桥上旭普林(Züblin)无砟轨道机械施工技术_无砟轨道施工技术
时间：2019-02-03 04:36:17 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要: 旭普林型无砟轨道系我国在郑州～西安铁路客运专线首次引进,其优点是成型后的轨道精度高,轨道几何尺寸能够持久保持,更换受损的无砟轨道更为方便。桥上旭普林无砟轨道机械施工的重点是混凝土道床板的施工技术。该机械施工方法对测量技术有较高的要求,具有便于操作、速度快、精度高、社会效益明显等优势。
Abstract: Züblin unballast track was first brought in Zhengzhou~Xi"an Railway Passenger Dedicated Line of China. Its merit is high accurary of the shaped tracks and its geometrical dimension could be kept for a long time. So it will be more convenient to replace damaged unballast tracks. The key point for its mechanical construction is construction technology of concrete track beds. This technology has higher require for measuring, and has the advantages of convenient operation, fast speed, high accurary and remarkable social benefits etc.
关键词: 旭普林无砟轨道;底座;隔离层;道床板;施工技术
Key words: züblin unballast track;foundation;separator;track bed;construction technology
中图分类号:U213.2+41;U213.2+44文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)05-0111-04
1旭普林无砟轨道概述
旭普林型无砟轨道系统是由旭普林建筑股份公司于1974年开发,是在水硬性混凝土底座上铺设双块埋入式无砟轨道。其特点是先灌注道床板混凝土,然后将双块式轨枕安装到位,通过振动法将轨枕嵌入压实的混凝土中,直至到达精确的位置[1]。桥上无砟轨道由于下部结构坚固,无弯矩,同时桥面板受到防水层和钢筋混凝土层的保护,因此桥上旭普林无砟轨道设计成两层:下层与混凝土保护层永久连接,上层与轨枕或与轨条扣件直接结为一体。两层混凝土板之间隔着人造橡胶或沥青土层,纵向力通过限位块传递。桥上旭普林无砟轨道横断面图见图1[2]。
2桥上旭普林无砟轨道机械施工工艺原理
旭普林无砟轨道的施工原理是在水硬性混凝土底座上,进行混凝土道床板的施工,并且将轨枕和混凝土道床板浇筑在一起。它利用精确定位的支撑柱对模板及轨枕进行定位。其机械施工工艺原理模型见图2。
3施工方法及工艺流程
3.1 旭普林无砟轨道施工准备无砟轨道施工前,必须对已完工桥梁进行全面检查,对工后沉降情况进行综合评估,预测墩台基础工后沉降应不超过15mm,相邻墩台的沉降差应不超过5mm,确认满足设计沉降标准后,才能进行无砟轨道的施工。
3.2 旭普林无砟轨道控制测量施工前采用GPS复测段内CPⅠ、CPⅡ点,复测无误后按旭普林要求布设 CPⅢ控制网。
