝位置。

CRTSⅢ型無砟軌道板具有我國自主知識產(chǎn)權，是我國結合CRTSⅠ，CRTSⅡ軌道板的優(yōu)點自行研制的，該無砟軌道系統(tǒng)采用門型鋼筋網(wǎng)同自密實混凝土結合，形成復合板軌道板結構，有效解決了日本、德國因軌道CA砂漿不均勻收縮導致軌道線路板與板之間不平順問題，規(guī)格為5 600 mm×2 500 mm×210 mm，約6 t，兩邊有四組孔距120 mm，T24×12.7的梯形螺紋起吊孔。

1.1.3 CRTSⅡ型無砟軌道板

CRTSⅡ型無砟軌道板規(guī)格為6 450 mm×2 550 mm×200 mm，約 8.6 t，鋪設時要求現(xiàn)場澆筑CRTSⅡ型無砟軌道板下與路基水硬支承層之間的灌注自流平水泥層，在現(xiàn)場澆筑前都需要精確調整軌道板高度和橫向位置，以達到設計要求。

1.1.4 道岔板

無砟板式道岔板是用于固定道岔的底座板，在車站、編組站大量鋪設。由于道岔是機車車輛從一股道轉入另一股道的線路連接設備，道岔線形順線路方向不斷變化，所以道岔板上用于固定道岔的釘孔位置隨之變化，每塊道岔板的外形尺寸和套管孔位也在不斷變化。道岔板鋪設時對橫向、縱向、高程誤差精度要求高，道岔板精調器可實現(xiàn)道岔板橫向、縱向和高程同時調整。

1.2 無砟軌道精調作業(yè)定位限差

雙塊式，CRTSⅠ，CRTSⅡ，CRTSⅢ軌道板和道岔板在精調作業(yè)中對幾何精度各有側重，精度等級要求不盡相同，重要參數(shù)對比如表1。

2 精調器(爪)簡介

不同軌道板使用不同的精調器(爪)以滿足需要，結構、性能各具特色。

2.1 精調器分類及結構

雙塊式軌道板使用螺桿調整器。CRTSⅠ，CRTSⅢ軌道板可以使用相同精調器(爪)。CRTSⅡ軌道板所使用的精調器(爪)分為兩種類型，分別是 DTA，DTB。

道岔板使用道岔板調整器。

2.2 工作環(huán)境和環(huán)境溫度

無砟軌道板精調作業(yè)由于精度要求比較高，為了保證精度等級和作業(yè)質量，必須在規(guī)定的環(huán)境溫度之下進行作業(yè);精調器(爪)結構不同、功能各異也必須分類使用。各種精調器(爪)其工作環(huán)境和環(huán)境溫度對比如表2。

表2 精調器(爪)環(huán)境溫度及工作環(huán)境

2.3 主要技術參數(shù)

由于使用場合、結構等都不相同，所以各種精調器具有不同技術參數(shù)，見表3。

3 精調作業(yè)

3.1 雙塊式軌道螺桿調整器

3.1.1 螺桿調整器的安裝

線路軌排進行粗調后，松動滑動板上的壓板螺栓將一對螺桿調整器對稱固定到兩根鋼軌合適位置。注意螺桿位于軌道外側，左、右兩個螺桿調整器位置基本對稱，并旋轉螺栓組使滑動板基本處于左右移動范圍的中間位置。直線段和小超高段(超高≤75 mm)每隔三根軌枕設一對螺桿調整器，過超高段(超高 ＞75 mm)每隔兩根軌枕設一對，見圖1。

表3 精調器(爪)主要技術參數(shù)對比

圖1 螺桿調整器安裝

3.1.2 螺桿調整器的調整

1)根據(jù)超高段的超高量，選擇角度調整級別，將定位銷插入相應的角度定位孔，超高段的角度調整級別見表4。

選擇角度調整級別的目的是能在各種超高情況下，讓螺桿基本處于豎直狀態(tài)(與水平面垂直)，使其能穩(wěn)定地承受鋼軌等的重力。

2)根據(jù)鋼軌軌面到地基頂面的高度選擇合適長度的螺桿。在超高段的地基是水平的狀況下，線路超高量大時，低側采用短螺桿，高側采用長螺桿。如果是由地基下部結構形成超高，則兩側螺桿高度基本一致。注意螺桿高度一般不得超出鋼軌頂面60 mm(以不影響其他施工設備工作為限)。

