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城市轨道纵向轨枕整体道床施工工法.docx

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城市轨道 纵向 轨枕 整体 道床 施工
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城市轨道纵向轨枕整体道床施工工法执笔人:赵强1 前言城市轨道纵向轨枕整体道床施工工法我单位已经北京、上海两个城市的地铁轨道施工中成功应用了此项工法。1.1 上海地铁11号线由中铁十一局集团负责施工的上海轨道交通11号线南段土建15-1标轨道工程包括正线铺轨和川杨河车辆段铺轨。正线:SDK0+000~SDK36+581.778,共设车站9座。起点为浦东新区龙阳车站,途经华夏西路站、罗山路站、周浦东站、航头社区站、航头站、新场站、野生动物园站、惠南站(地下) ,终点至A30 敞开段,铺轨长度36.6km, 60-12单开道岔10组,单渡线9组,交叉渡线2组。川杨河车辆段由出入场线与罗山路相接,线路13.182km ;50-7单开道岔18组,50-7交叉渡线1组;60-12单开道岔2 组。其中纵向轨枕铺设范围为:SK28+830—SK29+430 、XK28+830—XK29+430,共计1200m。1.2 北京地铁 6 号线北京地铁 6 号线是一条贯穿北京市中心城东西方向的轨道交通线,是一条与既有的北京地铁 1 号线相平行的线路。6 号线西起西四环内的五路居站,东至通州区的东小营站,线路经过区域有海淀区、西城区、东城区、朝阳区和通州新城五个行政区。由中铁十一局集团有限公司负责施工北京地铁 6 号线轨道Ⅰ标铺轨任务,施工范围为:线路起点 K0+000~K25+300 范围内正线及辅助线轨道施工及附属工程安装。包括 17 站 17区间,全长 25.3Km。铺轨全长 51.1km,其中浮置板道床 5.7km,梯形轨枕道床 19.07km,纵向轨枕道床 0.9 km,减振垫道床 0.69km,一般短枕道床 24.9km。根据业主要求及北京市科委关于纵向轨枕科研项目(项目名称:轨道交通纵向轨枕关键技术研究与工程示范项目编号:Z11111007420000)的需要,决定在北京地铁 6 号线一期工程铺设纵向轨枕轨道结构试验段。纵向轨枕轨道结构铺设于需采取高等减振措施的地段,里程范围为 ZK1+448.738~ZK1+897.5 和 YK1+450.108~900.15,共计 898.804 单线米。1.3 城市轨道交通经常穿梭于闹市区,轮轨接触、空气动力、结构噪声经常对沿线居民造成困扰,所以城市轨道对减震降噪要求较高,而钢轨减震、道床吸音板、声屏障等可以降低轮轨噪声4—8dB(A) 左右,但皆不能解决桥梁和建筑物振动产生的结构噪声。而钢弹簧浮置板造价高,多用于特殊地段。纵向轨枕由钢轨、扣件、纵向轨枕、枕下弹性材料、高度调整垫层(或支座)组成。改用大预应力混凝土纵梁连续支撑和固定钢轨,左右的纵梁之间采用混凝土系梁进行横向刚性连接,组成“ 框架形” 一体化轨枕结构从而构成纵向轨枕系统。既具有纵向刚度的轨下基础,改变了传统的横向轨枕间隔放置来支承钢轨的特征及特性,又形成了复合轨道结构。纵向轨枕减少轮轨冲击力,轨道系统整体优化,降低系统维修量;在发挥减振降噪效果的同时提高乘坐舒适性;适应中高速轨道系统要求;养护维修方便及施工方便。纵向轨枕整体道床图暗挖区间直线段安装图2 工法特点本工法主要针对城市轨道纵向轨枕整体道床。由于纵向轨枕整体道床特殊性,可先浇筑基层混凝土。不受材料进场影响。