3.2.1 CPⅢ平面控制基标因CPI、CPII控制网点位太远,无法满足CPⅢ控制点的施测,因此应对CPII控制网进行加密。在CPⅡ基础上采用后方交汇法施测,设置线路两侧的CPⅢ控制点,桥上布设在防撞墙上。CPⅢ点兼为高程控制基标点,间隔60m分布。备用点设置在混凝土衬砌边墙上。测设见图3 CPⅢ控制网。
3.2.2 CPⅢ高程控制基标使用精度为±0.3mm 的Leica DNA03数字水准仪及配套3m条码铟钢标尺,采用精密水准测量,精度要求对CPⅢ控制基标进行往返水准测量,并进行严密平差[3]。
3.3 桥梁上无砟轨道底座施工对桥梁上底座进行分段施工,分段长度为644cm,段之间结构缝宽10cm。将梁体保护层表面清理干净,在施工前2天,多次浇湿保护层表面,使其保持充分湿润。
3.3.1 模板安装安装模板应根据测量放样,精确安装侧模板、结构缝端模板和抗剪凹槽模板,并支撑牢固。两侧模板连续设置,在结构缝处安装横向模板。底座的平面测设采用坐标法,高程放样按精密水准测量要求进行测设,模板位置由测量员采用±5 mm的精确度进行测量。针对中部抗剪凸台的搂空处理,混凝土施工需要相应的模板框。模板框做成漏斗型,以方便在混凝土初凝后拆除。
3.3.2 钢筋绑扎钢筋分类捆绑并提前运输、存放于施工现场,且方便于现场施工。施工过程中将水平箍筋与保护层“门”型钢筋按照设计要求绑扎在一起。
3.3.3 浇筑混凝土混凝土由搅拌运输车通过桥下施工便道运至施工地点附近,采用混凝土泵车将混凝土输送至桥上施工部位的模板内,采用插入式振动棒进行振捣。
3.4 隔离层施工隔离层材料使用聚脂薄膜(LDPE/PE膜),经现场实践:因实际效果不明显,郑西公司发文取消,只铺设5mm厚土工布。铺设在下部结构表面并适当固定。首先将整张薄膜铺在下部结构板表面,然后在抗剪凸台的位置用刀割出方孔。割下的那一块刚好补在下面凹槽的底面。要注意的是,在凹槽边缘薄膜应向外伸出(约 5cm 到10cm)。
抗剪凸台四周的竖向垫片固定在下部底座板上,隔膜及其与弹性垫片的接缝采用胶条密封,以确保混凝土浇筑时不会有混凝土漏入膜内。进行混凝土浇筑前,再全面的检查一次隔离膜的铺设质量,必须保证竖向垫片和隔离膜位置完好无损。
3.5 道床板施工(C40)
3.5.1 施工测量
3.5.1.1 加密基桩测量无砟轨道安装之前,依据基桩控制网(CPⅢ)进行基桩加密。加密时采用光学准直法和精密水准测量方法,逐一测定加密基桩的位置和高程,并标定点位;加密基桩间距5～10m;加密基桩设置线路中线或两侧;道岔区应在岔心、岔前、岔后位置及道岔前后100～200m范围内增设控制基桩,其位置一般设置在直股和曲股的两侧,可按坐标直接测设,也可按岔心和直股与曲股线路方向测设,并应埋置永久性桩位。
加密基桩(基准器)测设精度应符合如下规定:
①相邻控制基桩的平面X,Y方向限差为±1.0mm;②高程限差不大于0.5mm;③加密基桩间偏差应在两相邻CPⅢ控制点内调整。
3.5.1.2 支撑柱坐标计算安装框架与支撑柱的关系点,即是支撑柱顶端钢球的中心点,直线段支撑柱间距为3.27m;一侧到轨道中轴线距离为1.540m;球形棱镜至轨顶面的距离为0.1758m。横截面示意图见图4,纵截面示意图见图5。
在已知的和已计算出的间距内,在两个相对的支撑点的连接线上进行2个点的定线。将两侧的设计值再向内移动0.3m,就得到定线。这样是为了保证这些点在钻孔和安装支撑柱后仍然可以看到。在底座上将螺栓套管放入预先钻好的孔内,用来标记这些点,根据这两个点可以设置钻孔标尺。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 3.5.1.3 支撑柱、模板安装对于支撑点来说,总是有一个固定支撑端和一个活动支撑端。固定支撑端可以确定位置(里程)和高度的尺寸,活动支撑端可以根据轴线的距离来确定高程。固定支撑端在将来用于位置确定的基准钢轨的一侧,在弯道内是超高的钢轨一侧。通过全站仪测量,将支撑点调节到设计位置。全站仪在固定点网的设置,是在施工现场内向前和向后,与轨道测量控制网(CPIII)内的8个自由定位的目标点进行连接。
