无枕式整体道床长钢轨直铺法施工技术研究

孙世豪

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 1026001)

无枕式整体道床长钢轨直铺法施工技术研究

孙世豪

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 1026001)

结合马来西亚吉隆坡安邦轻轨延伸线项目，详细介绍一种无枕式整体道床长钢轨直铺法施工的新技术，包括施工工艺流程、施工配套机具以及施工质量验收标准。无枕式整体道床配合长钢轨直铺法施工无需进行轨枕厂建设及轨枕生产，无需配置铺轨基地。道床施工与长轨铺设同步进行，有效压缩施工工期，降低工程造价，特别适合城市轨道交通中小半径曲线整体道床的施作。

城市轨道交通；整体道床；无枕式；小半径曲线

整体道床由于具有使用寿命长、列车运行平稳、免维修等特点，被广泛应用于城市轨道交通领域。城市轨道交通整体道床的结构形式较多，包括无枕式、短枕式、长枕式整体道床以及梯形整体道床等，不同结构形式的整体道床具有各自的特点，整体道床施工技术主要分为换铺法、直铺法[1-3]。其中，换铺法分为人工散铺法、短轨排换铺法；直铺法分为短轨排直铺法、长钢轨直铺法。随着我国城市轨道交通的快速发展及对城市周边环境保护意识的不断加强，对施工的质量、工期及环保方面的要求越来越高。长钢轨直铺法由于具有施工效率高、设备投资低、施工占地少等特点，特别适用于城市轨道交通高架桥梁的整体道床施工。结合马来西亚吉隆坡安邦轻轨延伸线无枕式整体道床施工，对长钢轨直铺施工技术及工艺进行详细介绍。

1 工程概况

马来西亚安邦轻轨延伸线为既有安邦轻轨的扩建线，项目自Sri Petaling开始起，至Putra Heights结束，线路正线总长度18.048 km，除起点段的80 m线路为路基段外其余全部为高架线，共设13座车站，均为高架站，另有车辆段1座。同时，既有线另一端SentulTimur站后延长120 m，承包模式为EPC(设计施工总承包)，采用欧洲标准建设。

2 安邦轻轨延伸线的线路技术特点

安邦轻轨延伸线工程线路条件复杂，具有曲线多、曲线半径小、道床结构复杂、轨下空间小等特点，主要技术标准如下。

正线线间距：4.26 m

正线最大坡度：4%

最小曲线半径：130 m

停车场最小曲线半径：50 m

最小竖曲线半径：1 500 m

最大曲线超高：150 m m

设计轴重：160 kN

最大运行速度：80 km/h

2.1 线路曲线多，曲线半径小

安邦轻轨延伸线经过地区为城市建成区，线路曲线多，曲线半径小。全线共设平曲线37处，竖曲线40处。最小平曲线半径130 m，最大超高150 mm，最小竖曲线半径1 500 m。其中，平曲线半径小于200 m的曲线有7处。

2.2 无枕式整体道床，新型扣件系统

整体道床采用无枕式整体道床结构，扣件采用VOSSLOH扣件系统，轨道施工时在钢轨上固定扣件系统，套管直接埋入道床混凝土，对施工技术要求较高，需要掌握好应力释放及轨排支撑系统拆除时间，避免应力释放及轨排支撑系统拆除过早对道床混凝土造成不利影响。如图1所示。

图1 安邦轻轨延伸线扣件系统

2.3 道床结构复杂，轨下空间小

安邦轻轨延伸线道床断面复杂，单线采用两列对置L形断面道床。单线需要配置6列纵向模板，其中2列为L形挡墙内侧模板，高度固定，其余4列由于需要设置梁面排水坡，高度均不相同；曲线超高段，道床断面随轨道整体偏转，道床侧面与梁面产生倾角，且道床侧面高度变化较大，模板高度随道床超高连续变化；轨下空间仅有30 mm，不利于轨排支撑系统架设及混凝土抹面。如图2、图3所示。

