無枕式整體道床長鋼軌直鋪法施工技術研究

孫世豪

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 1026001)

無枕式整體道床長鋼軌直鋪法施工技術研究

孫世豪

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 1026001)

結合馬來西亞吉隆坡安邦輕軌延伸線項目，詳細介紹一種無枕式整體道床長鋼軌直鋪法施工的新技術，包括施工工藝流程、施工配套機具以及施工質量驗收標準。無枕式整體道床配合長鋼軌直鋪法施工無需進行軌枕廠建設及軌枕生產，無需配置鋪軌基地。道床施工與長軌鋪設同步進行，有效壓縮施工工期，降低工程造價，特別適合城市軌道交通中小半徑曲線整體道床的施作。

城市軌道交通；整體道床；無枕式；小半徑曲線

整體道床由于具有使用壽命長、列車運行平穩、免維修等特點，被廣泛應用于城市軌道交通領域。城市軌道交通整體道床的結構形式較多，包括無枕式、短枕式、長枕式整體道床以及梯形整體道床等，不同結構形式的整體道床具有各自的特點，整體道床施工技術主要分為換鋪法、直鋪法[1-3]。其中，換鋪法分為人工散鋪法、短軌排換鋪法；直鋪法分為短軌排直鋪法、長鋼軌直鋪法。隨著我國城市軌道交通的快速發展及對城市周邊環境保護意識的不斷加強，對施工的質量、工期及環保方面的要求越來越高。長鋼軌直鋪法由于具有施工效率高、設備投資低、施工占地少等特點，特別適用于城市軌道交通高架橋梁的整體道床施工。結合馬來西亞吉隆坡安邦輕軌延伸線無枕式整體道床施工，對長鋼軌直鋪施工技術及工藝進行詳細介紹。

1 工程概況

馬來西亞安邦輕軌延伸線為既有安邦輕軌的擴建線，項目自Sri Petaling開始起，至Putra Heights結束，線路正線總長度18.048 km，除起點段的80 m線路為路基段外其余全部為高架線，共設13座車站，均為高架站，另有車輛段1座。同時，既有線另一端SentulTimur站后延長120 m，承包模式為EPC(設計施工總承包)，采用歐洲標準建設。

2 安邦輕軌延伸線的線路技術特點

安邦輕軌延伸線工程線路條件復雜，具有曲線多、曲線半徑小、道床結構復雜、軌下空間小等特點，主要技術標準如下。

正線線間距：4.26 m

正線最大坡度：4%

最小曲線半徑：130 m

停車場最小曲線半徑：50 m

最小豎曲線半徑：1 500 m

最大曲線超高：150 m m

設計軸重：160 kN

最大運行速度：80 km/h

2.1 線路曲線多，曲線半徑小

安邦輕軌延伸線經過地區為城市建成區，線路曲線多，曲線半徑小。全線共設平曲線37處，豎曲線40處。最小平曲線半徑130 m，最大超高150 mm，最小豎曲線半徑1 500 m。其中，平曲線半徑小于200 m的曲線有7處。

2.2 無枕式整體道床，新型扣件系統

整體道床采用無枕式整體道床結構，扣件采用VOSSLOH扣件系統，軌道施工時在鋼軌上固定扣件系統，套管直接埋入道床混凝土，對施工技術要求較高，需要掌握好應力釋放及軌排支撐系統拆除時間，避免應力釋放及軌排支撐系統拆除過早對道床混凝土造成不利影響。如圖1所示。

圖1 安邦輕軌延伸線扣件系統

2.3 道床結構復雜，軌下空間小

安邦輕軌延伸線道床斷面復雜，單線采用兩列對置L形斷面道床。單線需要配置6列縱向模板，其中2列為L形擋墻內側模板，高度固定，其余4列由于需要設置梁面排水坡，高度均不相同；曲線超高段，道床斷面隨軌道整體偏轉，道床側面與梁面產生傾角，且道床側面高度變化較大，模板高度隨道床超高連續變化；軌下空間僅有30 mm，不利于軌排支撐系統架設及混凝土抹面。如圖2、圖3所示。

圖2 直線段道床斷面 (單位：mm)

圖3 曲線段道床斷面(單位：mm)

3 長鋼軌直鋪施工技術及工藝

將25 m鋼軌倒運至橋上，利用閃光焊機將25 m鋼軌焊接成100 m長鋼軌，并順序布置在橋梁中線處。采用輕型起重門架直接將100 m長鋼軌吊至線路多功能軌道調整器上，進行軌排組裝、軌排調整等。為保證軌道參數的精確，施工測量采用軌檢小車測量系統，架設模板后進行混凝土澆筑。混凝土強度達標后進行施工機具拆除，后續進行長鋼軌焊接形成無縫線路。

3.1 施工工藝流程(圖4)

