L形台座式浮动梯形轨枕道床施工工艺及应用

・施工技术・
收稿日期:2007205201
作者简介:王朝阳(1973—),男,工程师,1998年毕业于西南交通大学铁道工程专业,工学学士。
L 形台座式浮动梯形轨枕道床施工工艺及应用
王朝阳,张希海,史万成,刘 琦
(中铁一局集团新运工程有限公司,陕西咸阳 712000)
摘 要:介绍北京地铁5号线高架桥梯形轨枕减振道床实验段的构造形式、工作原理,施工工艺及施工过程的质量控制,阐述施工过程中影响施工质量的难点工序及解决办法以及对后续施工的建议。
关键词:北京地铁5号线;梯形轨枕减振道床;整体道床;施工工艺
中图分类号:U21312+41  文献标识码:A 文章编号:100422954(2007)1020101203
1 工程概况
为配合北京地铁5号线轨道减振科研项目研究,在北京地铁5号线高架桥试铺梯型轨枕,具体里程K27+0841047~K27+2551047(左线),长度为171m 。梯形轨枕及减振垫均为工厂预制并组装后运至施工现场。采用DT ⅤⅡ2型扣件,在铁垫板顶面设1∶40轨底坡,梯形轨枕基础为现浇L 形钢筋混凝土底座,底座侧墙每隔41375mm 左右局部加宽,以预埋接触轨专业的连接套管。
该施工技术为日本TESS 公司的轨道减振专利技术,在国内为首次现场施工。
2 L 形台座式浮动梯形轨枕减振道床的构造形式及
工作原理
  L 形台座式浮动梯形轨枕减振系统为弹性支座板式道床结构,由下部基础、L 形底座、底部防振垫及侧向缓冲垫、梯形轨枕、轨道结构等5部分组成(图1),各部分的基本工作原理如下
图1 梯形轨枕道床结构形式(单位:mm )
 (1)下部基础 直接承受上部所有静、动荷载(包
括列车荷载、轨道结构荷载、梯形轨枕减振道床及相关
结构的荷载等),并将所受荷载均匀传至地基。基础一般为梁面或经混凝土加固处理过的路基,基础表面的高程允许误差为-30、+10mm ,预埋钢筋的横向及
高度误差为±10mm 。
(2)L 形底座 为C40现浇钢筋混凝土结构,通过预埋钢筋与下部基础连接,固定和支撑梯形轨枕,将通过防振垫传递来的竖向和横向荷载传递到下部基础。L 形底座允许偏差为:位置±5mm ,垂直度2mm;抹面允许误差为:平整度3mm ,高程0、-5mm;钢筋最小保护层厚度为25mm 。
(3)底部防振垫及侧向缓冲垫 为位于梯形轨枕与L 形底座之间的弹性竖、横向支撑,主要将上部的竖向和横向荷载传递到L 形底座。当梯形轨枕道床上有列车通过时,它将通过压缩变形来缓冲或减轻因列车运行而产生的竖向和横向动能以及列车轮对与钢轨面所产生的振动。底部防振垫及侧向缓冲垫应在梯形轨枕出厂时固定在相应位置处,其中底部防振垫厚25mm ,光面朝外;侧向缓冲垫厚12mm ,毛面朝外。
(4)梯形轨枕 主要材质为钢筋、C50混凝土预制的中部用<80钢管连接的预应力钢筋混凝土板状结构,其主要作用是为列车及轨道结构提供工作平台,并将轨道相对集中的荷载均匀分布给减振垫,使相邻减振垫共同工作。梯形轨枕的几何尺寸允许误差为:长度偏差不大于±10mm,宽度偏差不大于±5mm,高度偏差不大于-3~+5mm,翘曲、挠度偏差不大于±5mm 。
(5)轨道结构 包括走行轨及接触轨两部分,为列车提供走行工作面并传递荷载,其走行钢轨采用60kg/m 轨,扣件为DT ⅤⅡ2型,轨距为1435mm 。3 L 形台座式浮动梯形轨枕减振道床的施工工艺
由于梯形轨枕减振道床的结构尺寸、工作状态与普通整体道床有较大的区别,根据梯形轨枕减振道床的特殊要求并结合多年的轨道施工经验,决定采用“支架法”由上至下进行施工。