施工简单,基层高度易于控制。由于城市轨道项目存在工期短的因素,本工法可分部施工,大大缩短施工总体时间。3 适用范围本工法主要适用于城市轨道纵向轨枕整体道床。4 工艺原理4.1 垫层标高控制一是利用轨道结构高度和基标测设数据推算出垫层结构高度,在钢筋加工和绑扎过程中充分考虑混凝土保护层厚度;二是利用在基底上埋设调节螺杆,形成“X”型交叉垫层混凝土标高控制网来控制垫层的精度。4.2 轨道调整技术采用了带轨底坡可调式钢轨支撑架、可调斜支撑,保证了轨道几何尺寸要求并且在曲线超高、平曲线、竖曲线的调整过程中,采用了特殊的调整方法,使轨道几何尺寸满足设计要求。4.3 轨排铺设技术在高架线成功利用了材料倒运架,解决了高架线材料倒运、作业空间狭小的问题,提高了散铺施工效率。地下线成功的利用现有工装设备完成纵向轨枕的铺设,解决了轨排吊装超重的问题。5 施工工艺流程及操作要点5.1 纵向轨枕整体道床施工工艺流程详见《纵向轨枕整体道床视功能工艺流程图》5.2 施工准备5.2.1 施工机具准备施工机具详见下表:纵向轨枕整体道床施工机具设备详见下表:序号 机具设备名称 单位 数量 备注1 铺轨龙门吊 台 3 地下线2 轨道牵引车 辆 1 地下线3 轨道平板车 辆 2 地下线4 走行轨(P24 ) 米 400×2=8005 走行轨支撑 套 5346 混凝土料斗 个 3 地下线7 钢轨支撑架(加长) 个 1208 斜支撑 套 2409 模板 双延米 20010 灌浆设备 套 211 直角道尺 把 212 万能道尺 把 213 高架倒运架 套 4 高架线14 汽车吊(50T) 台 1 高架线15 汽车泵 台 1 高架线16 砼罐车 台 若干 商砼城市轨道纵向轨枕施工工艺流程图基标复测凿毛、清理基标测设基底清理混凝土挡台位置测量放样及垫层标高测设垫层钢筋绑扎、调整、防迷流焊接预留挡台钢筋浇筑垫层混凝土轨排架设、精调灌注底部高强砂浆拆除钢轨支撑架浇筑混凝土挡台灌注挡台与轨枕间高强砂浆施工准备立模、两侧混凝土浇筑拆模、道床清理钢筋加工、运输混凝土养护轨排组装、运输混凝土养护5.2.2 人员配置纵向轨枕的施工中,根据施工作业面的情况,下列表中只列出一个班组的施工人员配置情况,详细每个工作面的施工人员配置情况见下表:“表 5-2:一个班组施工人员配置”表 5-2:一个班组施工人员配置5.3 施工方法5.3.1 施工准备对施工所需各施工机具进行检查,确保稳固、可靠、耐用。施工人员确保满足施工需要。施工前对施工人员进行安全、质量、技术交底。保证每名施工人员对自己各项工作做到心中有数。5.3.2 基标测设根据设计院提供控制基标,进行基标加密。基标设置在线路中心线。直线地段每 6 米1 个基标,曲线地段每 5 米 1 个基标。在基标设置处用红色油漆喷涂一个圆圈以方便查找,在隧道侧墙上(或桥梁防护板上 )相应位置也应标示出基标位置。施工过程中应注意加强对基标的保护工作。在基标布设完毕后对基底进行复测以轨面标高为基准线,先对轨道结构高度进行检测,基底高程不能超过设计值 20mm,超限地段及时联系土建单位进行整改。基标数据提供后,测量班及时进行铺轨基标进行复测工作。并根据纵向轨枕平面布置图测放混凝土凸台位置。5.3.3 基底清理、凿毛为确保纵向轨枕道床混凝土与结构底面有良好的联结,需将道床与结构底面的接触面序号 人 员 人数 负责内容1 现场副经理 1 负责现场施工协调工作2 技术主管 1 负责现场技术指导3 安全员 1 负责现场施工各项安全工作4 质检员 1 负责现场质量检查、监督工作5 材料员 2 负责现场物资材料及设备供应调配工作6 测量 4 负责现场施工放样测量工作7 线路工 2 负责现场轨道线路几何尺寸精调8 施工人员 98 各班组施工人员合计 110凿毛、将积水排出,并清理干净,保证新老混凝土有较强的粘贴力,确保整体道床施工质量。