图2 直线段道床断面 (单位：mm)

图3 曲线段道床断面(单位：mm)

3 长钢轨直铺施工技术及工艺

将25 m钢轨倒运至桥上，利用闪光焊机将25 m钢轨焊接成100 m长钢轨，并顺序布置在桥梁中线处。采用轻型起重门架直接将100 m长钢轨吊至线路多功能轨道调整器上，进行轨排组装、轨排调整等。为保证轨道参数的精确，施工测量采用轨检小车测量系统，架设模板后进行混凝土浇筑。混凝土强度达标后进行施工机具拆除，后续进行长钢轨焊接形成无缝线路。

3.1 施工工艺流程(图4)

图4 施工工艺流程

3.2 施工工艺

3.2.1 施工准备

施工准备主要包括桥梁工程的验收、测量控制点布设及复测、混凝土配合比试验、整体道床铺设条件检查评估等。

3.2.2 作业面清理

进行整体道床施工前，为确保整体道床混凝土与桥面有良好的联结，需将桥面的接触面凿毛，将积水排出，使用高压风清除浮渣、灰尘及杂物，保证新老混凝土有较强的粘贴力，确保整体道床施工质量。对预埋筋进行逐个检查，按设计要求扶正，并对锈蚀的钢筋进行除锈。

3.2.3 测量放线

通过测量控制点每隔10 m在梁面上测放出轨道中线控制点，曲线地段轨道中线控制点5 m设置1个，曲线起止点、缓圆点、圆缓点、变坡点各设1个，以轨道中心控制点为基准放出基准轨参考线、模板控制边线(墨线标识)，按设计要求采用墨线定位出纵横向钢筋的位置。

3.2.4 钢筋绑扎

整体道床钢筋网采用在钢筋加工厂集中下料、加工，现场绑扎焊接成型的作业方式。纵向和横向钢筋按设计要求间距绑扎固定，并满足混凝土最小保护层厚度的要求。

3.2.5 轨排组装架设

(1)轨排组装

多功能轨道调整器从轨排拆除区拆散后通过运输车运送至组装地点，组装成整体后，摆放到相应位置，辅助支撑能保持多功能轨道调整器纵向稳定。多功能轨道调整器之间按间距2.5 m摆放[6]。使用起重门架横向吊运1根钢轨至轨排组装上方，与已经摆放好的多功能轨道调整器进行组装，组装时保证钢轨线形，作为轨排组装基准轨。再吊装第2根钢轨，以基准轨调整线形，组成整体轨排。

(2)轨排架设及扣件安装

轨排组装完成后，在每个支腿处架设轨向调节撑杆。同时按轨道平面图尺寸要求在钢轨上安装扣件系统，螺栓与套管之间按要求拧紧。

3.2.6 模板架设

检查模板平整度及模板清洗情况，涂刷脱模剂。确定好使用的模板及架设位置后，首先按模板边线顺序铺设联接纵模板并支撑，然后按横模板边线架设横模板，横模板调整好位置及高度后，纵模板支撑到位，压紧横模板，并与横模板联接。横模板两侧面板下部同混凝土支承块支撑到门型钢筋上，在横模板上架设挡墙内侧模板并支撑。

3.2.7 轨排粗调

轨排、模板组装架设完成后，以测设的轨道参考线为基准，借助于直角道尺、万能道尺等，通过轨向调节撑杆、高程调节螺杆对轨道中线、高程进行粗调。要求轨道目视顺直或圆顺，高程、轨距、水平及方向偏差均满足控制要求[4-6]。

直线段施工时，组装轨排时即调整好轨距，将多功能轨道调整器与轨道连接固定。曲线段施工需要粗调时调整好基准轨状态后进行轨距调节并固定。

粗调完成后，相邻两根长钢轨间用无孔连接板固定。

3.2.8 接地焊接

纵横向接地钢筋之间采用L形钢筋单面焊接，焊接长度符合验收要求；接地端子焊接在道床两侧接地钢筋上；接地端子与接地钢筋单面焊接不小于100 mm，双面焊不小于50 mm，接地端子螺纹套筒应与道床板侧面齐平。