311 施工工艺
梁面高程、预埋筋的检查处理→测设铺轨基标→测量放设轮廓线→L 形底座钢筋绑扎→梯形轨枕吊装、架设、状态调整→钢轨及扣件安装→轨道几何状态调整→立模板、检查→L 形底座混凝土浇筑→抹面、整修和养生→拆除模板、支撑架→质量检查。312 难点工序和解决办法31211 梁面高程、预埋筋的检查处理
本工序主要是对已竣工梁面的高程及预埋钢筋进
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行检测及验收。
(1)高程控制 由于轨顶高程不能随意变动,梯形轨枕是预制件,所以下部梁面的高程误差将直接影响到L形基础的实际厚度,进而影响到减振道床工作时的受力状态,所以必须严格控制梁面高程。以轨顶高程为基准对轨道结构高度进行检测,确认不得小于设计建筑高度;要求桥面中心线两侧各113m范围内应进行拉毛处理,道床底座范围内不允许有高于10 mm的构筑物,桥面高程误差为-30、+10mm,否则需对梁面进行处理。
(2)梁面预埋筋的检查处理 根据轨面设计高程推算出预埋钢筋的设计高程,进行精确测量,其横向及高度误差为±10mm,对于超标的预埋钢筋需进行处理。
31212 测设铺轨基标及放设轮廓线
铺轨基标测设间距直线为6m、曲线5m1个,位于线路中心线上,高程为低于行车前进方向右侧钢轨顶面400mm;基标必须用水泥围护,中心用钢钉或其他坚固物体固定牢固。同时,根据施工图纸进行L形底座及梯形轨枕、线路中线的测设,并将L形底座的轮廓线、梯形轨枕的编号用墨线标记在梁面对
应位置处。
杨玉章
31213 L形底座钢筋绑扎
梯形轨枕L形底座范围内梁面预埋了竖向钢筋,对于不满足绑扎要求的钢筋要进行处理,过高或过低的需截断后进行补救处理,补救钢筋应保证锚固长度>170mm,与原有钢筋绑扎牢固,遇有钢筋间距小于石子粒径时,可将补救钢筋绑扎位置进行调整,无法实施绑扎的钢筋可考虑后植。若基础钢筋与预埋竖向钢筋钩相碰,可调整基础钢筋的位置;局部相碰处可弯折预埋竖向钢筋钩;基础以外的预埋竖向钢筋钩外露部分应截断。
铺设L形底座钢筋前,应将梁面进行凿毛,凿坑深5~10mm,坑距30~50mm,混凝土浇筑前要将梁面用高压水或高压风清理干净。铺设L形底座钢筋时,应严格按照设计图纸进行,按自下而上的顺序,先底层,再中间层、面层,然后板块端部,最后绑扎特殊部位加固钢筋;对绑扎完成的钢筋要进行精确调整,根据设计轨面高程推算出L形底座平面高程,留足混凝土保护层厚度,精确绑扎顶面钢筋;侧面钢筋也应按照设计标准留足混凝土保护层厚度精确绑扎;绑扎完成的钢筋网底部、侧面应用垫块固定,以保证浇筑时的保护层厚度;保护层厚度为25mm,最小保证厚度为15mm。
31214 梯形轨枕吊装、架设、状态调整
(1)在梯形轨枕进入施工现场之前,在梯形轨枕帖有减振板的侧面及底部应设隔离层,具体用塑料泡沫将侧面及底面粘实,塑料泡沫的高度应高于减振板3~5mm,在接触减振板的位置应加工成斜面以便于混凝土的密贴,侧面隔离层厚度为15mm,底部隔离层厚度为30mm(图2)
图2 隔离层示意(单位:mm)
(2)在将运送至高架桥下的梯形轨枕进行吊装时,应严格遵守吊装规则,确定适当的吊点,依次进行梯形轨枕的吊装。按照设计图纸,利用吊车将梯形轨枕安装到位。严格按照梯形枕吊装要求进行吊装(起吊点应在梯形轨枕两端连接棒的端部),将轨枕吊装至对应位置上方。在轨枕凸形挡台端的外侧吊装孔、另一端内侧吊装孔处安装支架,移动轨枕使其基本就位,而后放置在梁面上。
