广深港客专高架桥道岔区无砟轨道设计及施工

王劲军

（广州铁路（集团）公司工务处，工程师，广东 广州 510088）

广深港客运专线广深段北起广州南站，向南经过东莞市进入深圳市，运营里程102.384 km，设计速度200 km/h及以上。该专线于2005年12月开工建设，2011年7月开始试运行。全线共设有5个车站，其中东涌、虎门、光明3个车站为高架车站，正线铺设18号无砟道岔24组，道岔区无砟轨道采用轨枕埋入式无砟轨道形式。

2006年开通的台湾高速铁路首次在桥上道岔区铺设无砟轨道，采用德国雷达2000型长枕埋入式无砟轨道形式［1］。武广高铁在桥上道岔区铺设轨枕埋入式无砟轨道［2、3］，并首次在郴州站雷大桥 18 号渡线道岔上铺设了岔区板式无砟轨道。沪宁城际也在桥上道岔区铺设了轨枕埋入式无砟轨道。由于桥上道岔区无砟轨道的受力和变形较复杂，其设计和施工技术难度也远大于路基岔区无砟轨道。因此，本文结合国内外道岔区无砟轨道应用和设计情况，针对广深港客运专线工程特点，对广深港客专高架桥上道岔区无砟轨道的结构选型、设计及施工要求进行研究。

1 无砟轨道结构选型

目前，桥上道岔区无砟轨道形式主要有轨枕埋入式无砟轨道和道岔区板式无砟轨道。这2种轨道形式各有优缺点，均在高速铁路工程得到应用，运营实践表明可满足高速铁路轨道平顺性和稳定性的要求。现对轨枕埋入式无砟轨道和道岔区板式无砟轨道进行技术经济比较，以确定合理的无砟轨道形式。

1.1 轨枕埋入式无砟轨道 桥上道岔区轨枕埋入式无砟轨道根据道床板下的支承结构，可分为桥面保护层型和底座型的轨枕埋入式无砟轨道。轨枕埋入式无砟轨道主要承载层为道床板和桥面保护层（或底座），道床板与桥面保护层（或底座）铺设中间隔离层，桥面保护层（或底座）上设限位装置保证道岔区轨道纵横向荷载的有效传递。

桥面保护层型的轨枕埋入式无砟轨道主要组成为钢轨、扣件、岔枕、钢筋混凝土道床板和带限位挡台的桥面保护层（如图1所示）。桥面保护层连续通长铺设在桥梁上，道床板采用分块设计。武广高速铁路桥上轨枕埋入式无砟轨道采用该结构形式，轨道结构高度为800 mm。

图1 桥面保护层型无砟轨道横断面图

底座型的轨枕埋入式无砟轨道主要组成为道岔、扣件、岔枕、钢筋混凝土道床板和分块钢筋混凝土底座（如图2所示）。底座与道床板采用分块结构，底座上设限位凹槽。沪宁城际桥上轨枕埋入式无砟轨道采用该结构形式，轨道结构高度为870mm。

图2 底座型式无砟轨道横断面图

1.2 道岔区板式无砟轨道 目前，桥上道岔区板式无砟轨道仅在武广高速铁路雷大桥上铺设过，其主要结构层为预制道岔板和连续底座板。底座板下设置滑动层，使底座与桥梁可以相对滑动以此可减小桥梁变形对轨道结构的影响，轨道两侧设置侧向挡块保证轨道水平荷载的传递。道岔区板式无砟轨道由上至下结构组成为钢轨、扣件系统、预制道岔板、砂浆垫层、底座板、滑动层、桥面加高层以及侧向挡块（如图3所示），轨面到梁顶的高度为800 mm。

图3 桥上道岔区板式无砟轨道横断面图

1.3 结构选型 轨枕埋入式无砟轨道采用长岔枕式设计，与有砟轨道具有良好的相通性，一根轨枕可布置多组扣件，且将带钢筋桁架的轨枕现浇在道床板中，整体性及稳定性好，适宜在道岔区使用。但其现场混凝土施工量较大，施工速度慢，可修复性较差。

