無砟道岔轉轍機預留槽尺寸精確控制技術

陳泰彬

本文描述了無砟道岔轉轍機預留槽關鍵質量控制指標及檢查驗收標準，介紹了控制轉轍機預留槽幾何尺寸及岔枕方正、間距尺寸控制模板等兩種自制工裝，說明了轉轍機預留槽頂面至鋼軌底距離、轉轍機預留槽寬度、牽引點位置岔枕間距偏差、岔枕鋪設相對于直股的垂直度、預留槽面橫向人字排水坡等控制指標及工裝使用控制情況和應用效果，為無砟道岔轉轍機預留槽尺寸施工控制提供了經驗及參考。

隨著我國經濟和科學技術的快速發展，高速鐵路建設如火如荼，高速鐵路技術精益求精。然而，作為高速鐵路上部結構的無砟軌道乃至無砟道岔施工又是高速鐵路施工的關鍵控制要點。本文以新建魯南高速鐵路為例，簡要闡述了無砟高速道岔施工關鍵技術控制。

一、工程概況

新建魯南高速鐵路日照至曲阜段，線路東起日照市東港區，于奎山鎮站連通在建青連線并貫通既有菏兗日鐵路，向西經過臨沂市、曲阜市在線路西端通過聯絡線在曲阜東站與既有京滬高鐵接軌。中鐵十四局集團魯南高鐵LNPJ-1標項目部主要承擔魯南高鐵正線鋪軌里程：D2K6+029.56-DK252+405.539，正線長度240.635 km (其中：日照至臨沂段102.347km,臨沂至曲阜段138.288km)；清單主要工程量：正線鋪軌490.731km,站線鋪軌41.546km,鋪設道岔180組，其中無砟道岔72組，有砟道岔108組，拆除道岔1組，拆除線路1.07km；CRTSⅢ型軌道板預制運輸435810延米。無砟道岔分別分布于厲家寨站、莒南北站、臨沂北站、費縣北站、蒙山站、泗水南站、大王莊線路所、曲阜東站等7座新建車站內。

二、無砟高速道岔簡介

本工程18#無砟道岔軌道結構高度為860mm，其中底座結構高度為300mm。道床板采用C40鋼筋混凝土現場澆注而成，道床板的寬度按直線一側邊緣至道岔直股中心線距離為1600mm，另一側邊緣至側股中心線距離為1600mm控制，底座比道床板寬出300mm。岔區道床板總體長度為95.4m,分為三個單元，長度分別為31.790m、23.380m、40.192m，單元之間設橫向伸縮縫，伸縮縫寬20mm。

18#單開無砟高速道岔圖號為客專線（07）009。該組道岔全長69m, 其中岔前長31.729m,岔后長 37.271m，轍叉角3°10'47.39″。岔枕共計使用144根，另外岔前岔后過渡段岔枕為44根，其中岔前過渡段岔枕為8根，岔后直股側股過渡段岔枕共計為36根。該組道岔直向設計通過速度為350km/h,側向設計通過速度為80km/h。

三、轉轍機預留槽設計概況

無砟道岔為長岔枕埋入式，岔枕底部為桁架式結構，并垂直于道岔直股，轍叉跟端分開后垂直于線路中心。

轉轍器部分按三個牽引點設計，其布置位置為4#-5#、12#-13#、21#-22#岔枕間，可動心軌轍叉部分設兩個牽引點，其具體布置為92#-93#、98#-99#之間 。各牽引點均采用分動外鎖閉裝置，電務轉換桿件和外鎖閉裝置均安裝在兩混凝土岔枕之間，轉換機安裝在岔枕端頭。

四、轉轍機預留槽質量控制要求

1.設計要求

轉轍機牽引點所在位置的道床板設置橫向拉桿預留槽，預留槽底距離鋼軌底不低于260mm，拉桿槽在道床板寬度范圍內通槽設置。預留槽面設置1%的橫向人字排水坡，橫向排水至線間溝及邊溝（圖1）。

圖1 轉轍機預留槽詳圖

轉轍機拉桿預留槽槽寬按照岔枕間隔控制，岔枕均按照垂直于正線方向布置。其中第一牽引點、第二牽引點、第三牽引點、心軌第一牽引點岔枕間距為650mm，心軌第二牽引點處岔枕間距為600mm，緊鄰牽引點兩側岔枕間距各為575mm（圖2）。

圖2 轉轍機預留槽位置岔枕布置圖

2.施工現狀

轉轍機預留槽因結構簡單，體積小，多數現場施工都會使用15mm厚木模板或竹膠板，根據現場施工尺寸臨時拼裝、支護，道床板混凝土澆筑完成后拆除臨時支護木模板，進行收面壓光，按要求設置排水坡，模板均為一次性非周轉使用。

轉轍機預留槽牽引點位置岔枕間距及相對于直股的垂直度控制方法為技術人員用鋼卷尺配合方尺檢查量測，安裝精度主要取決于測量人員技術水平以及是否仔細認真按要求檢查及復核，人為因素對精度指標要求影響明顯。