(3)架设前作好各项施工准备如机械、材料、人员及各种扣件。按照图纸设计要求,测量线路中心线,确定梯形轨枕的起止位置。
(4)采用轨枕支撑架架设,架设梯形轨枕时,要先将梯形轨枕连同已连接好的支撑架一同落放至已绑扎好的钢筋网上,将支撑架基本调整平。
(5)按照基标对梯形轨枕进行水平粗调,利用反力桩及横向丝杠进行方向调整,保证线路中心在设计位置。
(6)在进行水平调整完后,再按照基标,对架设于支撑架上的梯形轨枕进行粗调。粗调时,在梯形轨枕的两侧好起压点,两侧同时使用小型液压机将梯形轨枕打起,每次起升高度不得大于5mm,再将支撑架进行调整,以保持梯形轨枕的平稳。初步调整其高低,使梯形轨枕的顶面高程略低于设计高程30~40mm。31215 轨道几何状态调整
梯形轨枕两外侧的距离为2116mm,而一般钢轨支撑架两支腿的中心距为2070mm,为此,专门设计了适用于梯形轨枕轨道调整的钢轨支撑架。通过对横杠加长和加固,使两支腿的中心距达到2292mm,在保证钢轨支撑架的强度、刚度的情况下,满足了混凝土施工的要求。钢轨安装完毕后按设计和规范要求对其几何状态进行粗调、细调、精调。具体做法是:先调水平,后调轨距;先调基标部位;后调基标之间;先粗后精,反复调整。经过精调后,其精度必须符合无碴轨道铺设完成后精度要求。允许偏差为:方向用10m弦量,不超过1mm;高程为±1mm;高低用10m弦量,不超过1 mm;轨距为+2、-1mm。并经现场监理检查确认符合要求后,方可进行混凝土浇筑作业。
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冰川运动31216 L形底座混凝土浇筑
在浇筑混凝土之前,用塑料布将梯形轨枕以及所有安装完毕的钢轨及配件进行包装,并使用胶带将塑料布粘贴至梯形轨枕边的斜楞处,以免混凝土污染成品。
滴答文学网夏季高温或温度变化较大的季节应合理选择混凝土浇筑的时段,确保混凝土在温度快速变化之前达到一定的强度,避免因钢轨等的伸缩力造成对道床的损坏。
浇筑混凝土前,应检查梯形轨枕上粘贴的隔离层无破损,并和轨枕密贴,对损坏的进行修补。自检合格后报请监理组织隐检(底板处理、钢筋绑扎),认定符合要求后方可灌注混凝土。
所有C40混凝土采用商品混凝土,运输至施工现场并直接泵送。泵送施工时,严格按照泵送操作规程进行,混凝土塌落度为(210±5)mm,混凝土碎石直径15~20mm。
混凝土泵启动后,先泵送适量强度等级相同的水泥素浆,以湿润混凝土泵的料斗及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。经泵送水检查,确认混凝土泵和输送管内无异物后,再泵送与混凝土内除粗骨料外的其他成分相同配合比的水泥砂浆。
润管用的水泥砂浆应作垃圾处理,不得使用。
随浇筑进程拆下的泵管须立即清理。用足够数量的棉纱在泵管全断面范围内通过2次,将泵管内壁擦拭干净。人工将清理完毕的泵管在不影响施工作业的位置集中堆放。
对每车混凝土应进行坍落度试验,保证符合施工要求。
王德彬混凝土灌注时采用<20插入式振捣棒振捣,振动棒移动间距宜为400mm左右,振捣时间为15~30s, 20~30m in后进行第二次复振。严禁振捣器触及梯形轨枕支撑架及模板,应加强梯形轨枕减振垫处的振捣,必要时在内侧模板加辅助振捣棒振捣。浇筑前、中间、后应及时检查检查钢轨的方向、轨距、水平与短枕及模板的位置,若发现超标,立即调整,整改合格后方可继续浇筑。
