旭普林無砟軌道支腳及軌枕固定架安裝關鍵技術研究

李 勇，郭艷華，任守安

（呼和浩特鐵路局集寧工務段，內蒙古 呼和浩特 012000）

1 引言

鄭西鐵路客運專線正線鋪設無砟軌道，采用跨區間無縫線路，引進德國旭普林雙塊式無砟軌道技術，采用旭普林成套施工設備進行機械施工，與武廣鐵路客運專線同為我國目前最高標準的客運專線。施工一次成型，一次達標。正線線間距5 m；最小曲線半徑一般為9 000 m，困難7 000 m；限制坡度20‰；速度目標值：設計350 km/h，開通200 km/h及以上；列車采用動車組，自動控制，行車指揮方式采用綜合調度集中。

旭普林型無砟軌道系統是由旭普林建筑股份公司于1974年開發，是在水硬性混凝土底座上鋪設雙塊埋入式無砟軌道。整個軌道系統從上至下由鋼軌扣件系統、軌枕、混凝土承載板、水硬性承載板層以及防凍層組成。其特點是先灌注道床板混凝土，然后將雙塊式軌枕安裝到位，通過振動法將軌枕嵌入壓實的混凝土中，直至到達精確的位置。無砟軌道支腳及軌枕固定架安裝是旭普林無砟軌道施工的關鍵步驟，其安裝精度直接影響到無砟軌道道床板后續工作的施工質量及精度要求，最終將影響線路鋪軌后的平順性，在施工中尤其要注意。

2 規范要求

（1）雙塊式軌枕、鋼軌扣配件的質量應滿足設計要求，檢查時采用觀察。

（2）支腳安裝允許偏差及檢驗方法應符合規定，見表1。

表1 支腳安裝允許偏差及檢驗方法

檢驗數量：施工單位、監理單位全部符合規定。

（3）軌枕鋪設允許偏差及檢驗方法應符合規定，見表2。

表2 軌枕鋪設允許偏差及檢驗方法

注檢驗數量：施工單位每施工段抽檢10根；監理單位平行檢驗數量為施工單位檢查數量的10%。

3 工藝流程

支腳安裝及軌枕固定架的安裝施工工藝流程，見圖1、圖2。

圖1 支腳安裝工藝流程圖

圖2 軌枕固定架安裝工藝流程圖

4 施工工藝

4.1 支腳的安裝

4.1.1 支腳

旭普林型雙塊式無砟軌道道床板施工所用支腳，為旭普林公司成套施工設備的組成部分。支腳本身為機械精加工成型的產品，無砟軌道控制的精度將由測量傳遞支腳上，以支腳頂部半球形凹槽球心為實體出現。

支腳通過4根套管螺釘固定在下部的結構層上。支腳頂部鋼球的三維位置可以通過液壓裝置及支腳頂部橫向、縱向兩個滑槽進行調整。對于線路曲線超高位置，在線路外側的支腳需要進行加高。旭普林成套設備提供有專用支腳基礎結構，在超高線路外側支腳底部加基礎結構對支腳進行加高。

4.1.2 支腳安裝

4.1.2.1 支腳位置測量定位、標記

支腳位置的測量定位、標記由測量隊完成。采用全站儀進行測量，在道床板兩側每隔3.27 m用水泥釘在下部結構層上進行標記（為平衡強迫點，在曲線上內側支腳的間距可進行適當調整，范圍20 mm），定位精度在2 mm以內。在縱向上，標記點位于橫梁軸線上；在橫向上，標記點位于道床板兩側以外20 cm處。如果橋梁上支腳的軸線直接位于橋梁的伸縮縫處，可以在縱向上伸縮縫前或后20 cm處設置輔助標記點，橫向間距不變。標記方法見表3。