为了将支撑柱安装在设计位置上,先在一个未安置好的、位于固定支撑端一侧的支撑柱上安装全站仪,然后自由定位。在固定支撑端一侧支撑柱的延长线上安装全站仪并满足精度要求。
安装过程:在每个支撑柱的位置,固定支撑端一侧,支撑点的位置可以粗略的、按照每侧与轴线的距离误差为±5mm设置,高度应该较精确,即以±0.5mm为限;在活动支撑端一侧,支撑点的位置应该粗略的、按照每侧与轴线的距离误差为±5mm设置,超高(由于考虑到单侧轴线距离)以±0.5mm为限。通过全站仪的目标追踪系统,可以得到球状棱镜的三维坐标,并且持续显示出位置、边距和高度与设计值的偏差。已知支撑点的剩余偏差必须小于0.5mm。拧紧支撑柱上的预应力螺栓,则安装测量工作结束,每次变更全站仪测量定点后,最后的3到5对支撑柱都要重新测量。
完成支撑柱的粗安装以后,即可以安装并固定混凝土道床板的钢模板轨道。在支撑柱位置处,钢模板轨道被中断,采用一个附加的钢轨进行连接,且该断开处通过独立的中间板作为补充模板。安装支撑柱、模板如图6所示。
3.5.2 钢筋布设、接地焊接道床板的配筋包括纵向钢筋、横向钢筋以及抗剪凸台处的钢筋笼。所有纵向钢筋与横向钢筋之间用绝缘卡绑扎,做好绝缘处理。且钢筋相互间电阻采用绝缘电阻表测试,其值应不小于2兆欧。
绑扎钢筋的同时进行接地处理,接地钢筋的搭接必须采取焊接搭接的形式,其它所有的搭接形式采用钢筋相互错开的绑扎搭接形式。
3.5.3 混凝土施工旭普林无砟轨道的机械化施工是通过专门为此设计的推进机来完成。用混凝土运输车将混凝土从拌合站运往施工现场,接滑槽将混凝土直接导入模板中。浇注时采用旭普林成套施工设备中的第二单元混凝土压实车,开启振动框架,同时用随机配置的2个振动棒振捣混凝土,将混凝土整平捣实。同时用旭普林设备中的刮板对混凝土的表面进行初步收面整平。
3.5.4 轨枕安装与压入利用平板运输车运送5×5形式成垛的轨枕到安装地点,采用25t汽车吊卸车。轨枕垛按间距16.35m摆放在施工地段两侧,摆放时轨枕层间放置10×10cm方木,轨枕垛下垫木方,保证摆放位置的平稳。桥上,轨枕垛摆放在桥两侧防撞墙外侧电缆沟槽盖板上。轨枕摆放时要避开CPIII控制基桩,并满足测量的通视要求。
轨枕安装单元吊起1根横梁和1组装配好5根轨枕的轨枕框架,前行到要安装的地段内,先将横梁放置在一对支撑柱上,然后放下轨枕框架,振动压入新浇筑的混凝土中。检查轨枕框架和横梁之间的接触点,确保没有间隙,保证轨枕的压入深度及位置的精确。轨枕压入后,对混凝土表面的变形进行收面压光。
轨枕压入施工采用旭普林成套施工设备中的第三单元(轨枕安装单元)施工。轨排安装与压入见图7。
3.5.5 混凝土表面抹平轨枕压入后,需对混凝土表面进行二次收面,采用铁抹子将混凝土表面刮平、压光,在混凝土与轨枕交接之处进行钩边,由混凝土往轨枕块方向进行。
3.5.6 横梁、框架回收道床板混凝土初凝后(大约混凝土浇筑4～5h后)即可松开框架支撑柱与轨枕的连接螺栓,操作拆卸单元吊装横梁与框架并运输到轨枕装配单元后端,以备装配单元组装新的轨枕框架。
3.5.7 支脚、模板拆除及倒运支撑柱和模板在横梁和框架吊装后即可拆除。电动扳手松开固定螺钉,采用拆除单元的吊具,将支撑柱和模板吊装到回收单元的平板上。然后与前端施工衔接形成一个闭合的施工流水线。