由于基础为L形,所以在基础浇筑过程中应分层、水平、分台阶灌注。先浇筑梯形轨枕下层的平垫层,浇筑的混凝土是在钢轨外侧进行,混凝土从梯形轨枕下流出,浇筑的混凝土应淤出梯形轨枕下平面8~10mm,这样才能保证混凝土与梯形轨枕的密贴,初凝前将淤出部分抹平,并必须注意在收面时不得有混凝土和梯形轨枕下表面接触。浇筑时,应充分振捣。混凝土振捣时,应在L形底座的侧模侧充分均匀振捣,必须防止破坏塑料板,应避免混凝土与梯形轨枕的减振垫之间出现空隙。
振捣完成后L形基础混凝土表面要进行抹面处理,为防止产生收缩裂缝,须用木抹子抹平、搓毛2遍以上。抹面允许偏差为平整度3mm,高程0、-5mm。
在混凝土泵送过程中,施工中断不宜超过1h。混凝土浇筑完毕12h内,采用喷洒养护剂的方法进行养护。L形基础最好一次浇筑完成,如遇特殊情况,应在下次浇筑前清理接茬浮浆并凿毛接触表面。
混凝土浇筑必须满足《钢筋混凝土施工及验收规范》(G BJ205—83)及《混凝土结构工程施工质量及验收规范》(G B50204—2002)要求,并经监理工程师认可。31217 抹面、整修和养生
L形基础混凝土初凝前应及时进行面层的抹面,并将梯形轨枕、钢轨、扣件、支撑架等表面粘有灰浆的地方立即清理干净。初凝后,观察基础与梯形轨枕减振板处是否密贴,如存在缝隙,立即使用环氧树脂进行填充。初凝后终凝前进行第二次抹面,以提高混凝土的抗拉强度,减少混凝土收缩量,避免混凝土表面皱裂、起皮,并及时进行覆盖。
混凝土终凝后,应及时松开扣件以及接头夹板,以防止钢轨胀缩对混凝土造成损坏;温差过大时,有必要用湿润的草帘覆盖钢轨或道床表面。
混凝土浇筑12h后,采用喷洒养护剂的方法进行养护,要保持混凝土处于湿润状态,养护应保证不少于14d。混凝土强度达到5MPa后方可拆除模板;达到设计强度的70%后,方可拆除钢轨支撑架,轨道上方可载重、行车。
4 几点建议
(1)在此次施工中,梁面预埋筋是由土建单位在施工梁面时预埋的,施工误差很大,造成大部分预埋筋均需割断后重新绑扎补救钢筋,费时又费料。建议以后施工时由土建单位预埋梁面以下的钢筋,在梁面上只须预留满足锚固长度的钢筋即可,由轨道施工单位根据复测结果调整施工基础钢筋。
(2)此次施工中梯形轨枕的吊装、对位等是由汽车吊配合完成的,梯形轨枕质量较大,所以对位时由人工协助很困难,费力费时,同时高架桥场地狭窄,极不安全,也不利于大规模连续施工。建议以后施工时先将梯形轨枕与钢轨在基地拼装,由平板车运至施工地点后用小型龙门吊对位铺设或是将梯形轨枕和钢轨在基地内分开装在平板车上,运至工地后,先将梯形轨枕由小型龙门吊调整摆放到位,然后组装钢轨扣件,施工效率将大幅提高。
(3)此次施工中梯形轨枕底部和侧面的隔离板是在预制厂内分开用胶带固定的,在混凝土浇筑时极易
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脱落、移位,不能确保与轨枕连接密贴,有可能造成减振垫无法正常工作。建议以后施工时将隔离板加工成与梯形轨枕配套使用的底部和侧面厚度不同的L 形,用粘接剂牢固紧贴,从而避免出现混凝土浇筑时脱落、移位、不密贴的现象。5 结语
L 形台座式浮动梯形轨枕道床作为一种成熟的新型减振结构,以其工艺简单,维修量少,减振效果显
著,施工成本低的优点,必将在城轨和地铁建设中得到大量推广应用,此次实验段施工的圆满成功也将为后续施工积累大量的经验以供借鉴。参考文献:
[1] G B50204—2002,混凝土结构工程施工质量及验收规范[S].[2] 于春华.城市轨道交通工程施工方法和施工工艺[J ].铁道标准设
好作文计,2003(12).
