關(guān)于利用軌枕充當(dāng)?shù)罔F調(diào)軌支架的探討

羅來(lái)煒

（南昌軌道交通集團(tuán)有限公司，江西 南昌330000）

1 概述

國(guó)內(nèi)地鐵正線軌道多采用混凝土整體道床結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)類型分為：普通整體道床、浮置板減振道床、單開(kāi)道岔道床、交叉渡線道岔道床等，整體道床施工時(shí)均采用“架軌法”進(jìn)行鋪軌和線路調(diào)整。“架軌法”是利用下承式鋼軌支撐架將組裝好的軌排或道岔單元支撐起來(lái)，從而方便進(jìn)行鋼筋的綁扎和線路狀態(tài)的調(diào)整（見(jiàn)圖1）。

圖1 軌排架軌法

就目前常用軌枕而言，在設(shè)計(jì)上進(jìn)行一定調(diào)整易實(shí)現(xiàn)下承式鋼軌支撐架的支撐調(diào)軌功能。利用軌枕替代下承式鋼軌支撐架的主要目的在于：①便于施工，提高施工作業(yè)效率；②減少施工周轉(zhuǎn)材料，降低周轉(zhuǎn)損耗成本。本文對(duì)地鐵正線軌道結(jié)構(gòu)中常用的軌枕種類（預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)枕、道岔長(zhǎng)枕、短枕）進(jìn)行逐一分析，總結(jié)帶支撐調(diào)軌功能軌枕的推廣應(yīng)用前景。

2 各類型帶支撐調(diào)軌功能軌枕的應(yīng)用分析

2.1 帶支撐調(diào)軌功能的普通預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕應(yīng)用分析

普通預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕尺寸為2 100mm×270mm×180mm（長(zhǎng)×寬×高），C60預(yù)應(yīng)力混凝土，承軌面為平坡或軌底坡，外形上窄下寬，軌枕上設(shè)置5個(gè)縱向筋預(yù)留孔，軌枕采用先張法工廠預(yù)制生產(chǎn)（見(jiàn)圖2）。

圖2 軌枕結(jié)構(gòu)

根據(jù)軌枕的受力分析（見(jiàn)圖3），調(diào)軌絲桿的預(yù)埋螺紋套管應(yīng)設(shè)置在軌枕受力情況最好的軌枕兩端（見(jiàn)圖4），待混凝土整體道床澆筑完畢后，再用砂漿將絲桿拆除后留下的孔洞進(jìn)行封堵。

圖3 軌枕受力分析

圖4 帶支撐調(diào)軌功能的長(zhǎng)軌枕

利用帶支撐調(diào)軌功能的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕代替?zhèn)鹘y(tǒng)的下承式支撐架時(shí)，一般為隔3根普通長(zhǎng)枕設(shè)置1根帶支撐調(diào)軌功能的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)枕，布設(shè)間距按≤2.5m進(jìn)行控制（見(jiàn)圖5）。套管預(yù)埋的垂直度需滿足要求，建議偏差不大于2°，套管預(yù)埋位置偏差需滿足要求，建議位置偏差不大于5mm。套管材質(zhì)應(yīng)滿足軌排豎向荷載的要求。

如圖5a所示，與傳統(tǒng)用下承式調(diào)軌支撐架進(jìn)行軌排架軌法進(jìn)行對(duì)比，帶支撐調(diào)軌功能的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕取代下承式調(diào)軌支撐架橫梁的作用，使改進(jìn)后的軌排架軌法存在如下優(yōu)缺點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn) 只需拆裝調(diào)軌絲桿比拆裝下承式調(diào)軌支撐架簡(jiǎn)單，便于操作；現(xiàn)場(chǎng)倒運(yùn)絲桿比倒運(yùn)下承式調(diào)軌支架更節(jié)約工時(shí)，效率更高；通過(guò)調(diào)整軌枕高度調(diào)整軌面標(biāo)高，鋼軌不直接受力，提高調(diào)整精度。②缺點(diǎn) 由于不需要每根軌枕都帶調(diào)軌功能，需工人按布設(shè)間距要求進(jìn)行軌排拼裝，對(duì)軌排拼裝效率會(huì)有所影響。