3)將螺桿旋入調節(jié)螺母，其接地桿部套適當長度的保護套(保護螺桿埋入混凝土后容易取出，由用戶自備)，旋轉螺桿到路基頂面實現(xiàn)支撐。

4)軌排精調時，根據(jù)精調設備的測量誤差，左右旋動螺桿，進行高度及超高等精調。

5)在一對螺桿調整器間安裝中間調節(jié)桿，旋動中間調節(jié)桿，進行股道中心線的精調。

6)按步驟5)反復調整直至達到規(guī)范要求。用調節(jié)螺母旁的M16螺栓將調節(jié)螺母鎖緊。

7)施工中應盡量防止混凝土等污物進入螺桿調整器，混凝土澆筑后應立即清理落在螺桿調整器上的污物，以免日后清理困難。

8)道床混凝土澆筑完成并充分保養(yǎng)后，將螺桿調整器從鋼軌上拆除。

3.2 CRTSⅠ，CRTSⅢ型軌道板精調器

3.2.1 準備工作

檢查定位調整器部件安裝正確，各螺紋及滑動配合面干凈、傳動靈活，給螺紋及滑動配合面加少量油(機油或黃油)。

定位調整器安裝前，要旋動橫向調整螺栓，使墊塊前端與滑板上的紅刻線基本對齊(大約有±17 mm的橫向調整余量)。

3.2.2 安裝與粗調

1)安裝定位調整器。CRTSⅠ型定位調整器利用固定螺栓與軌道板的吊裝孔連接，將定位調整器安裝在軌道板兩側四角的起吊套管孔內，用扳手擰固定螺栓貼合即可。旋動高度調整螺桿使墊塊與地面正確接觸，用扳手擰緊高度調整螺桿受力，消除固定螺栓與孔的配合間隙，見圖2。

2)粗調軌道板。粗調同一塊軌道板上的4個定位調整器的高度調整螺桿，使支承點高度大致相同，調整應基本同步(即4個高度調整螺桿基本同步升高)。以跟蹤精調過的軌道板模式，依次粗調本作業(yè)日計劃調整的所有軌道板，使全部定位調整器處于受力狀態(tài)，以便提前產(chǎn)生沉降，減小精調時由于不均勻沉降產(chǎn)生誤差。

3.2.3 精調軌道板

精調軌道板時，利用測量儀器檢測出誤差后，用定位調整器完成軌道板的精調與定位，包括對軌道板進行高程和平面位置的調整等。方法:根據(jù)測量小車上的粗調尺寸將軌道板末端(離上一個調整好的軌道板遠的一端)先行粗略調整，軌道板前端則根據(jù)速測儀測量結果，以跟蹤調整好的軌道板的模式進行調整。調整時必須按照測量員的口令進行同步操作，即每兩個操作員同步調整橫向調節(jié)螺栓進行平面位置調整，然后根據(jù)測量人員的要求同步調整高度調節(jié)螺桿進行高程調整。平面位置調整主要依靠推進的橫向調節(jié)螺栓將軌道板推向調整的方向，同時須同步松動對面的橫向調節(jié)螺栓。經(jīng)過反復調整，使精調的結果達到高程及平面位置允許誤差。

3.3 CRTSⅡ型板式軌道板精調器

3.3.1 準備工作

檢查定位調整器部件安裝正確，各螺紋及滑動配合面干凈、傳動靈活，給螺紋及滑動配合面加少量油(機油或黃油)。DTA型定位調整器安裝前，要旋動橫向調整螺栓，使墊塊前端與滑板上的紅刻線基本對齊(大約有±17 mm的橫向調整余量)。

3.3.2 安裝與粗調

1)安裝定位精調器

將4個DTA型定位精調器對稱安裝在每個軌道板兩側四角的指定位置(底面有預埋鋼板處)，旋動高度調整螺桿使墊塊與地面正確接觸(墊塊與軌道板側面基本垂直，橫向調整螺栓在外側)，用扳手擰緊高度調整螺桿受力。為了保護調整器不被灌注水泥污染，安裝調整器前可在安裝位置放置泡膜塑料塊，見圖3。

2)粗調軌道板

粗調同一塊軌道板上的4個定位調整器的高度調整螺桿，使支承點高度大致相同，調整應基本同步(即4個高度調整螺桿基本同步升高)。

將2個DTB型定位調整器安裝在每個軌道板兩側中部的指定位置。并旋動高度調整螺桿對軌道板中間的高度進行補調使之與四角基本等高，并保持均勻受力。以跟蹤(已精調過的軌道板)模式依次粗調本作業(yè)日計劃調整的所有軌道板，使全部定位調整器處于受力狀態(tài)，以便提前產(chǎn)生沉降，減小精調時由于不均勻沉降產(chǎn)生誤差，見圖4。

3.3.3 精調軌道板

精調軌道板時，利用測量儀器檢測出誤差后，應用定位調整器完成軌道板的精調與定位，包括對軌道板進行高程和平面位置的調整等。方法如下:

圖4 DTB精調器安裝

1)旋低每塊軌道板中間的2個DTB型定位調整器的高度調節(jié)螺桿，防止在進行高程調整時發(fā)生干擾。

2)根據(jù)測量小車上的粗調尺將軌道板末端(離上一個調整好的軌道板遠的一端)先行粗略調整，軌道板前端則根據(jù)速測儀測量結果，以跟蹤調整好的軌道板的模式進行調整。調整時必須按照測量員的口令進行同步操作，即每兩個操作員同步調整橫向調節(jié)螺栓進行平面位置調整，然后根據(jù)測量人員的要求同步調整高度調節(jié)螺桿進行高程調整。平面位置調整主要依靠推進的橫向調節(jié)螺栓將軌道板推向調整的方向，同時須同步松動對面的橫向調節(jié)螺栓。經(jīng)過反復調整，使精調的結果達到高程及平面位置允許誤差。

3)各角均達到最終位置后，利用DTB調整器對軌道板中間的高度進行補償。

4)以跟蹤精調過的軌道板的模式依次精調本作業(yè)日計劃調整的所有軌道板。

3.4 道岔板調整器

3.4.1 準備工作

檢查定位調整器部件安裝是否正確，各螺紋及滑動配合面干凈、傳動靈活，給螺紋及滑動配合面加少量油(機油或黃油)。

道岔板精調器安裝前，旋動橫向調整螺桿，使滑塊位于限位墊塊中間位置，旋動縱向調整螺桿使限位墊塊位于縱向調整底座滑動槽中間位置，使其前、后、左、右具有17 mm的調整量，見圖5。

3.4.2 安裝與粗調

將道岔板精調器安裝在道岔板兩側四角的起吊套管孔內，用扳手擰動六角螺栓緊固托板與道岔板。旋動高度調整螺桿使縱向調整底座與地面接觸，用扳手擰緊高度調整螺桿受力，消除固定螺栓與孔的配合間隙(防止精調軌道板時產(chǎn)生錯動)。使用時利用六角頭螺栓與道岔板的吊裝孔連接，將定位調整器安裝在道岔板兩側四角的起吊套管孔內，用扳手將螺栓與道岔板緊固。

圖5 道岔板精調器安裝

粗調同一塊軌道板上的4個定位調整器的高度調整螺桿，使支承點高度大致相同，使全部定位調整器處于受力狀態(tài)，以便提前產(chǎn)生沉降，減小精調時由于不均勻沉降產(chǎn)生誤差。

3.4.3 精調軌道板

精調軌道板時，利用測量儀器檢測出誤差后，應用道岔板精調器完成軌道板的精調與定位，包括對軌道板進行縱向、橫向和高程調整。每兩個操作員同步調整縱向、橫向調節(jié)螺栓進行平面位置調整，然后根據(jù)測量人員的要求同步調整高度調節(jié)螺桿進行高程調整。經(jīng)過反復調整，使精調的結果達到高程及平面位置允許誤差。

4 精調器使用的注意事項

軌道板粗放時，盡量將橫向平面位置誤差控制在±10 mm以內，可減少軌道板精調工作量，提高工作效率。若軌道板粗放的橫向、縱向平面位置誤差大于16 mm時，應分兩次或以上進行精調。即第一次精調到調整螺栓的極限位置后，用斜木楔將軌道板穩(wěn)實，松動調整器重新調回橫向調整螺栓到準備工作位置，然后進行二次調整，直到達到要求。

對于個別軌道板可能會出現(xiàn)軌道板底面距支撐層過低，使調整器擋板觸地高程無法調低的情況，此時可利用沖擊鏟將支撐層的影響部位挫低。精調器橫向、縱向調整量為±17 mm左右，當橫向、縱向調整螺栓擰不動時說明已到極限位置，不得硬擰以免損壞調整器。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2009］218號 高速鐵路CRTSⅡ型板式無砟軌道施工質量驗收暫行標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵建設函［2009］674號 高速鐵路無砟軌道施工精調作業(yè)指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2005］160號 客運專線鐵路軌道工程施工質量驗收暫行標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［4］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2007］85號 客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［5］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2006］189號 客運專線無砟軌道鐵路工程測量暫行規(guī)定［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［6］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運專線鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道混凝土軌道板暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［7］中華人民共和國鐵道部.科技基［2008］74號 客運專線鐵路雙塊式無砟軌道雙塊式混凝土軌枕暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［8］徐利利，馮毅.武廣鐵路客運專線雷大橋特大橋縱連底座板式無砟軌道底座板施工技術［J］.鐵道建筑，2010(1):45-48.