橋梁上博格板式無碴軌道板粗鋪工法

劉秀元，宋榮方

(1．中鐵十七局 物資有限公司，太原030006;2．中州大學工程技術學院，鄭州450044)

京津城際軌道交通工程是我國第一條時速350公里的高速鐵路，采用了世界上最先進的德國博格板式無碴軌道系統。博格板式無碴軌道板(以下簡稱軌道板)是一塊長6．45米、寬2．55米、高20厘米(不包括承軌臺、扣件螺栓高度)、重約8．78噸的混凝土承軌臺，相當于連成一體的10塊枕木，板之間縫寬5cm。軌道板全部鋪設完成后，鋼軌就被直接固定在軌道板上。與普通有碴軌道相比，線路的平順性、穩定性、安全性都大大提高，從而滿足列車高速行駛的需要，同時還能明顯降低列車行駛產生的噪音。［1－2］博格板是博格板式無碴軌道系統的核心部件，鋪設精度要求很高，粗鋪達到±10mm，精調后達到±0．3mm。軌道板位置固定，每塊都有編號并對應相應里程位置，所以軌道板的鋪設是無碴軌道施工最關鍵工序之一。［3］軌道板的鋪設分為粗鋪和精調，本文主要介紹橋梁上軌道板的粗鋪工法。

1．博格板式無碴軌道的組成及工法特點

橋梁上博格板式無碴軌道主要由以下幾部分組成:兩布一膜滑動層、底座板、水泥乳化瀝青砂漿層、軌道板、以及軌道等組成，如圖1所示。軌道板和底座板為跨過梁縫的連續結構，橋梁與底座板間設置滑動層，以減小橋梁溫度伸縮對無碴軌道的影響。在橋梁固定支座上方，底座板與梁體固結，將縱向力傳遞至橋梁基礎。在梁縫兩側一定范圍的梁面鋪設50mm厚的硬泡沫塑料板，減小由梁端轉角對無碴軌道結構的影響。

高速鐵路要求軌道結構具有高平順性、高可靠性、高穩定性，以及高耐久性，從而對無碴軌道板的施工提出了更高的要求，要求軌道板的鋪設具有較高的精度。本文所介紹的博格板粗鋪工法具有以下特點:

(1)效率高，工序組織合理，節省大量工期。

(2)操作流程簡單，可操作性強，采用大噸位吊車(50t以上)，配合移動懸臂門式起重機，簡化施工步驟。

(3)使用范圍廣，適用于任何形式的高速鐵路橋上無碴軌道板鋪設，包括簡支梁橋、連續梁橋、各類剛構橋和拱橋;

(4)鋪設精度高，完全能達到要求的10mm精度。

2．基本原理

根據設計單位提供的軌道板編號和里程，從軌道板生產地運輸至設計位置的橋梁墩臺下面，按存放要求堆放。測量人員測放出每塊板的軌道板鋪設基準點(即GRP點)和定位錐點，技術人員根據點位彈劃出軌道板邊線和板縫中線，安裝測釘和定位錐錨桿，再測量定位錐點數據。在橋面上支設一臺50t以上的大噸位吊車，用吊車把軌道板從橋下吊至橋面上，放置在軌道板位置附近，放置后吊車前進，然后用移動式懸臂門式起重機把軌道板精確就位。

軌道板粗鋪的機具設備主要有軌道板吊裝專用移動懸臂門式起重機，50t吊車，平板運輸汽車3臺，吊索吊帶，發電機，電鉆，空壓機，錨固專用膠槍，撬棍，照明設備，以及測量儀器一套。

3．軌道板的粗鋪施工

3．1 施工工藝流程

橋梁上軌道板粗鋪施工工藝流程見圖2。編號并對應相應里程。汽運時需要對車輛進行改造加寬，并裝配特殊的固定支架，以適應軌道板2．55×6．45×0．2m的尺寸要求，每車裝載6塊54噸，以18×18×20cm的方木支墊，三點支撐。軌道板存放有嚴格的要求:一般3塊存放一垛，放在對應里程的橋梁翼板垂直下方邊緣外側30cm，以便于板的垂直提升。存板位置要進行基礎處理，處理方案:以建筑廢棄物換填50cm深，振動壓路機碾壓，頂面高出路面20cm，以能承載40t為宜。為防止軌道板變形，軌道板存放時要三點支撐。注意軌道板分左右線和上下行方向，存放時必須左右線分開，方向與鋪設方向相同。局部存放有困難的地段，如水中、跨公路鐵路處、建筑物構筑物處等，可以把軌道板集中存放在就近橋梁下面，或者隨到隨鋪。

