6.3.4 Ⅱ型板式无砟道岔安装

6.3.4 Ⅱ型板式无砟道岔安装

6.3.4.1 概况

高速铁路铺设18号板式无砟道岔。18号板式无砟道岔沿用BWG道岔系统技术及结构体系,采用德国BWG公司原装道岔钢轨及扣件,将长枕埋入式现浇道床结构改为预制板式。18号道岔全长69m,直向过岔速度为350km/h,侧向过岔速度为80km/h。高速铁路Ⅱ型板式无砟道岔是国际上正式铺设于运营线首组高速板式无砟道岔,也是我国目前铺设的技术含量最高、施工标准最高、施工水平最高的客运专线无砟道岔。

在施工过程中,依靠技术创新,在取得CRTSⅡ型板式无砟轨道、长枕埋入式无砟道岔技术突破的基础上,研究了道岔板精调施工技术、高性能自流平混凝土配制及工艺技术,以及道岔现场组装及精调施工技术。

6.3.4.2 关键工序施工工艺

道岔板运输及吊铺、道岔板精调、底座混凝土浇筑、道岔组件吊铺及组装、道岔轨道几何精细调整、钢轨焊接与道岔锁定是影响Ⅱ型板式大号无砟道岔施工质量的主要因素,也是施工质量控制的操作要点。

1.施工准备

施工准备应在施工组织设计的基础上进行,Ⅱ型板式无砟道岔施工涉及面广,配合单位多,相应的各项准备及配合工作也较多。

①路基验收及整修。

为确保满足无砟轨道各部结构的技术条件要求,应对路基采取相应的配合性保障措施。

②CPⅢ网复测。

CPⅢ控制网基点采用后方交会法测量,即CPⅢ控制网与CPⅡ或CPⅠ控制网进行联测,每站测设6对CPⅢ控制点,换站后搭接前一测站3对点,通过最小二乘法获得最合理的联系。

高程测量用电子水准仪进行往返观测,启闭于CPⅠ网点间,单程水准测量闭合差公式为a+b×。其中,控制点允许偏差a为0.5mm,每千米水准线路允许偏差b为2mm;S为单程水准测量线路长度(单位:km)。平面测量仪器为TCA1800全站仪,高程测量仪器为DIN12电子水准仪。

③线下工程稳定性评估。

因高速铁路无砟轨道对线下工程沉降要求很严,底座混凝土施工前,必须对线下结构进行沉降评估。

2.找平层混凝土浇筑

路基级配碎石层完成后,模筑法施工找平层C15素混凝土,混凝土表面用简易摊铺机摊铺,钢丝刷拉毛。混凝土终凝后,用切割机设置伸缩缝,土工布加塑料薄膜洒水养护7d。

3.测量及放样

为满足大号无砟道岔竣工后轨道线形(轨距±2mm,水平±2mm,轨向、高低各2mm,6.25 m基线)的高精度要求,在大号无砟道岔施工过程中,结合CRTSⅡ型板式无砟轨道的施工,施工测量包括CPⅢ点复测、铺岔基标放样、道岔板精调、轨道线形测量等4项内容,其中铺岔基标精度为平面0.2mm、高程0.1mm,道岔板精调精度为0.3mm。

①CPⅢ点复测。

CPⅢ控制网基点采用后方交会法测量,即CPⅢ控制网与CPⅡ或CPⅠ控制网进行联测,每站测设6对CPⅢ控制点,换站后搭接前一测站3对点,通过最小二乘法获得最合理的联系。高程测量用电子水准仪进行往返观测,启闭于CPⅢ网点间,闭合差应符合相关要求。

②铺岔基标测量。

铺岔基标的设置原则以满足施工需要为准,通过线路两侧的CPⅢ控制点进行自由设站,按已经计算好的道岔基标理论值进行放样,每测站放样距离控制在50m以内。在预先安装定位的垫块上,标注完工的找平层上标注道岔板的边角位置,标注GRP点点位,采用钻机钻孔、植筋胶结的方式安装铜质基标,通过CPⅢ网复测建立GRP测量网。其施工精度为:两邻点位平面精度0.2mm、高程0.1mm。