3.主要質量控制指標（表1）

表1 轉轍機預留槽主要質量控制指標

4.質量控制要點分析

（1）為保證轉轍機動作桿件、連接桿、鎖閉桿等外鎖閉裝置在定反位轉換過程中動作平穩、無別卡現象，且保證槽內排水。轉轍機預留槽頂面至鋼軌底距離保證在260～270mm之間，道床板混凝土澆筑過程中控制轉轍機預留槽頂面標高及排水坡是關鍵質量控制點。

（2）轉轍機預留槽寬度需通過控制模板支立尺寸，且要加固牢靠，混凝土澆筑過程中避免擾動，從而保證各部位設計幾何尺寸符合設計要求。

（3）牽引點位置岔枕間距偏差及岔枕鋪設相對于直股的垂直度的控制，則要求質量控制人員質量意識要強，施工調整時候，要做好交叉復核，減少測量人員的量測以及示數誤差，確保質量合格。

（4）做好施工過程檢查，避免施工過程中的其他擾動。

五、主要控制措施

針對以上問題，經過仔細分析研究并考察現場，決定制作轉轍機預留槽定型模板及轉轍機預留槽岔枕方正定型模板。

1.轉轍機預留槽定型模板

（1）模板材料選擇

①保證模板有足夠的剛度，確保轉轍機預留槽底面及兩側平整，轉角處圓順；

②安裝、拆除、周轉過程中不易變形，保證使用過程中各部位尺寸，且便于現場安裝、拆除及搬運；

③轉轍機預留槽模板材料選擇3mm厚Q235普通碳素鋼材質鋼板。

（2）結構特點

①根據各牽引點處預留槽長度尺寸，考慮預留槽通槽設置，且留置1%的人字形排水坡。每個預留槽模板分四個節段，兩側對稱布置。共用節段長度為800mm，特殊節段根據轉轍機預留槽不同長度尺寸單獨制作。

②根據轉轍機預留槽設計外觀形狀，避免轉角處模板拼縫，模板采用整體鍛壓，一次成型，側板及底部折角均采用圓弧平滑過渡。

③為使模板兩側跟岔枕貼合緊密，且方便拆除與安裝，轉轍機預留槽模板底面板距離底角折角30mm處，安裝合頁，方便開合。

④轉轍機預留槽模板安裝后預留槽位置即為封閉狀態，為保證道床板混凝土澆筑、振搗過程中氣泡能夠順利排出，在模板底面板靠近底角兩側每間隔200mm預留直徑為20mm的排氣孔。

⑤為能準確控制轉轍機預留槽頂面至鋼軌底距離與預留槽面設置1%的橫向人字排水坡兩項指標，每塊模板兩端各焊接固定M16螺母，利用豎向絲桿調節距離軌底距離及排水坡方向。利用岔枕側面預留螺栓孔同模板側板固定，確保固定牢靠（圖3）。

2.轉轍機預留槽岔枕方正定型模板

（1）模板材料選擇

①保證模板有足夠的剛度，能夠抵抗因岔枕扭曲、竄動造成的形變。

②施工過程中便于安裝、拆除、搬運，且不易變形。

③采用12mm厚Q235普通碳素鋼鋼板。

圖3 轉轍機預留槽模板設計圖

（2）結構特點

①根據設計文件，第一牽引點、第二牽引點、第三牽引點及心軌第一牽引點預留槽岔枕間距為650mm，心軌第二牽引點處預留槽岔枕間距為600mm，方正定型模板分別對應制作2套，岔枕預留轉轍機預留彎板安裝孔間距650mm的制作8塊，間距為600mm的制作2塊；

②模板均采用三個螺栓孔定位岔枕，確保兩岔枕相對間距及整體方正滿足設計要求；

③定位螺栓孔開孔采用數控機床銑孔，加工精度≤1mm，滿足牽引點位置岔枕間距偏差5mm、岔枕鋪設相對于直股的垂直度3mm的精度要求；

④為確保螺栓定位后不松動，定型模板螺栓采用平墊加彈簧墊片緊固的方式；為避免定型鋼模板對岔枕造成劃損傷痕，定型鋼模板與岔枕間加石棉墊加以保護（圖 4）。

圖4 轉轍機預留槽岔枕方正定型模板設計圖

六、應用效果

應用效果總結：轉轍機預留槽模板與岔枕方正定型模板自投入使用以來，通過對轉轍機預留槽各部位尺寸的檢查，主要質量控制指標均滿足設計要求（表2）。

表2 轉轍機預留槽主要質量指標檢查表

通過實測實量匯總，轉轍機預留槽頂面至鋼軌底距離控制偏差達到了5mm內；轉轍機預留槽寬度、牽引點位置岔枕間距偏差、岔枕鋪設相對于直股的垂直度等偏差均小于3mm。定型模板同無砟道岔道床板模板同次數周轉使用，使用率高；安裝、拆除、倒運方便輕盈；模板多次周轉使用后檢查未有外觀形狀及尺寸上的變化，有效精確的提高了轉轍機預留槽質量控制標準（圖5、6）。

圖5 轉轍機預留槽模板現場圖片

圖6 轉轍機預留槽岔枕方正模板現場圖片