圖4 施工工藝流程

3.2 施工工藝

3.2.1 施工準備

施工準備主要包括橋梁工程的驗收、測量控制點布設及復測、混凝土配合比試驗、整體道床鋪設條件檢查評估等。

3.2.2 作業面清理

進行整體道床施工前，為確保整體道床混凝土與橋面有良好的聯結，需將橋面的接觸面鑿毛，將積水排出，使用高壓風清除浮渣、灰塵及雜物，保證新老混凝土有較強的粘貼力，確保整體道床施工質量。對預埋筋進行逐個檢查，按設計要求扶正，并對銹蝕的鋼筋進行除銹。

3.2.3 測量放線

通過測量控制點每隔10 m在梁面上測放出軌道中線控制點，曲線地段軌道中線控制點5 m設置1個，曲線起止點、緩圓點、圓緩點、變坡點各設1個，以軌道中心控制點為基準放出基準軌參考線、模板控制邊線(墨線標識)，按設計要求采用墨線定位出縱橫向鋼筋的位置。

3.2.4 鋼筋綁扎

整體道床鋼筋網采用在鋼筋加工廠集中下料、加工，現場綁扎焊接成型的作業方式?？v向和橫向鋼筋按設計要求間距綁扎固定，并滿足混凝土最小保護層厚度的要求。

3.2.5 軌排組裝架設

(1)軌排組裝

多功能軌道調整器從軌排拆除區拆散后通過運輸車運送至組裝地點，組裝成整體后，擺放到相應位置，輔助支撐能保持多功能軌道調整器縱向穩定。多功能軌道調整器之間按間距2.5 m擺放[6]。使用起重門架橫向吊運1根鋼軌至軌排組裝上方，與已經擺放好的多功能軌道調整器進行組裝，組裝時保證鋼軌線形，作為軌排組裝基準軌。再吊裝第2根鋼軌，以基準軌調整線形，組成整體軌排。

(2)軌排架設及扣件安裝

軌排組裝完成后，在每個支腿處架設軌向調節撐桿。同時按軌道平面圖尺寸要求在鋼軌上安裝扣件系統，螺栓與套管之間按要求擰緊。

3.2.6 模板架設

檢查模板平整度及模板清洗情況，涂刷脫模劑。確定好使用的模板及架設位置后，首先按模板邊線順序鋪設聯接縱模板并支撐，然后按橫模板邊線架設橫模板，橫模板調整好位置及高度后，縱模板支撐到位，壓緊橫模板，并與橫模板聯接。橫模板兩側面板下部同混凝土支承塊支撐到門型鋼筋上，在橫模板上架設擋墻內側模板并支撐。

3.2.7 軌排粗調

軌排、模板組裝架設完成后，以測設的軌道參考線為基準，借助于直角道尺、萬能道尺等，通過軌向調節撐桿、高程調節螺桿對軌道中線、高程進行粗調。要求軌道目視順直或圓順，高程、軌距、水平及方向偏差均滿足控制要求[4-6]。

直線段施工時，組裝軌排時即調整好軌距，將多功能軌道調整器與軌道連接固定。曲線段施工需要粗調時調整好基準軌狀態后進行軌距調節并固定。

粗調完成后，相鄰兩根長鋼軌間用無孔連接板固定。

3.2.8 接地焊接

縱橫向接地鋼筋之間采用L形鋼筋單面焊接，焊接長度符合驗收要求；接地端子焊接在道床兩側接地鋼筋上；接地端子與接地鋼筋單面焊接不小于100 mm，雙面焊不小于50 mm，接地端子螺紋套筒應與道床板側面齊平。

絕緣電阻測試，檢查絕緣卡安裝是否良好，有無脫落、損壞現象，用兆歐表測量鋼筋間絕緣數據，全部檢查任意兩根非接地鋼筋間電阻必須達到2 MΩ以上。

3.2.9 軌排精調鎖定

全站儀按規定設站完成后，將軌檢小車放置于軌道上，安裝棱鏡。使用全站儀測量軌道狀態測量儀棱鏡。軌檢小車自動測量軌距、超高、水平位置，指導軌道調整。

在軌道精調作業中，由于多功能軌道調整器調整時鋼軌的剛性連動，調軌工作往往需要重復多次，反復調整，才能達到要求。軌道精調采用先中線后高程原則，采用專用開口扳手調節左右軌向鎖定器，調整軌道中線，左右各配2人同時作業。用套筒扳手，旋轉豎向螺柱，調整軌道水平、超高。調整螺柱時要緩慢進行，旋轉120°為高程變化1 mm。

3.2.10 混凝土澆筑

澆筑道床混凝土前，應再次檢測軌道幾何尺寸，確認符合驗收標準后方可澆筑混凝土?；炷敛捎蒙唐坊炷粒苫炷吝\輸車運輸至澆筑位置后，直接用汽車泵泵送入模。為確保施工連續性及混凝土施工質量，每個施工段的整體道床混凝土澆筑必須一次性完成。使用插入式振搗器振搗并加強扣件底部及周圍混凝土的搗固，道床表面需抹面整平，及時噴灑混凝土養護劑。