收稿日期:2007205201
作者简介:李金良(1982—),男,助理工程师,2005年毕业于北京建筑工程学院电气工程自动化专业,工学学士。
北京地铁5号线宋家庄停车场接触轨安装施工技术
李金良,周厚联,丁淑霞
(北京城建三建设发展有限公司,北京 102209)
摘 要:介绍钢铝复合轨和玻璃钢防护罩在木枕碎石道床、混凝土枕碎石道床、有检查坑整体道床、
无检查坑整体道床等不同部位的安装方法与施工方法,以及施工中的重点与难点。关键词:北京地铁5号线;地铁停车场;钢铝复合轨;接触轨;施工
中图分类号:U211  文献标识码:A 文章编号:100422954(2007)1020104203
1 概述
北京地铁5号线宋家庄停车场轨道铺装工程共有50kg/钢轨7号单开道岔23组,50kg/m 钢轨7号道岔5m 间距交叉渡线1组,50kg/m 钢轨9号单开道岔1组。库外线有50kg/m 钢轨木枕碎石道床、50kg/m 钢轨混凝土枕碎石道床、60kg/m 钢轨木枕碎石道床,库内线有检查坑整体道床、无检查坑整体道床等。
由于停车场道岔繁多、股道曲线小、安装方式多样等,给接触轨施工带来了一定的困难。施工中必须正确把握工程重点与难点,制定有效质量控制措施,并将施工方法与要点贯彻到具体施工人员。施工过程严把质量关,做到每道工序责任到人。2 气象条件
停车场最高温度4216℃(计算最高温度按60℃考虑);停车场最低温度-2714℃;海拔高度1000m;雷电日3516d 。
3 主要施工方法及施工工艺
供电系统通过接触轨系统将电能持续地输送到列
车,以保证列车安全正常运行。由于接触轨是无备用的供电设置,受气象条件的影响较大。因此,保证接触轨设备的运行可靠是地铁列车安全正常运行的必要条件。这就给施工提出了更高的要求,必须对每道工序严格把关。
311 接触轨主要施工方法31111 接触轨形式
接触轨为BW (比威公司)公司的铝轨压接不锈钢
带的复合轨,采用上部接触的受流方式。31112 接触轨的切割与钻孔加拿大飞蓬
停车场道岔繁多,电气分段也随之增加,经常需要对导电轨进行切割。导电轨切割应保证垂直,最大容许误差015mm,切割后应挫去毛刺和尖棱。切割的导电轨末端需钻孔,使用轨道末端钻孔夹具M091212012J 来完成。把钻孔夹具固定在导电轨末端,用<16mm 的钻头在其上钻孔,然后去除毛刺。31113 接触轨安装位置
接触轨安装在列车行进方向的左侧,在道岔区等特殊区段,为保证可靠供电,换边敷设布置。接触轨中
心线至相邻走行轨内侧工作边的水平距离为(700±5)mm ,距线路中心(141715±5)mm ,接触轨轨顶面至
走行轨轨顶面连线的垂直距离为(140±5)mm 。31114 接触轨的安装方式
(1)库内有检查坑的整体道床接触轨安装
先选择相对应的槽钢底座,将其放在预留的加长混凝土短轨枕之上,用螺旋道钉将槽钢底座与加长枕连接固定,然后在槽钢底座之上安装绝缘子,绝缘子安
装完成后在其上放上接触轨(钢铝复合轨)并用绝缘子上的卡子将接触轨卡住,最后安装防护罩(图1)。
(2)库内无检查坑处接触轨安装
首先在整体道床施工时,按图纸要求预埋尼龙套

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