預制式鋼彈簧浮置板道床在軌道交通工程中的應用

李萌萌

摘 要：預制式鋼彈簧浮置板道床結構可解決特殊減振地段道床要求高、施工難度大、施工進度慢的技術難題，其被認為可以取代城市軌道交通的傳統(tǒng)現(xiàn)澆道床結構，正逐步替代原有的現(xiàn)澆結構形式，成為軌道交通特別是城市地下軌道交通道床系統(tǒng)的主要結構形式。現(xiàn)在，預制式鋼彈簧浮置板道床已經(jīng)在國際上得到廣泛應用，后期也可適用于高鐵及城際鐵路無砟減振道床段。

關鍵詞：預制式;鋼彈簧浮置板;道床;工藝;工效

中圖分類號：U213.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）06-0107-03

Application of Prefabricated Steel Spring Floating Slab

Track Bed in Rail Transit Engineering

LI Mengmeng

（The Fifth Project Co.， Ltd. of China Railway Bureau 14 Group，Jining Shandong 272100）

Abstract： The prefabricated steel spring floating slab track bed structure can solve the technical problems of high track bed requirements， high construction difficulty， and slow construction progress in special damping areas， which is considered to replace the traditional cast-in-situ track bed structure of urban rail transit， and is gradually replacing the original cast-in-place structure form， becoming the main structural form of rail transit， especially urban underground rail transit track bed system. At present， the prefabricated steel spring floating slab track bed has been widely used internationally， and it can also be applied to the ballastless damping track bed section of high-speed rail and intercity railway in the later period.

Keywords： prefabricated type;steel spring floating slab;ballast bed;process;ergonomics

近年來，我國城市軌道交通系統(tǒng)高速發(fā)展，城市軌道交通鋪軌技術也在快速進步。目前普遍使用的現(xiàn)澆式混凝土道床施工技術存在機械化程度低、耗時、費工和施工效率低的狀況。綜合各類道床結構體系優(yōu)點，人們逐漸開始采用機械化程度高、施工速度快、高效方便的預制式道床結構[1-2]。預制式鋼彈簧浮置板道床結構目前被認為是可以取代城市軌道交通的傳統(tǒng)現(xiàn)澆道床結構，普遍適用于地下有特殊減振要求的軌道交通項目，后期也可適用于高鐵及城際鐵路無砟減振道床段[3-5]。現(xiàn)在，其在國際上已得到廣泛應用，但在國內(nèi)城市軌道交通建設中尚處于起步階段。

1 工程概況

濟南軌道交通2號線為東西向的市域快線，連接西部臘山片區(qū)、西部新城核心區(qū)、中部老城區(qū)、東部高新區(qū)以及唐冶新城等重點區(qū)域，是緩解東西向交通壓力、支撐帶狀城市空間拓展的一條軌道交通骨干線路。

在高等減振地段道床施工中，濟南軌道交通2號線一期工程首次使用了預制式鋼彈簧浮置板道床施工技術。該技術具有降噪效果好、道床結構質量可控、機械化程度高、工藝安全可行等優(yōu)點，能夠保證道床施工質量，降低施工人員數(shù)量，并能更好地達到設計要求的減振效果，同時便于后期運營、維修和保養(yǎng)[6-7]。預制式鋼彈簧浮置板道床施工中可使用成套的施工機具和設備，可采用平行或順序方式安排各工序連續(xù)作業(yè)，與現(xiàn)澆式混凝土道床不同，其不受混凝土強度提升等條件制約，可同時施工的工作面大，施工速度快，既提高了工效，又大大減輕了工期壓力。