3．2．2．測定 GRP 點和定位錐點

通過設標網精確測定GRP點和定位錐點，在點上畫十字線，并把此處軌道板的編號標在底座板上。圓錐體定位點和GRP點位于軌道板端頭半圓形凹槽處，距線路中線兩側各10cm處，如圖3所示。定位錐點用于軌道板粗放，在該點位安裝定位錐，用于軌道板定位，定位錐的軸線與安裝點重合。

3．2．3．畫板邊線和板縫中線

定位錐點和GRP點連線即為軌道板板縫中線，從兩點沿板縫中線各自向外引出117．5cm劃點，即為軌道板邊線點，將縱向兩相鄰點連線彈墨線就是該軌道板邊線。軌道板粗鋪時與邊線相對應即鋪設到位，可為后續軌道板精調提供便利，提高精調速度。

3．2 施工方法

3．2．1．軌道板物流作業

軌道板由生產廠家制作完成后，由專門的物流作業隊運輸至需要鋪設的地點，每塊板都有獨自的

3．2．4．安裝測釘和定位錐

在測定的GRP點上用電鉆垂直鉆下直徑10mm、深7cm的孔，用氣筒和圓鋼絲刷把孔內灰塵清理干凈，在孔內注入2/3孔深的喜力德工程錨固膠，把測釘插入孔內拔插幾下將膠攪拌均勻，釘帽底面緊貼底座板放置，靜置2小時。再在定位錐點上垂直于底座板面鉆下直徑20mm、深15～20cm的孔，用同樣的方法錨固帶有螺紋的錨桿，靜置2小時待強度達到要求后，在錨桿上裝上定位錐并用翼形螺帽固定，如圖4所示。定位錐是用硬塑料做成的圓錐體，高約120mm，最大直徑125mm，中心有一孔，直徑為20mm。圓錐體為軌道板安裝的輔助工具，可使安裝精度達10mm，可減少精調工作量。軌道板安裝后利用夾具將圓錐體從圓筒形窄縫中取出，可重復使用。

圖4 定位錐示意圖

錨桿亦為重復利用部件，為方便下次旋出，在每次錨固前，植入部分要均勻地涂抹一薄層黃油。同時，軌道板墊層灌注CA砂漿時錨桿還要作為壓緊裝置的螺桿使用，軌道板墊層灌漿后拆除壓緊裝置的同時拆除錨桿。為此，要求孔要絕對垂直于底座板頂面，保證每個孔內錨桿能承受30KN的抗拔力，且要伸出底座板表面至少35cm。

3．2．5．復測 GRP 點數據

同一點測定3次，數據通過后方可鋪板。

3．2．6．吊板

軌道板在吊裝前，應仔細核對編號，并對軌道板進行驗收，檢查軌道板表面邊緣是否有損壞，如混凝土剝落，深度不得超出5mm，面積不得大于50cm2;軌道板底面邊緣是否有損壞，如有混凝土剝落，不得侵入板邊緣15mm，長度不得大于100mm;軌道板、承軌臺是否有裂紋。不合格的軌道板嚴禁吊裝使用。在橋面上行走一臺50t或更大噸位吊車，吊車安放在兩底座板之間。每塊軌道板重約8．75t、長6．45m，50t的吊車三節臂全伸出成45℃，完全可以從橋下把軌道板吊起放置在橋面上，并且每3塊一垛放在底座板相應位置，最下面一塊板要放置在該板鋪設的位置，以減少門式起重機倒運次數。吊板必須使用專用吊索和吊帶，不得用鋼絲繩或其他繩索代替，在吊帶和軌道板棱角接觸處需要墊廢舊輪胎墊或厚布墊等，防止軌道板把吊帶割斷，吊板示意圖見圖5。