3.2.11 道床養生及修整

混凝土澆筑完畢后12～18 h，進行灑水養護處理，養護時間一般不少于7 d。道床表面應平整。

3.2.12 軌道調整器及模板拆除

道床混凝土強度達到5 MPa后才能拆除多功能軌道調整器及模板體系。拆除多功能軌道調整器時注意保護道床混凝土面。拆除后的多功能軌道調整器及模板倒運至相應地點清理檢查后待用，然后進入新的施工循環[7-12]。

4 長鋼軌直鋪施工技術配套機具設備

長鋼軌直鋪施工技術配套的主要施工設備見表1。

“一個人騙別人容易，可是騙自己難啊，小韻，悲劇，悲劇啊，從一開始就是悲劇，我不應該把你拉進我的悲劇世界啊……”龍斌徹心徹肺地大叫一聲，抱住了竹韻的脖子，讓她的臉貼到了自己的臉上，兩人的淚水同時流淌出來和在一起，滲進了嘴里……

表1 長鋼軌直鋪法施工設備

4.1 多功能軌道調整器

多功能軌道調整器具有軌底坡保持；高度調整鎖定；橫向調整鎖定功能。

圖5為多功能軌道調整器單元，100 m長鋼軌由40個多功能軌道調整器單元聯接支撐，組成長軌排，進行軌道參數調整后鎖定。多功能軌道調整器的結構形式、功能、穩定性等直接影響施工精度及工程質量。

圖5 多功能軌道調整器單元結構示意

多功能軌道調整器采用下承式結構，豎向支撐設置在道床外側，減少了后續混凝土修補施工，并使軌排系統具有穩定的橫向調整及鎖定功能。鋼軌外側支撐架設計成門形結構，避讓擋墻，使L形擋墻同軌下道床主體一次施工完成。見圖6。

圖6 多功能軌道調整器施工

4.2 道床模板及支撐

模板及支撐體系由縱模板、橫模板、模板支撐等組成，通過傳力桿將支撐力傳遞到橋梁防護墻以及另一條線路的門形筋或道床側面。如圖7所示。

圖7 模板系統斷面

縱向模板統一長度為2.5 m，縱向連續順鋪，在相應位置設置橫模板，橫模板下部設置高度調整螺栓。直線段縱模板高度采用4種規格，曲線段增加2種規格的加高模板。不同超高段采用不同模板拼接方式，見表2。

表2 不同地段模板配置 mm

5 安邦輕軌延伸線整體道床施工質量控制

安邦輕軌延伸線采用歐洲標準建設，設計施工總承包方為建設精品工程，進一步提高了軌道施工質量驗收標準。以下主要列舉了與施工機具相關的質量控制標準。

5.1 軌排組裝精度控制

多功能軌道調整器及軌排組裝、調整過程是控制軌道狀態的關鍵工序，表3為施工方執行的施工驗收標準。

表3 軌排幾何形位允許誤差(施工標準)

注：表中a為鋼軌支承點間距。

5.2 模板質量控制

模板型式較多，必須對模板質量及安裝誤差采取高標準控制。見表4。

表4 模板質量及安裝允許偏差

6 結語

無枕式整體道床施工采用長鋼軌直鋪施工技術，解決了城市軌道交通橋梁上復雜道床斷面施工以及小半徑曲線施工等技術難題。在城市軌道交通建設中，無枕式整體道床配合長鋼軌直鋪法施工技術，避免了軌枕場建設、鋪軌基地建設、后續的長鋼軌鋪設施工，降低了工程投資，解決了城市軌道交通中常見的小半徑曲線施工技術難題，并已經在馬來西亞安邦輕軌延伸線工程中得到充分驗證。

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Research on the Construction of Long Rail Laid Directly on Sleeperless Monolithic Track Bed

Sun shihao

(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Beijing 102600, China)

This paper describes a new construction technique of long rail being laid directly on sleeperless monolithic track bed， including the construction process， the associated equipment and the acceptance standard for construction quality. Such technique requires no sleeper plant， no sleeper fabrication and no sleeper laying base. The construction of track bed proceeds along with track laying， which makes it possible to reduce construction time and cost， and proves applicable particularly to the construction of small-radius curve monolithic track bed in the urban mass transit．

Urban mass transit; Monolithic track bed; Sleeperless; Small-radius curve

2014-01-15；

：2014-02-10

孫世豪(1977—)，男，高級工程師，2000年畢業于石家莊鐵

1004-2954(2014)10-0005-05

U213.2+41

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.10.002

道大學機械設計與制造專業。