2 預制式鋼彈簧浮置板道床施工工藝原理

預制式鋼彈簧浮置板道床主要由浮置板基底、隔振器、預制板、剪力鉸、鋼軌及其扣配件等組成。該道床所需的預制板可在預制場提前生產(chǎn)完成。預制板長按4.8 m和3.6 m設計，寬度為2.7 m，單塊板重約為12 t。其采用60 kg/m鋼軌，扣件間距一般按600 mm進行布置。人們可以采用公路方式將其運輸?shù)街付ǖ拇娣艌龅兀叵戮邆涫┕l件后，利用鋪軌基地吊裝龍門將預制板吊裝到地下軌道車上，軌道車將其運到指定位置，由地下鋪軌龍門吊運到設計底座位置（通過測量提前標記位置）。鋪軌隊進行鋼軌及扣配件安裝，現(xiàn)場進行預制板精調，待焊軌完成后，進行頂升作業(yè)，最后安裝配套附屬設備。鋼彈簧浮置板整體道床斷面示意圖如圖1所示。

3 預制式鋼彈簧浮置板道床施工工藝

3.1 隧道清理

在進行隧道清理前，以軌面標高為基準線，先對軌道結構高度進行檢測，確認隧道底板至鋼軌頂面的距離不小于設計高度，如有不符，則需要及時修正。

盾構隧道仰拱無須特殊處理，只需要將各種雜物清理干凈即可。清除各種雜物后清洗底面，并做到施工段內(nèi)無積水、無雜物、無淤泥等。

3.2 浮置板基底施工

浮置板基底混凝土澆筑要根據(jù)設計圖進行施工，要保證一次成型和振搗密實，振搗棒要快插慢提，應以混凝土面不繼續(xù)下沉、表面開始泛漿且無氣泡溢出為準，嚴禁橫拖振搗棒。在混凝土澆筑過程中，應隨時觀測水溝模板，防止模板橫向移動或者上浮。

預制板鋪設之前，要清理基底面上的建筑垃圾、雜物及積水，檢查基底標高、平整度是否滿足要求。基礎混凝土澆筑完畢，收平抹面后，應及時對隔振器部位的標高進行復測。隔振器部位標高允許偏差應控制在-5～0 mm，表面平整度控制在2 mm/m2。水溝底部標高同樣應嚴格控制，溝底坡度應根據(jù)線路縱坡設置，保證排水通暢。

3.3 預制板存放

預制板由工廠集中預制后運輸至鋪軌基地臨時存放，進場應進行檢驗。預制板成品應按型號和批次分區(qū)存放，并做明顯標識，嚴禁不同型號和批次的產(chǎn)品混裝存放。

預制板存放基礎要保證堅固、平整、無沉陷。存放層數(shù)不超過4層，每層間用方木隔開，層凈空不小于20 cm，并保證承墊物上下對齊。

3.4 預制板鋪設

首先利用鋪軌基地龍門（或汽車吊）將預制板吊裝到軌道車平板上，機車將預制板運輸?shù)戒佨夶堥T處，然后利用鋪軌門吊和專用吊裝工具同步、勻速將預制板運至鋪軌作業(yè)面，根據(jù)基標點位，調整預制板中心線及前后位置。成品預制板實物圖如圖2所示。

直線段將預制板對準基標點，緩慢落下，并采用輔助倒鏈或支撐桿進一步校正預制板水平方向，然后就位。曲線段按平分中矢法布置預制板，即以4.8 m或3.6 m弦正矢的1/2（即平分中矢法）為基準布置板中心線，同樣采用輔助倒鏈或支撐桿校正預制板水平方向。

3.5 預制板現(xiàn)場精調

現(xiàn)場調整預制板鋪設位置，待其基本滿足精度要求后，進一步利用測量儀器精調（見圖3），以保證精度滿足設計要求。

人們要利用測量儀器，對預制板進行橫向、豎向、縱向的調整，消除偏差，并保證線路整體平順。由于施工和預制板制造誤差等原因造成相鄰兩板間出現(xiàn)不平順的情況，人們需要對不平順面進行調整，并保證板面不平順度≤1 mm。緩和曲線地段可通過軌下墊板對高程進行調整。