4.钢筋绑扎及支承垫块安装

找平层混凝土浇筑完成,达到高程±20mm、平整度7mm/4m并拉毛处理后,待强度达到20 MPa以上,人工用预先加工的钢筋绑扎底座混凝土钢筋网,钢筋下支垫50mm厚的砂浆垫块。钢筋纵横交叉点处用绝缘卡进行隔离,加塑料扎带绑扎固定。钢筋绑扎完成后,按要求进行绝缘测试,测试方法及要求同CRTSⅡ型轨道板施工。

安放混凝土支承垫块的方式为:先采用早强、黏结性好的砂浆在支承垫块的安放位置铺设一层2cm厚的砂浆垫层。安放垫块时需特别注意垫块预埋的钢筋必须要和底座钢筋保持绝缘。对影响垫块安装的钢筋可适当调整间距以避开。

5.道岔板运输

板式无砟道岔板长3.88m,宽3.64m,重达9t,为非预应力钢筋混凝土结构,在运输及吊装过程须按3点支撑理论支垫道岔板,用4块20cm见方的硬木块并行排放,层与层道岔板的支垫木块对齐布置。

道岔板委托大件运输公司用30t平板汽车从预制板厂运输到施工工地。每台30t平板汽车可装道岔板3块,每块轨道板间按相关技术条件要求加20cm方垫木支垫,在平板汽车四周加装角钢围挡,道岔板与围挡之间的间隙采用硬杂木填充,以防止道岔板在运输过程中晃动碰损。

6.道岔板吊装及就位

道岔板采用专用吊具吊装,专用吊具由4根带连接螺栓的吊链组成,吊装时将吊链上的连接螺栓与道岔板上预埋螺栓孔连接即可。根据工地条件,用160t汽吊将道岔板从便道上吊到路基面铺设位置。轮胎式铺板龙门吊再逐个吊装道岔板并粗铺到位。粗铺时,人工使用小撬棍配合将道岔板落在预安装的混凝土垫块上,通过对照道岔板轨道中线标志和找平层上轨道中线可使道岔板的粗铺精度控制在5mm以内。粗铺到位后,及时在道岔板两侧安装支撑牛腿及多向精调器。

7.道岔板精调及固定

道岔板精调通过改装后轨道板快速精调系统实现。道岔板在工厂定位螺栓孔的同时,就已在板的四角各做一个定位孔,定位孔按图定坐标设计,宽度及长度较大的道岔板则在中部增加了1~2个定位孔,精调时通过测量安装在定位孔中的棱镜即可判定道岔板位置是否准确。精调时,全站仪架设在道岔板之间的基准点上,以上一块已经精调到位的轨道板直股上的一个棱镜点及对应的基准点两个点定向。道岔板上安置棱镜的点的理论坐标已经导入快速精调系统,全站仪架设在轨道基准点上,通过快速测量系统,测量正在调整的道岔板上的4个(或6个)专用棱镜位孔上棱镜的实际三维坐标,其结果及与理论数据的差值会实时显示在快速精调系统的屏幕上,再通过道岔板四周的多向精调器,对道岔板进行横向、竖向、纵向的调整,消除偏差,直到道岔板达到要求。精调完成后的道岔板定位精度达到横向、纵向、高程偏差在±0.3 mm以内。借助辅助量尺、游标卡尺等,对相邻道岔板上的定位孔之间测距进行测量检查,可获得纵向补充控制。

