【摘要】介紹北京城鐵整體道床施工方法—墩架法及其主要施工機(jī)具,簡要分析無縫線路冬季和夏季施工時(shí)整體道床裂紋增多的原因并提出相應(yīng)解決辦法。
【關(guān)鍵詞】整體道床 墩架法 無縫線路 冬季施工
1 整體道床施工工藝流程
北京城鐵(西直門—東直門) 整體道床軌道部分主要分布在隧道、車站及高架橋上。全線共有兩處地下隧道、16 個(gè)車站、9 座高架橋共22156 km(單線延長) 。高架橋線間距為316 m , 軌道形式主要為超長無縫線路。高架橋上整體道床的施工必須考慮以下問題: ① 降低工程成本; ② 提高工程質(zhì)量; ③ 施工場地狹窄; ④ 冬季施工; ⑤ 施工方法選擇。經(jīng)過多方論證以及結(jié)合復(fù)八線的施工經(jīng)驗(yàn),決定采用墩架法施工。
工藝流程: ① 用軌道車聯(lián)掛平板車,將軌料運(yùn)送至施工地點(diǎn)。② 待鋼軌撥到位后,做好鋪軌基標(biāo)。③ 采用人工方法按基標(biāo)進(jìn)行架軌、安裝混凝土短軌枕、調(diào)軌。④ 檢查鋪軌質(zhì)量達(dá)到鋪軌精度后灌注支承墩。⑤ 人工拆除鋼軌支撐架并安裝接觸軌底座。⑥ 再一次檢查鋪軌質(zhì)量,各種設(shè)備安裝準(zhǔn)確后灌注道床混凝土并養(yǎng)生。⑦ 軌道車聯(lián)掛平板車放置軌料并配合人工安裝接觸軌。⑧ 全線無縫線路進(jìn)行應(yīng)力放散,采用人工的方法對鋪設(shè)的線路進(jìn)行全面質(zhì)量檢查。
2 整體道床施工的關(guān)鍵技術(shù)
(1) 施工機(jī)具:因隧道空間較小,高架橋上線間距也只有316 m , 施工場地狹窄, 不適合用大型施工機(jī)具,所以需自行設(shè)計(jì)適用于工作面極狹窄時(shí)使用的鋼軌支撐架、三軌吊架及L 尺進(jìn)行施工。無縫線路應(yīng)力放散時(shí)采用聚四氟乙烯塊,聚四氟乙烯塊與鋼軌的磨擦系數(shù)小,可減少無縫線路放散時(shí)的拉力。
(2) 施工程序:無縫線路整體道床地段施工采取先中間后兩頭,減少因?yàn)闅鉁氐淖兓率逛撥壣炜s而拉裂混凝土支承墩。
(3) 支承墩位置:直線地段采用每隔3 m 設(shè)一對支承墩,曲線地段每隔215 m 設(shè)一對支承墩,支承墩要求相對布置,緊靠吊軌支撐架,普通線路地段應(yīng)盡量保證鋼軌接頭處布置支承墩。
3 工程實(shí)例
采用該施工方法施工的城鐵西線現(xiàn)已通車運(yùn)營, 現(xiàn)以八達(dá)嶺高架橋整體道床施工為例對本方法進(jìn)行闡述。
3.1 工程概況及天氣情況
八達(dá)嶺高架橋長度為1.214 km , 與長度為1.615 km 的隧道及路塹相連,全長為21829 km , 全部為整體道床無縫線路。用軌道車把廠制長軌條運(yùn)送至施工現(xiàn)場,現(xiàn)場用小型氣壓焊把廠制長軌條焊接成設(shè)計(jì)要求的長度,只有整體道床與碎石道床交界處沒有焊接, (待整體道床混凝土養(yǎng)生完畢后在現(xiàn)場用鋁熱焊焊接) 。整體道床架軌施工時(shí)間從12 月份開始貫穿整個(gè)冬季。白天與晚上的溫度變化大,總長度為21829 km 的長軌條伸縮變化量較大。
3.2 軌道鋪設(shè)施工機(jī)具的選用
自行設(shè)計(jì)鋼軌支撐架,用于支撐鋼軌、全部聯(lián)接零件、扣件, 還能夠調(diào)整軌道的幾何尺寸。自行設(shè)計(jì)L 尺,用于根據(jù)基標(biāo)調(diào)整軌道幾何尺寸。自行設(shè)計(jì)三軌吊架,用于調(diào)整三軌安裝時(shí)的三軌幾何尺寸。利用支撐架和L 尺能保證軌道在灌注混凝土支承墩前達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其余所需工具采用鐵路現(xiàn)有施工機(jī)具即可。3.3 施工方法的比選
鋼軌支撐架能起到支撐鋼軌及所有聯(lián)接零件的作用,同時(shí)能保證軌道的軌距、方向、水平等幾何狀態(tài)。而L 尺能使線路軌道的高程保證±1 mm 的精度。由于曲線部份是整個(gè)軌道鋪設(shè)調(diào)軌的關(guān)鍵工程,特別介紹如下。
3.3.1 曲線部位軌道鋪設(shè)調(diào)軌介紹
(1) 以基準(zhǔn)股為基準(zhǔn),參照鋪軌圖進(jìn)行線路粗調(diào):
① 接收基標(biāo)后應(yīng)檢查基標(biāo)的完好性。② 把控制基標(biāo)用油漆引出,標(biāo)在灌注混凝土后不被掩埋處,同時(shí)用油漆標(biāo)于鋼軌外側(cè)。③ 將加密基標(biāo)點(diǎn)高程用石筆標(biāo)于相應(yīng)鋼軌面上。④ 調(diào)整軌道的大致方向、水平。