岔区板式无砟轨道轨道板采用预制结构，保证了轨道结构的高精度，同时铺设预制道岔板时不需拼装道岔，可解决道岔供货不足与施工工期的矛盾。但道岔板需进行精确定位以确保道岔的最终铺设精度，因此对现场施工设备及施工技术的要求较高。同时，板式轨道道岔板为单元结构，相对轨枕埋入式无砟轨道整体性较差。

综上，轨枕埋入式无砟轨道具有更好的整体性、适应性和稳定性，技术更为成熟，而采用桥面保护层形式的轨枕埋入式无砟轨道可以减小轨道结构高度，降低造价。因此，广深港客运专线高架桥上道岔区无砟轨道，采用桥面保护层形式的轨枕埋入式无砟轨道。

2 轨枕埋入式无砟轨道设计

广深港客专桥上道岔区轨枕埋入式无砟轨道设计关键技术，主要包括道床板的分块设计、桥面保护层上限位挡台设计及无砟轨道与桥梁的连接设计。

2.1 道床板

2.1.1 设计关键 道岔区道床板结构设计以满足道岔正常工作为基础，同时考虑道床板受力合理性，并尽量减小设计施工难度。道床板采用整体设计可使道岔位于同一基本结构上，保证受力的整体性与一致性，但道床板太长将使得轨道结构受力及变形增大，增加道岔区结构受力的复杂性。因此，对道岔区道床板分块设计，首先应保证道岔转换设备位于同一道床板上，以减小道床板变形对道岔的不利影响，同时道床板长度应设置合理。

2.1.2 分块设计 岔区道床板采用C40混凝土现场浇注而成，厚400 mm，纵向上根据道岔轨枕的布置按43～66 m长度设置。桥上18号单开道岔道床板分为2个单元，每个单元长度约45 m。相邻道床板之间设横向伸缩缝，伸缩缝宽100 mm，伸缩缝根据岔枕铺设情况垂直于直股线路中心线布置，并位于2岔枕正中位置。桥上18号渡线道岔无砟轨道道床板划分为3个单元，单元长度分别为43 m、66 m、43 m。

2.2 限位挡台

2.2.1 设计关键 桥上道岔区无砟轨道纵横向荷载较大，为保证水平荷载的由道床板传递至下部结构，需在桥面保护层上设置限位挡台进行结构限位，同时限位挡台的垂直面上设置了弹性垫层，以适应道床板由于温度变化引起的收缩和伸长。

2.2.2 设计方法 桥面保护层及限位挡台设计桥面混凝土保护层采用C40混凝土在桥面现场浇注而成，保护层设计厚度140 mm。道岔区道床板与保护层之间设置“二布一膜”中间分隔层。中间分隔层由上下2层2.2 mm厚的聚丙烯土工布和中间1 mm厚的高密度聚乙烯薄膜（PE膜）组成。

桥上岔区轨枕埋入式无砟轨道每块道床板下，一般设置3个或4个横向凸型挡台以限制道床板的横向位移，沿道床板通长在道岔直股中心线布置一道纵向凸型挡台限制道床板的横向位移。

2.3 无砟轨道与桥梁连接

2.3.1 设计关键 为保证轨道水平荷载传递至桥梁，应在无砟轨道与桥梁间设置可靠连接。桥梁保护层在梁面上铺设钢筋后直接浇筑，将桥面保护层的预留钢筋与桥梁防撞墙浇筑成整体。所有从混凝土道床板传递到保护层的水平荷载（风荷载、摇摆力和纵向荷载等），都从该连接筋传递至桥梁。

2.3.2 连接方法 无砟轨道与桥梁连接桥面保护层的预留钢筋与桥梁防撞墙浇筑成整体，如图4所示。

图4 桥梁保护层与防撞墙的连接图示

3 轨枕埋入式无砟轨道施工

3.1 施工原则 客运专线桥上道岔区无砟施工应遵循“专业化、机械化、标准化”的原则，确保道岔铺设质量、满足客运专线建设总体工期要求的原则，根据施工现场工况条件，进行施工方案的技术经济比选。