4.1.2.2 鉆孔、安裝套管

此階段工作由施工隊完成，配備沖擊電鉆、氣筒等工具；所用材料有尼龍錨栓。

按測量隊測量定位的支腳位置，利用專用鉆孔模具放樣固定支腳用的4個套管鉆孔位置（若支腳有加基礎結構則為3個套管孔位），若支腳位置直接在橋梁伸縮縫上，則采用橋梁專用鉆孔模板進行。鉆孔位置放樣準確后，采用沖擊鉆鉆孔，鉆孔直徑14 mm、深100 mm。用氣槍將鉆孔內的塵土清除干凈，安裝螺栓套管（套管外徑14 mm、內徑12 mm、長70 mm）。

表3 支腳測量定位標記方法

4.1.2.3 支腳安裝、加固

安裝支腳前，需根據線下結構的不同準備好支腳，橋上、隧道內支腳配用0%的支腳底板，路基上配用12%的支腳底板。

此階段工作由測量隊完成，配置電動扳手等工具，需要使用的材料有六角螺釘（支腳有加基礎結構的還需要六角螺栓）。對準套管位置擺放支腳，上六角螺釘、螺栓，采用電動扳手緊固，固定支腳。六角螺釘、螺栓使用情況見表4。

表4 每個支腳六角螺釘、螺栓使用情況

4.1.2.4 支腳粗調、精調

此階段工作由測量隊完成，采用支腳粗調專用調整工具及全站儀進行作業，配備套筒扳手等工具。

支腳粗調，松開所有制動螺栓，先通過旭普林提供的專用調整工具進行，調整一對支腳間的相對距離及針對不同線下結構支腳的高度；然后采用全站儀，在支腳頂部凹槽內放置球形棱鏡，通過液壓裝置及支腳頂部橫向縱向兩滑槽的調整，將頂部凹槽球心位置控制在3 mm誤差范圍內，調整完后由測量人員緊固制動螺栓。

精調支腳在模板安裝、鋼筋鋪設及接地處理完成后進行，松開被精調支腳的制動螺栓。全站儀設站在固定端一側一個已經精調過的支腳上，在被精調的支腳頂部凹槽位置放置球形棱鏡，通過液壓裝置及支腳頂部橫向縱向兩滑槽移動精調球形棱鏡中心使其三維坐標誤差在0.5 mm以內。精調完成后擰緊制動螺栓固定。

4.1.2.5 支腳檢測

此階段工作由測量隊完成，采用專用檢測用具進行作業，在道床板混凝土施工之前對支腳進行檢測。采用專用檢具對一對支腳球形支座中心的距離3.08 m、超高情況進行檢測，誤差在1 mm以內為合格；通過固定端一側的拉正矢測量，對5～7個前后支腳的方向進行檢查，誤差在1 mm以內的為合格。

檢測合格后可進入下道工序，進行道床板的混凝土施工；檢測不合格返回支腳精調，由測量人員利用全站儀對支腳重新精調。

4.2 軌枕固定架的安裝

4.2.1 軌枕固定架

軌枕固定架為旭普林成套設備中的組成部分，由旭普林公司提供。軌枕固定架自身通過機械精加工，保證測量的精度能從支腳通過軌枕固定架最終傳遞至軌枕實體上。

每個軌枕固定架按間距654 mm固定一組5根雙塊式軌枕。軌枕固定架支腿與雙塊式軌枕承軌槽接觸位置，設置有與雙塊式軌枕承軌槽相對應的1∶40坡度。

軌枕最終的定位精度將由支腳傳遞至軌枕固定架，再由軌枕固定架傳遞至軌枕。

軌枕的嵌入施工采用旭普林成套設備的安裝單元施工，軌枕安裝單元在裝載單元前方供貨端取1根橫梁和一組組裝好的5根軌枕的軌枕固定架。前行至混凝土已被澆筑振搗密實的一個節段，先把橫梁放置在前面一對已經精調完成的支腳上。然后把軌枕固定架放下，至混凝土表面后開啟振動裝置，將組裝在軌枕固定架上的軌枕振動嵌入混凝土當中，軌枕固定架安放在兩根橫梁上。

4.2.2 軌枕固定架安裝

此階段工作由施工隊完成，由旭普林成套施工設備中的4#車（軌枕裝載單元）和3#車（軌枕安裝單元）配合軌枕固定架的安裝；配備電動扳手、套筒扳手、塞尺等工具；使用材料有軌枕、螺旋道釘等。