3．2．7．鋪板

軌道板吊至橋面上后即可鋪設就位，門式起重機為軌道板專用吊裝設備，可以沿橋梁縱向行走，軌道板也可以橫向、上下移動，從而實現軌道板在三維空間的平移，而且裝板、松板很方便。軌道板鋪設前，在板的四個角處及中間兩側粘上300×50×35mm的硬泡沫塑料板，用硅膠固定，便于安裝精調爪及在墊層灌注CA砂漿時作密封使用，以防砂漿溢出。同時，鋪板前在板縫線上放置2根5cm寬木條，木條中心對應板縫中心線，分別放置在板縫線和板邊線交點處，作為控制板縫寬度用;在板邊線上設置6根2．8cm厚30cm長的木條作為軌道板的臨時支承點，分別放置在軌道板兩端和中間的板邊線上，外伸3～5cm以便精調后取出;軌道板精調時被調腳抬起，再撤出墊木并運到下一個鋪設地點循環使用。

圖5 汽車起重機吊板作業

用門式起重機把軌道板吊起，縱向移動至該板位置，下落，板邊垂直投影必須和彈出的板邊線墨線重合，軌道板端面上的兩個圓柱形凹槽卡在定位錐上，板縫上的木條剛好與兩塊板端接觸，該板就粗鋪成功，否則吊起重復以上步驟，如圖6所示。

圖6 移動式懸臂門式起重機鋪板作業

3．2．8．取出定位錐和板縫木條轉入下道工序，進入精調階段。

3．3 施工注意事項

3．3．1．定位錐放樣安裝要求準確、牢固穩定，避免軌道板縱橫向偏差較大，導致精調用的千斤頂無法對軌道板進行精調。

3．3．2．軌道板鋪設前必須對底座板頂面標高進行復核，高程偏高時及時進行降低處理，避免精調時無法調到設計高度而返工。

3．3．3．軌道板的鋪設部位、朝向等必須與相應的軌道板布板圖相符，防止發生軌道板位置、方向鋪設錯誤。

3．3．4．鋪設前必須認真檢查龍門吊各個工作部件，尤其對鋼絲繩和吊抓進行著重檢查，發現鋼絲繩有滑絲、斷絲，以及吊抓連接螺栓松動的現象時，應及時進行處理。

3．3．5．軌道板起吊前，必須檢查吊抓與軌道板底部是否卡到位。起吊過程中必須觀察軌道板是否始終保持水平，出現傾斜時要及時糾偏，防止吊抓傾斜過大而導致軌道板滑落。軌道板安放時，施工人員應用專用的撬桿安放軌道板，嚴禁直接用手扶著軌道板安放，防止傷人。

4．經濟效益分析

博格板式無碴軌道技術是引自德國的世界上最先進的無碴軌道技術之一，根據德方工程技術人員的指導方案，軌道板鋪設直接用懸臂門式起重機把生產地運輸來的軌道板吊裝到橋上，然后安裝就位。這種方法需要的機械設備和人工都較少，施工組織方便，但效率極低。為了實現我國鐵路的跨越式發展，提高施工的經濟效益，在施工工期十分緊張的情況下完成施工任務，就必須提高施工效率。為此在施工中改進了德國工程師的施工組織方案，改用大噸位吊車起吊軌道板而用門式起重機鋪設就位的施工方法。實踐證明，采用該工法使軌道板鋪設的效率大大提高，工期為德國方案的1/5左右，節約了大量的機械臺班，雖然所需勞動力為原來的4倍左右，但勞動力費用比機械臺班低得多，經濟效益明顯。同時，德方依靠定位錐實現粗鋪定位，難度較大，在施工采用定位錐配合軌道板邊線來定位，提高了粗鋪的精度。

5．結束語

該工法在我國第一條時速350公里的京津城際軌道交通工程施工過程中，尤其是中鐵十七局承建的永定新河特大橋和楊村特大橋上得到了很好應用，在其他標段各施工單位也已得到廣泛應用，施工效率明顯提高，滿足了粗鋪的精度要求，受到國內外業內人士的一致好評。

［1］李俊．橋梁板式無碴軌道施工技術［J］．鐵道工程學報，2003，27(9):44 －50．

［2］何華武．無碴軌道技術［M］．北京:中國鐵道出版社，2005．

［3］簡治城．CRTSⅢ型無砟軌道板檢測及精調［J］．中國鐵路，2011(4):38－40．

［4］鮑國，楊春艷．京津城際高速鐵路CRTSⅡ型板式無碴軌道底座板輔設技術［J］．中國高新技術企業，2009(5):50－51．