3.5.8 混凝土养护混凝土初凝前后采取喷雾保湿养护措施,并及时覆盖土工布洒水和覆盖防雨布自然养护,洒水次数应能保持混凝土处于润湿状态;在气温较高的情况下,白天至少洒水3次,混凝土表面必须保证不缺水;当环境温度低于5℃时,禁止洒水养护,可在混凝土表面喷涂养护液养护。
混凝土养护期间注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境影响(暴晒、气温剧降等)而发生剧烈变化。确保混凝土表面和内部二者间温差不得大于15℃。混凝土养护时间不少于14天,且对混凝土的养护过程作详细记录。成型后的道床板见图8。
3.6 施工工艺流程详见图9
4质量控制及检测
4.1质量控制标准桥上旭普林无砟轨道机械施工质量必须符合《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2007]85号)、《旭普林无砟轨道系统施工手册》(旭普林公司编制)的要求。道床板模板几何尺寸标准见表1; 道床板钢筋的绑扎允许偏差标准见表2;混凝土道床板外形尺寸允许偏差标准见表3。
4.2 检测
4.2.1 道床板混凝土浇筑前检测
4.2.1.1 利用全站仪复测支撑柱的三维坐标;采用正矢检测专用工具对检测段的支撑柱进行连续正矢检测,检测相邻11个支撑柱上端凹槽中心的实测与设计正矢偏差(弦长约19.62m)。
4.2.1.2 采用专用轨道尺超高检查支撑柱的超高和横距。调整正矢偏差控制在±1mm;检测超高和横距控制在±1mm。所检测项结果满足上述偏差要求时方可进行整体道床混凝土浇注。
4.2.2 工后整体道床轨枕承轨槽检测采用全站仪进行自由设站,并观测8个CPIII点(后视点位要求及偏差与支撑柱检测相同),使用轨枕检测特制专用模具对承轨槽的三维坐标进行检测;轨枕的检测可以在每个轨枕框架的第一根轨枕和第五根轨枕进行,检测其平面位置和标高是否满足要求(相邻轨枕高程限差为±0.5mm)。测站位置换置后需对前一测站已检测的60m范围内的承轨槽进行重叠测量,目的是在对前后不同测站所检测同一测点的实测结果进行对比,以保证其检测精度。
5施工设备
无砟轨道机械施工过程需要混凝土输送泵1台,叉车1台,吊车2台,混凝土搅拌运输车,自卸车,测量仪器若干等。单套无砟轨道铺设施工设备组成部分详见表4。
6结语
在郑西铁路客运专线渭河、砖场特大桥段无砟轨道采用机械施工技术,日均300延米以上。工后经检测,轨道板几何尺寸、轨距、轨向等各项指标均满足验标要求。该方法具有以下优点:
6.1 桥上旭普林无砟轨道机械施工技术对施工人员的要求不高,上岗培训周期短,容易操作;便于组织快速施工及安装,有利于配套设备的应用。
6.2 机械化程度高,施工进度快,社会效益显著。
6.3 由于固定轨枕的框架只有3.27m,避免了混凝土凝结过程中的“长轨”效应;施工后的轨道状态及几何形位能持久保持,且成型后的轨道精度高,铺筑的道床满足一次性铺设超长无缝线路的技术要求。
参考文献:
[1]何华武编著.无碴轨道技术[M].北京:中国铁道出版社,2005: 38.
[2]客运专线无碴轨道铁路设计指南.(铁建设函[2005]754号):22.
[3]客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定.(铁建设[2007]48号):12-13.
[4]朱颖主编.无砟轨道铁路工程测量技术[M].北京:中国铁道出版社,2008:31.
[5]旭普林无砟轨道系统施工手册.(旭普林公司编制).
[6]客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准.(铁建设[2007]85号).
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