如果个别地段基底仰拱不规则或者垫层厚度略薄时,可采取在仰拱上植筋的方法以增加新老混凝土的整体性。高架线对预埋筋的位置和高程进行检查,对不符合设计要求的梁面预埋钢筋进行处理。5.3.4 垫层钢筋网铺设及绑扎根据轨面标高及基标数据实际结构高度推算出道床钢筋和凸台钢筋高度,确定垫层钢筋加工尺寸及模板高度,然后进行钢筋下料交底。钢筋交底时,要充分考虑曲线超高、钢筋保护层厚度等因素。铺设垫层钢筋时,严格按照设计图纸进行绑扎,并根据设计轨面标高推算出垫层顶面平面标高,按设计预留混凝土保护层,精确绑扎钢筋。将每块纵向轨枕混凝土挡台位置精确放样,根据放样结果绑扎挡台钢筋并预留。按照设计要求进行钢筋防迷流焊接和扁钢焊接。钢筋经监理检查合格后,才能安装模板。 (详见纵向轨枕道床钢筋示意图)纵向轨枕整体道床垫层钢筋示意图5.3.5 垫层混凝土浇筑道床表面与纵向轨枕间的隔离空隙应满足设计要求,任何情况下隔离空隙不得小于10mm。垫层混凝土的标高是质量控制重点。在本工法中,采用在基底上每隔 1.5 米埋设 2 对螺杆,通过在调节螺母在螺杆上的位置来确定垫层混凝土标高的方法。螺母高度确定后,再在螺母的高度位置用工程线将两个螺杆以“X”形状连接起来,形成垫层标高控制网,以确定两个螺杆之间的混凝土面标高。通过控制螺杆控制垫层混凝土标高,混凝土面应平整,并应有 1%的横向排水坡度。模板支立完成后,将道床砼表面线弹在模板上,模板侧面要支立牢固,防止发生涨模、跑模等现象。5.3.6 材料运输、堆放纵向轨枕运送至现场后对材料进行检查,尤其是纵向轨枕需对其平直度进行检测,检查合格后方可使用。纵向轨枕在运输及铺设过程中,应注意减振材料保护。现场堆放轨枕时,码放时应在纵向轨枕与基础之间、每层纵向轨枕之间放置方木,方木应不能放置在减振材料处。高架线施工中,直接将扣配件、轨枕运送至现场用汽车吊吊至梁面存放。5.3.7 轨排组装、架设5.3.7.1 高架线轨枕铺设前测量线路中心,确定纵向轨枕的起止位置。在基层上用墨线按照设计要求弹出每片纵向轨枕边框线。将先存放在梁面的扣配件、纵向轨枕组装成轨排,采用加长支撑架架设。在高架线的倒运过程中,我单位利用高架线自制的材料倒运架,将纵向轨枕及其他施工材料倒运,有效的解决了高架线材料倒运、作业空间狭小的问题。5.3.7.2 地下线纵向轨枕的标准板长度为 6.15m,单块板重约 3.9 t,一个 25m 标准轨排重量=轨枕+钢轨+ 扣配件+工装重量=18+3+1.2+0.5=20.3 t。目前地铁项目采用的基地龙门吊是 2 台 10 t 电动葫芦龙门吊,轨排重量 20.3 t>20 t 龙门吊吊装重量。根据此情况,采取半机铺、半散铺½á¹±ßÇ ½á¹±ßǽṱßǽṱßÇ垫 层 标 高 控 制 网 示 意 图的铺轨方式进行。即组装轨排时,不将 4 块纵向轨枕全部组装在钢轨上,先组装 3 块板的轨排,然后将这三块板轨排吊装至工作面后,将另外一块纵向轨枕再组装到轨排上。此方案解决了散铺进度较慢、机铺吊装超重的问题。a、在轨排组装过程中,严格遵守吊装规则,用吊装带吊住纵向轨枕的纵梁,将纵向轨枕吊装至对应位置上方,调整好轨枕缝隙,并放置于方木上。纵向轨枕的摆放顺序严格按照设计图纸中的平面布置图进行放置。b、按照图纸设计要求,将扣件安装于纵向轨枕上,并将钢轨固定于纵向轨枕上。c、轨排组装好后,用轨道车、平板车将纵向轨枕轨排运输至工作面。d、将散铺的一块纵向轨枕用铺轨龙门吊放置于设计位置。并将轨排落在指定位置,将该块纵向轨枕安装在轨排上。