(2) 粗調(diào)鋼軌后可以進(jìn)行鐵墊板及短軌枕的安裝。
(3) 方正鋼軌接頭,進(jìn)行鋸軌。
(4) 短軌枕安裝完后進(jìn)行第一次精調(diào): ① 按照鋪軌綜合圖將曲線相對應(yīng)的基標(biāo)點(diǎn)處的超高用石筆標(biāo)于鋼軌底部。② 以基準(zhǔn)股為基準(zhǔn),按照基標(biāo)將線路的方向調(diào)整到位。③ 以基準(zhǔn)股為基準(zhǔn),在曲線下股道尺處墊上與超高值等高的墊塊。④ 以基準(zhǔn)股為基準(zhǔn),根據(jù)鋪軌綜合圖設(shè)置超高。
(5) 按照設(shè)計(jì)用繩正法整正曲線進(jìn)行第二次精調(diào):
① 將曲線的正矢點(diǎn)用油漆(白底紅三角) 標(biāo)在曲線上股外側(cè)。② 將各正矢點(diǎn)的正矢標(biāo)于軌腰上(白底紅字) 。③ 按照標(biāo)準(zhǔn)整正曲線。
(6) 綜合曲線超高、方向整正,進(jìn)行第三次精調(diào)。
(7) 精調(diào)完畢后用目測整正線路的死彎、碎彎、小坑。
(8) 檢查軌道幾何尺寸,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整正。
(9) 填好軌道幾何尺寸及相應(yīng)原始記錄,上報(bào)隱
檢。圖1 、圖2 為用L 尺和道尺調(diào)整軌道算法圖示:
圖1 道尺、L 尺調(diào)整軌道計(jì)算方法圖
圖2 道尺、
L 尺調(diào)整軌道計(jì)算方法圖
以設(shè)計(jì)超高120 mm 為例,見圖2 :
第一步,按設(shè)計(jì)h = 120 mma(2040 -263) = b263 , 即a = 6.757 b 。按設(shè)計(jì)a = 120 , 求得b = 17.76 , 左股降120 mm , h = 120 -17.76 = 102.24(mm) 。第二步,按圖1 , 同樣以設(shè)計(jì)超高120 mm 為例,兼顧圖2 可得: b = 17. 76 a263 = bΠ1777 即b = 6.757 a 求得a = 2163 右股抬17.76 mm h = 102. 24 + 17. 76 -2. 63 = 117.37(mm)
a = 2.63 b = 0.39 左股降2.63 mm
h = 117.37 + 2.63 -0.39 = 119.61(mm)
據(jù)此調(diào)整高程即可。道尺調(diào)整方法與此種方法類似,但施工效率低,延誤工期。我們建議采用L 尺調(diào)整曲線。
3.3.2 冬季施工需注意事項(xiàng)
八達(dá)嶺高架橋整體道床左線架軌是從兩頭向中間施工,導(dǎo)致長軌條在中部地段出現(xiàn)嚴(yán)重的脹軌跑道現(xiàn)象(未灌注混凝土支承墩) 。軌道偏離中心線最大達(dá)1.15 m 。最后只好把此處鋸開重新鋪設(shè),然后用鋁熱焊焊接。左線兩頭部分支承墩出現(xiàn)了裂縫。為了減少混凝土支承墩的裂縫產(chǎn)生及減少現(xiàn)場鋁熱焊焊頭,在清河高架橋上我們曾采用松開支承墩扣件使鋼軌自由伸縮以避免拉裂混凝土支承墩,但這種方法在灌注混凝土道床時(shí)軌道幾何尺寸變化較大,全線要進(jìn)行一次整治,影響施工進(jìn)度。右線施工時(shí)我們采用從長軌條中間向兩端分段施工:先把線路分成三段從中間開始施工,待中部整體道床混凝土灌注完畢后再進(jìn)行兩端的施工,由于中間線路長度要比兩端長度長,這樣便克服了施工中遇到的問題。此后剩余線路中全部采用這種方法施工。
3.4 施工方法優(yōu)點(diǎn)
城鐵整體道床的施工方法克服了現(xiàn)場工作面狹窄、長距離施工問題,由于減少現(xiàn)場鋁熱焊接頭而減少了整體道床裂縫,縮短了工期,提高了鋪軌質(zhì)量。開發(fā)了新的施工機(jī)具,降低了施工成本,較傳統(tǒng)方法邁進(jìn)了一大步。
4 結(jié)論
整體道床的施工工藝經(jīng)過幾十年的發(fā)展,從理論基礎(chǔ)、施工機(jī)具和工程施工等多方面都取得了極大的發(fā)展。北京地鐵已研制出一套完整的、適用城鐵施工特點(diǎn)的施工機(jī)具,逐步形成了一套較完整的、實(shí)際操作性強(qiáng)的施工工藝和施工技術(shù),為將來隧道及高架橋無縫線路整體道床施工探索出安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的施工方法。