材料費(fèi)增減：①帶支撐調(diào)軌功能的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕需在普通預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕基礎(chǔ)上增加預(yù)埋調(diào)軌絲桿螺紋套管，新軌枕的生產(chǎn)加工成本略高于普通預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕；②帶調(diào)軌功能的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕取代了傳統(tǒng)的下承式調(diào)軌支架橫梁，與下承式調(diào)軌支架橫梁有關(guān)的攤銷、損耗等相關(guān)費(fèi)用均有所減少。綜合以上2點(diǎn)，總的材料費(fèi)用相對(duì)持平。

圖5 帶調(diào)軌功能的長(zhǎng)軌枕布置

人工費(fèi)用增減：①與傳統(tǒng)相比，現(xiàn)場(chǎng)拆裝倒運(yùn)絲桿的人工工時(shí)數(shù)量降低，同時(shí)還減少了傳統(tǒng)下承式調(diào)軌支架清理維修的人工工時(shí)數(shù)量；②由于增加了軌枕種類，需增加軌排拼裝人工工時(shí)數(shù)量。因此，人工費(fèi)用較傳統(tǒng)略有降低。

通過(guò)上述優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性分析可看出，用帶調(diào)軌支撐功能的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕取代傳統(tǒng)下承式調(diào)軌支架是具有一定優(yōu)越性，建議可在實(shí)際施工中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

2.2 帶支撐調(diào)軌功能的短軌枕的應(yīng)用分析

如圖6所示，地鐵短軌枕尺寸各有不同，但基本上接近，長(zhǎng)470mm、寬250mm，高度一般有170，150mm兩種，采用C50混凝土，不設(shè)軌底坡，軌枕下伸出鋼筋與道床連接，多為工廠預(yù)制生產(chǎn)。

根據(jù)短枕塊受力情況，調(diào)軌絲桿預(yù)埋螺紋套管也應(yīng)設(shè)置在軌枕兩端（見(jiàn)圖7），同樣，待混凝土整體道床澆筑完畢后，再用砂漿封堵絲桿拆除后留下的孔洞。使用帶支撐調(diào)軌功能的短軌枕軌道線路施工時(shí)，1副25m短枕軌排需要的調(diào)軌絲桿的數(shù)量是長(zhǎng)枕需要數(shù)量的1倍。

帶支撐調(diào)軌功能的短軌枕在軌排中的布置原則和套管預(yù)埋的精度和位置偏差應(yīng)與長(zhǎng)軌枕要求一致。由于短軌枕尺寸較小，在設(shè)計(jì)預(yù)埋調(diào)軌絲桿螺紋套管時(shí)，需考慮與扣件螺栓套管之間的距離和軌枕兩端混凝土保護(hù)層的厚度，因此設(shè)計(jì)時(shí)需增加短軌枕塊長(zhǎng)度。

圖6 短軌枕結(jié)構(gòu)

圖7 帶調(diào)軌功能的短軌枕

短軌枕的承軌面不帶軌底坡，軌底坡是通過(guò)將左右股軌枕傾斜一定角度，形成鋼軌向內(nèi)的軌底坡。因此在帶支撐調(diào)軌功能的短枕中，調(diào)軌絲桿除調(diào)節(jié)軌面高度和水平外，還需通過(guò)調(diào)整絲桿實(shí)現(xiàn)軌底坡的調(diào)整。在施工反復(fù)調(diào)整過(guò)程中，將會(huì)大大增加調(diào)軌的工作量。

綜上分析，在對(duì)原地鐵短軌枕進(jìn)行一定的尺寸調(diào)整后，可實(shí)現(xiàn)取代下承式調(diào)軌支架的功能。但受短軌枕固有特性的影響，在施工時(shí)調(diào)整高低、水平及軌底坡的工作量很大，并且3個(gè)參數(shù)中的任意1個(gè)有變動(dòng)，很可能其他2個(gè)因素也會(huì)跟著變動(dòng)。所以帶調(diào)軌功能的短軌枕不建議在帶軌底坡的線路上使用，可考慮在混凝土道岔短枕上進(jìn)行嘗試性使用。