e、纵向轨枕轨排采用钢轨支撑架架设,铺轨龙门吊将纵向轨枕轨排放置于设计位置。架设纵向轨枕轨排时,应将支撑架的丝杆调整到同一适当高度,并应使钢轨高度稍高于设计高度,然后将已连接好的支撑架一同落放至已浇筑完成的垫层上。5.3.8 轨排调整5.3.8.1 轨排调整注意事项a、轨道超高设置当圆曲线前后设有缓和曲线时,在缓和曲线上设置超高顺坡;超高顺坡率应按设计超高顺坡率的要求进行超高顺坡。曲线的超高设置方式依据设计文件要求确定根据超高顺坡条件,计算出每块纵向轨枕两端应设的超高值,然后计算出每个扣件处的轨道超高值,通过纵向轨枕和扣件共同来调节。超高顺坡地段,计算出每块纵向轨枕前后两端应设的超高值,取其平均作为该纵向轨枕的预设超高,然后根据计算出的每组扣件处的超高值确定每组扣件内外侧需要抬高或降低的量,通过调高垫板使各扣件处超高的设置达到实际需要值;圆曲线地段,只需将纵向轨枕设置成所需超高即可。b、竖曲线地段设定竖曲线地段,通过扣件来调整轨面高程。如图 1 所示,纵向轨枕的两端中心线位于轨道竖曲线上,中间部分通过扣件调整,使轨面高程与竖曲线重合。在竖曲线地段,纵向轨枕轨道竖曲线的设定安装方法是:在指定位置的扣件下加装调高垫板,如图 2 所示。c、平曲线正矢平面曲线地段的钢轨偏移量通过扣件进行调整。轨枕内根据曲线偏移量已预埋好套管。曲线段处根据套管位置直接安装扣件。在轨排组装过程中,要注意轨枕的编号,以放置在相应得位置。5.3.8.2 轨排调整a、按照基标对纵向轨枕进行水平粗调,利用斜支撑进行方向调整,保证线路中心线在设计位置。曲线超高用超高垫片调整。b、在完成水平调整后,按照基标,对架设于支撑架上的纵向轨枕进行高度的精调。粗调时,应在纵向轨枕的两侧确定起点,同时使用小型液压千斤顶或铺轨龙门吊将纵向轨枕顶起后调整支撑架,每次起升高度不得大于5mm,以保持纵向轨枕的平稳。c、在轨排调整过程中,全部采用带轨底坡可调式钢轨支撑架,斜支撑均为自制螺旋可调式斜支撑。5.3.8.3 精度控制轨排调整完成后进入下道工序前,应检查轨道几何尺寸及纵向轨枕位置,使之满足下列要求:a、轨距偏差为+2,-1mm,变化率不大于 1‰;b、水平以一股钢为基准(曲线以内股为基准) ,按线路中心线处的设计轨面高程偏差为±5mm,且轨道水平差不得大于 2mm,在延长 6.25m 距离内,不得有大于 2mm 的三角坑;c、轨向以一股钢为轨基准(曲线以外股基准) ,距线路中心线的偏差为±2mm ,直线用10m 弦量,最大正矢不得大于 2mm,曲线用 20m 弦量,最大正矢偏差不得大于下表的数值。d、浇筑凸台、承轨台前曲线正矢允许偏差(mm)序号 曲线半径(m) 缓和曲线正矢与计算正矢差 圆曲线正矢差 圆曲线正矢最大最小差1 251 ~ 350 3 5 72 351~650 2 3 53 >650 1 2 3e、纵向轨枕的定位允许偏差(mm)序号 项目允许偏差(mm)检查数量1 中线位置 ±3每片枕的两端及中部,共 3处2 纵向轨枕纵向前后方向 ±10 每片枕的两端3 纵向轨枕横向左右方向 ±5 每片枕中部注:前后方向是相对纵向轨枕的规定位置而言;左右方向是相对轨道中心线位置而言。5.3.9 高强砂浆灌注高强砂浆采用配好的干粉,只需与水搅拌均匀后灌入砂浆袋。其凝固时间快,30 分钟初凝、2 小时可达 C20 混凝土强度, 24 小时后达 C40 混凝土强度。a、施工准备施工工具准备:搅拌器、搅拌桶、水桶、漏斗、量具。施工材料准备:砂浆、水、砂浆袋。b、基础清理清扫基础表面,不得有碎石、浮浆、灰尘、油污等杂物,表面不得有积水。
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