預制板精調完成后安裝鋼軌、扣件及兩側的密封條。安裝密封條前，要進行間隙檢查與清理，確保沒有雜物落入板底間隙中。

3.6 預制板頂升

預制板安裝就位后，頂升前測量軌下位置板面高程，對比設計板面高程，其差值為頂升高度，一般保持在30 mm左右，分三次頂升到位，但考慮基底與板體誤差，可預留5 mm差值，最后測量一次板面高程，進行精調。

預制板頂升具體操作如下：安裝內(nèi)筒水平限位;將隔振器內(nèi)筒放入外筒內(nèi);加入調高墊板，塞滿縫隙;準備頂升高度的調高墊板，并用千斤頂將墊板壓入（頂升）;安裝鎖緊板、隔振器蓋板;通過扣件將軌道精調至設計狀態(tài)。

4 預制式鋼彈簧浮置板道床的應用效果

在濟南軌道交通2號線一期軌道工程建設中，為滿足城市軌道交通的高標準要求，其采用了適合軌道交通高等減振地段道床施工的新工藝——預制式鋼彈簧浮置板道床施工工藝。該工藝鋪設的預制板道床穩(wěn)固無損傷，板縫均勻，軌道結構外觀美觀，質量可控，可充分保證鋼彈簧浮置板減振功能，道床穩(wěn)定性滿足軌道設計及規(guī)范要求，技術先進，便于后期運營維修保養(yǎng)，施工技術難度已處于國內(nèi)領先水平。

該工藝機械化程度高，施工速度快，節(jié)約人力，減少了設備使用時間，工效提高非常明顯。

一是機械。主要機械包括龍門吊2臺（10 t）、軌道車、平板車、鋪軌龍門、叉車、電焊機、鋼筋彎曲機、鋼筋切割機、鋼筋調直機、鋸軌機和木工加工機床等。

二是工具。主要工具包括全站儀、軌檢儀、頂升裝置、萬能道尺、L形軌道卡尺、方尺、扳手、起道器、鋼軌支承架、軌距拉桿、鋼尺、石筆、掃帚、定型鋼模板、撬棍和混凝土振動棒等。

三是人員。人員可以分為四部分：浮置板吊裝、軌道精調、浮置板頂升等施作的線路工;鋼筋加工、綁扎、焊接等施作的鋼筋工;操作龍門吊司機;電工、修理工、雜工等。

現(xiàn)澆工藝和預制式工藝用的模板和材料等差別不大，這里不予對比。現(xiàn)澆工藝每天鋪設25 m，預制式工藝每天可鋪設75 m;現(xiàn)澆工藝每組需要45人，預制式工藝每組需要20人。為簡化對比，下面統(tǒng)一以施工100 m來進行計算，現(xiàn)澆工藝施工需要4天，該工藝施工需要1.33天。節(jié)約的人工費用如下：（45-20）人×200元/（人·天）×（4-1.33）天=13 350元。節(jié)省的設備費用如下：1臺×8 000元/班×（4-1.33）天+2臺×2 000元/班×（4-1.33）天+2臺×6 000元/班×（4-1.33）天=64 080元。100 m施工小計如下：節(jié)約工期2.67天，節(jié)約費用77 430元。該工藝可大大減輕工期壓力，節(jié)約人力，工效提高效果尤為顯著。

5 結語

在城市軌道交通工程建設中，鋼彈簧浮置板道床具有很好的減震降噪效果，其應用也越來越廣。但在一些特殊減振地段，道床要求高，施工難度大，施工進度慢，在工期壓力下，施工會變得非常棘手。運用預制式鋼彈簧浮置板道床施工工藝時，預制板可提前預制、養(yǎng)護，地下施工時可采用成套施工機具和設備，通過平行或順序方式安排各工序連續(xù)作業(yè)，頂升不必等待混凝土養(yǎng)護至要求強度，節(jié)約人力，減少了設備使用時間，有效地提高了工效，減輕了工期壓力，值得在以后類似工程的施工中廣泛推廣和應用。

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