2.3 帶支撐調(diào)軌功能的混凝土岔枕應(yīng)用分析

地鐵常用7，9號(hào)道岔，7號(hào)道岔主要用在車輛段、停車場(chǎng)，多使用木枕。9號(hào)道岔主要用在正線，多使用混凝土枕，道岔混凝土枕又包括長(zhǎng)枕和短枕。由于場(chǎng)段線路多為碎石道床，不在此次討論研究的范圍，因此，單就9號(hào)道岔的混凝土長(zhǎng)、短枕增加支撐調(diào)軌功能的利弊進(jìn)行分析。

2.3.1 混凝土短岔枕的應(yīng)用

帶支撐調(diào)軌功能的短軌枕可考慮在混凝土道岔短軌枕上進(jìn)行嘗試使用，但需注意：①帶支撐調(diào)軌功能的道岔短軌枕的布置應(yīng)由設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及道岔廠家技術(shù)人員根據(jù)《道岔短枕位號(hào)平面布置圖》共同確定；②盡量通過(guò)對(duì)已有尺寸類型的道岔短軌枕進(jìn)行釘孔距調(diào)整實(shí)現(xiàn)支撐調(diào)軌功能，避免新增道岔短軌枕尺寸類型；③套管預(yù)埋精度和位置偏差應(yīng)與長(zhǎng)軌枕的要求一致。但道岔零部件的現(xiàn)場(chǎng)倒運(yùn)和組裝過(guò)程用時(shí)較長(zhǎng)，道岔數(shù)量占全線鋪軌工作量的比重較少，因此，使用帶調(diào)軌功能的短軌枕對(duì)道岔施工的效率提高和成本降低沒(méi)有明顯幫助。

2.3.2 帶支撐調(diào)軌功能的混凝土長(zhǎng)岔枕的應(yīng)用分析

道岔長(zhǎng)枕增加預(yù)埋調(diào)軌絲桿螺紋套管，可參考帶調(diào)軌功能的普通預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕，將調(diào)軌絲桿螺紋套管設(shè)置在軌枕的兩頭。而道岔長(zhǎng)軌枕的長(zhǎng)度為2.3～4.6m，對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的軌枕，除在兩端頭的位置預(yù)埋調(diào)軌絲桿螺紋套管外，還應(yīng)在軌枕中間位置增加預(yù)埋調(diào)軌絲桿螺紋套管。具體位置應(yīng)由設(shè)計(jì)院根據(jù)軌枕受力情況計(jì)算分析確定，否則將影響軌枕受力性能。其優(yōu)勢(shì)利弊與在混凝土短岔枕中的應(yīng)用大致無(wú)異，對(duì)提高施工效率和降低施工成本沒(méi)有明顯幫助。

道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件較多，材料倒運(yùn)和現(xiàn)場(chǎng)組裝的工時(shí)耗費(fèi)較多，且道岔數(shù)量相對(duì)占比較小，用帶調(diào)軌功能的岔枕與傳統(tǒng)的道岔施工作業(yè)的工裝支架相比較并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。因此可考慮嘗試性應(yīng)用，以探求在某些特定工況下的適應(yīng)性和優(yōu)勢(shì)性。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析研究，在地鐵常用的軌枕類型中，在不破壞軌枕受力性能前提下，增加預(yù)埋調(diào)軌絲桿螺紋套管能實(shí)現(xiàn)功能上取代下承式調(diào)軌支架。經(jīng)過(guò)分析研究，并不是所有類型的軌枕經(jīng)改造實(shí)現(xiàn)下承式調(diào)軌支架功能后均能達(dá)到便于施工、提高施工作業(yè)效率及降低成本的目的。就目前地鐵常用軌枕類型來(lái)看，只有普通預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)軌枕改造后能夠基本滿足要求。另外，在實(shí)際使用帶調(diào)軌功能軌枕時(shí)，由于較傳統(tǒng)施工方法有一定的調(diào)整改進(jìn)，施工企業(yè)要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，針對(duì)新的施工方法要不斷優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工作組織安排，以達(dá)到盡快熟練掌握的目的。