4.2.2.1 施工機械準備

旭普林施工設備中的3#車（安裝單元）、4#車（裝載單元）準備，5#車（拆卸單元）為其提供好橫梁、軌枕固定架。

4.2.2.2 軌枕固定架與軌枕組裝

首先將一組5根已檢測合格的軌枕從隧道的電纜溝槽蓋板吊裝至裝載單元上擺放好，并調整好其橫向的位置。軌枕橫向位置調整完畢后，沿裝載單元的縱向滑輪將軌枕往裝載單元前方推送，通過裝載單元上的裝置固定軌枕之間的間距。

軌枕橫向位置及縱向間距調整完成后，即可安裝軌枕固定架。將軌枕固定架從裝載單元后方吊運至擺放好的一組5根軌枕上，對齊軌枕固定架支腿與軌枕，每根軌枕上螺旋道釘4根（直徑24 mm，長220 mm），電動扳手擰緊螺旋道釘。將通過以上工序組裝好的、帶有5根軌枕的一個軌枕固定架及一根橫梁輸送到裝載單元最前方的供貨端。

注意事項：軌枕固定架與軌枕組裝之前，將軌枕框架的固定端一側擺放在線路外側方向，與前方橫梁的固定端對應。

4.2.2.3 3#車（安裝單元）取軌枕固定架及橫梁

軌枕安裝單元后退至裝載單元的供貨端，放下吊架，吊取1根橫梁和一個組裝好5根軌枕的軌枕固定架。吊取了橫梁和軌枕固定架的安裝單元前行至混凝土新澆注振搗密實的一個節段。

4.2.2.4 橫梁安裝

3#車（安裝單元）將橫梁放在節段前方的一對支腳上。橫梁兩端分別為固定端和活動端，紅色的為固定端、綠色的為活動端。橫梁紅色的固定端安置在1對支腳中靠線路外側的支腳上，綠色的活動端放置在線路內側的支腳上，橫梁與支腳的接觸為半球形吻合面。橫梁的固定端與支腳吻合后不可動；松開活動端螺栓垂直于線路方向移動，以吻合活動端的支腳，橫梁安裝完成后緊固螺栓。

4.2.2.5 軌枕固定架的安裝

橫梁安裝完成后，對齊前后兩根橫梁放下軌枕固定架。在軌枕固定架上的軌枕底面開始接觸到混凝土表面后，開啟安裝單元的振動裝置，將軌枕振動嵌入新澆注的混凝土中，直至軌枕固定架安放在前后兩根橫梁上。利用塞尺（0.2 mm）檢查軌枕固定架支座與橫梁球形支座之間的密貼情況，固定架與同橫梁一樣，軌枕固定架也存在有固定端及活動端，軌枕固定架一側兩根支座為三角凹槽，另外一側兩根支座為平面。軌枕固定架嵌入施工時，軌枕固定架固定端一側安置在橫梁的固定端一側，活動端對應橫梁的活動端一側。軌枕固定架的方向，在軌枕固定架安裝的時候就需要擺放好。

軌枕固定架安裝、軌枕的嵌入施工完成后，即可進入下道工序，進行道床板的混凝土養護。

5 結束語

（1）無砟軌道支腳安裝是旭普林無砟軌道施工的關鍵步驟，其安裝精度直接影響到無砟軌道道床板后續工作的施工質量及精度要求，最后導致影響線路鋪軌后的平順性，在施工中尤其要注意。

（2）無碴軌道施工時軌枕固定架安裝時要保證較高的精度和規范作業化，使軌枕在鋪設效率上和質量上得以大幅提高，為鋪設超長無縫線路奠定基礎。

（3）隨著我國經濟的發展，鐵路運營條件的改變，對鐵路施工的技術、質量要求越來越高。旭普林雙塊式無柞軌道施工技術，機械化施工程度較，且經濟、安全、可靠，具有廣闊的應用前景。

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