3.2 施工方法 道岔铺设采用原位组装法［4］，岔区无砟轨道施工采用螺杆支撑法。主要施工装备有道岔组装平台、道岔支撑调整螺杆、吊装设备及配套吊具、道岔轨排移动平车、混凝土运输车、混凝土泵（车）、洒水车、螺栓紧固机、检测测量仪器等。施工基本工艺流程见图5。

图5 施工基本工艺流程图

3.3 桥面保护层及限位挡台施工 按设计安放保护层钢筋网及凸台钢筋网并绑扎，然后对纵横向接地钢筋的交叉点和搭接点按相关要求进行焊接，最后将保护层接地钢筋与防撞墙预留接地钢筋进行焊接。分段进行保护层混凝土灌注，保护层混凝土满足强度要求后进行凸台混凝土的施工。凸台混凝土满足强度要求后在保护层及凸台顶面铺设“二布一膜”，在凸台周围安装橡胶垫板和泡沫板，并用胶带纸封闭所有间隙。

3.4 道床板施工 按设计架设道床板钢筋网架设钢筋，同时对纵横向接地钢筋间交叉点和搭接地进行焊接，在其他纵横向钢筋交叉点，纵向钢筋与轨枕桁架下层钢筋交叉处以及纵向钢筋搭接处设置绝缘卡，上下层钢筋均应进行绝缘。道床板钢筋架设完后，应进行绝缘性能测试，确保钢筋绝缘措施符合要求。吊装道岔到位，粗调道岔状态，通过定位装置架设道岔，精调道岔几何形位［5］。架立混凝土模板，充分润湿既有混凝土和岔枕后进行道床板混凝土的灌注，道床板混凝土灌注后按设计要求进行抹面。混凝土达到设计强度的75%前，禁止在道床上行车及碰撞轨枕。道床板混凝土施工完后，进行道岔内钢轨焊接及无缝线路的锁定。

3.5 施工注意事项

1）道岔在运输、装卸、存放和铺设过程中，应保证道岔部件不变形、不受损。道岔铺设应采用配套设备机械化施工。

2）道岔支撑系统应稳固，具有一定的强度和刚度。

3）道岔组装完成后，电务单位应及时安装调试电务转换设备，并进行工电联合调试，保证道岔转换设备运转正确。

4）道岔铺设精调后，应再次进行工电联调。经工务、电务和监理单位共同检查道岔铺设质量，符合相关技术条件规定并签字确认后，方可进行道床板混凝土施工。

5）铺岔完成，经自检、电务互检合格后，电务应及时安装转辙及锁闭装置。安装转辙装置时，工务、电务部门应配合施工。转换设备未安装前，应用钩锁器固定尖轨、心轨，直向限速15 km/h通过，侧向不宜通过工程列车。

4 结束语

本文结合国内外道岔区无砟轨道设计及应用情况，从轨道结构的适应性、施工性、经济性等方面，比较分析了目前桥上道岔区，无砟轨道主要结构形式中的道岔区轨枕埋入式无砟轨道和道岔区板式无砟轨道，论证广深港客专高架站桥上道岔区无砟轨道采用轨枕埋入式无砟轨道的合理性。并对其道床板的分块设计、桥面保护层上限位挡台设计及无砟轨道与桥梁的连接设计等关键设计技术进行了研究分析。还在此基础上对桥上道岔区轨枕埋入式无砟轨道的具体结构设计和施工方法进行了介绍。该设计和施工方法已在广深港客专高架桥上道岔区无砟轨道上运用，取得了较好的效果。

［1］赵国堂.高速铁路无碴轨道结构［M］.北京：中国铁道出版社，2006

［2］崔国庆.国产道岔区无砟轨道结构设计研究［J］.科技创业月刊，2009（8）：152-153

［3］田春香，颜华.高速铁路岔区无砟轨道选型分析［J］.高速铁路技术，2010（1）：46-49

［4］薛世龙.客运专线岔区无碴轨道施工技术［J］.铁道建筑，2006（8）：101-103

［5］苏兴，赵代强，钱振地.长枕埋入式无碴轨道道床板精确控制测量施工技术［J］.铁道工程学报，2005（1）：8-101