道岔板精调完成后,按在道岔板两侧及两道岔板之间预定位置安装扣压装置。采用植筋方式钻孔、注胶、安装锚固螺杆,再在锚固螺杆上安装L形和∏形扣压装置,固定轨道板。

8.混凝土模板安装

道岔板下的底座混凝土模板采用组合钢模板,模板安装时不得碰撞道岔板及多向精调器。

9.道岔板边缝密封

采用C35混凝土对轨道板横向边缝分两次进行填充。第一次在钢筋绑扎完成后进行,填充宽度较轨道板横缝宽10cm,填充高度高出钢筋层3cm且低于道岔板底部5cm,并捣实抹平,用毛毡覆盖后洒水养护。第二次在轨道板粗铺、精调后进行,填充宽度同轨道板横缝,填充高度至轨道板底部以上,并按50cm间距在板缝两侧设置观测气孔,养护方法相同。

10.底座混凝土浇筑

道岔板下的底座混凝土采用C40高性能自流平混凝土浇筑,浇筑之前,完成模板安装、道岔板之间横向边缝的混凝土浇筑。C40高性能自流平混凝土以重力式灌注方式,每块道岔板分别施工。混凝土拌制和灌注过程中,应按检验标准要求对混凝土拌和物的坍落度进行测定,并进行同条件试件留置,且混凝土入模温度控制在5~30℃。施工时采用专用料斗配合灌注,厂拌混凝土、罐车运输、混凝土汽车泵输送,混凝土通过灌注料斗上导管、梭槽滑动道岔板下面,并靠自身流动性填充密实。当一块道岔板灌注完成后且相邻道岔板即将灌注完成时,及时拆除两道岔板之间的隔离模板,以使混凝土良好结合。板边混凝土在初凝后人工压光抹平,终凝后喷洒养护剂。之后,土工布覆盖、洒水养护7d。期间,用同标号混凝土灌注道岔板间接缝,对伸缩缝用热沥青浇筑。

11.道岔板复测及尾工

道岔板施工完成后,及时拆除模板及多向精调器、固定架,采用普通混凝土模筑法完成道岔板横向接缝及转辙机平台的施工。清理现场卫生。及时对道岔板铺设后线形进行测量,据此制订道岔组装计划,特别是轨道线形精调所需的调整扣件。

6.3.4.3 道岔件现场组装工艺

道岔板施工完成后且混凝土强度达到承重条件后,即可运输和铺设道岔钢轨组件。道岔组件应优先在工厂内按长枕埋入式大号道岔预组装的要求进行组装和检查合格,之后将钢轨件和扣件系统、零部件解体装运,并补充板式道岔区别于长枕埋入式道岔增加使用的部分,再通过汽车运输到施工现场。

现场利用汽吊、吊具梁将道岔钢轨件吊卸在铺岔位置,再通过人工转运就位,人工按铺设图组装道岔。道岔组装流程:先摆放扣件及螺栓,再散铺钢轨,最后组装扣件。组装过程中,应保证扣件安放准确,扭力符合要求,各部件间密贴,应保证钢轨平齐(特别是各工装点)。用12.5m长的60kg/m新轨工具轨组装道岔渡线及道岔前后各12.5m、25m的过渡段,道岔及过渡段钢轨之间用临时夹具连接,前后过渡段与道岔一起进行后续的精调。

道岔组装注意事项如下。

(1)由于现场空间狭窄,施工时重点控制安全,防止安全事故的发生。

(2)当在轨枕上安装钢轨时,轨底外边应该与承轨台棱接触,棱在运行边的对面。在承轨台上的螺旋道钉孔为带有轴套的调节锥孔,此调节锥孔必须设置在零位。零位与螺旋道钉孔同心。偏心度从0到10 mm,调整可以以1 mm进阶。

在组装道岔时,若出现意外,可以改变锥度。如必要使用其他锥度需要记录在册。如果在安装和焊接后需要任何校正,也需要记录在册。

(3)转辙部分放置在轨枕与垫板间的中间层。标准垫板厚度为6mm(心轨区部分枕木除外),调节后的垫板厚度为2~26mm。

(4)根据要求的扭矩拧紧弹性基板螺栓,固定钢轨的弹条扣件间隙为0.5~1mm。

(5)最后进行全面检查。