绝缘电阻测试，检查绝缘卡安装是否良好，有无脱落、损坏现象，用兆欧表测量钢筋间绝缘数据，全部检查任意两根非接地钢筋间电阻必须达到2 MΩ以上。

3.2.9 轨排精调锁定

全站仪按规定设站完成后，将轨检小车放置于轨道上，安装棱镜。使用全站仪测量轨道状态测量仪棱镜。轨检小车自动测量轨距、超高、水平位置，指导轨道调整。

在轨道精调作业中，由于多功能轨道调整器调整时钢轨的刚性连动，调轨工作往往需要重复多次，反复调整，才能达到要求。轨道精调采用先中线后高程原则，采用专用开口扳手调节左右轨向锁定器，调整轨道中线，左右各配2人同时作业。用套筒扳手，旋转竖向螺柱，调整轨道水平、超高。调整螺柱时要缓慢进行，旋转120°为高程变化1 mm。

3.2.10 混凝土浇筑

浇筑道床混凝土前，应再次检测轨道几何尺寸，确认符合验收标准后方可浇筑混凝土。混凝土采用商品混凝土，由混凝土运输车运输至浇筑位置后，直接用汽车泵泵送入模。为确保施工连续性及混凝土施工质量，每个施工段的整体道床混凝土浇筑必须一次性完成。使用插入式振捣器振捣并加强扣件底部及周围混凝土的捣固，道床表面需抹面整平，及时喷洒混凝土养护剂。

3.2.11 道床养生及修整

混凝土浇筑完毕后12～18 h，进行洒水养护处理，养护时间一般不少于7 d。道床表面应平整。

3.2.12 轨道调整器及模板拆除

道床混凝土强度达到5 MPa后才能拆除多功能轨道调整器及模板体系。拆除多功能轨道调整器时注意保护道床混凝土面。拆除后的多功能轨道调整器及模板倒运至相应地点清理检查后待用，然后进入新的施工循环[7-12]。

4 长钢轨直铺施工技术配套机具设备

长钢轨直铺施工技术配套的主要施工设备见表1。

“一个人骗别人容易，可是骗自己难啊，小韵，悲剧，悲剧啊，从一开始就是悲剧，我不应该把你拉进我的悲剧世界啊……”龙斌彻心彻肺地大叫一声，抱住了竹韵的脖子，让她的脸贴到了自己的脸上，两人的泪水同时流淌出来和在一起，渗进了嘴里……

表1 长钢轨直铺法施工设备

4.1 多功能轨道调整器

多功能轨道调整器具有轨底坡保持；高度调整锁定；横向调整锁定功能。

图5为多功能轨道调整器单元，100 m长钢轨由40个多功能轨道调整器单元联接支撑，组成长轨排，进行轨道参数调整后锁定。多功能轨道调整器的结构形式、功能、稳定性等直接影响施工精度及工程质量。

图5 多功能轨道调整器单元结构示意

多功能轨道调整器采用下承式结构，竖向支撑设置在道床外侧，减少了后续混凝土修补施工，并使轨排系统具有稳定的横向调整及锁定功能。钢轨外侧支撑架设计成门形结构，避让挡墙，使L形挡墙同轨下道床主体一次施工完成。见图6。

图6 多功能轨道调整器施工

4.2 道床模板及支撑

模板及支撑体系由纵模板、横模板、模板支撑等组成，通过传力杆将支撑力传递到桥梁防护墙以及另一条线路的门形筋或道床侧面。如图7所示。

图7 模板系统断面

纵向模板统一长度为2.5 m，纵向连续顺铺，在相应位置设置横模板，横模板下部设置高度调整螺栓。直线段纵模板高度采用4种规格，曲线段增加2种规格的加高模板。不同超高段采用不同模板拼接方式，见表2。

表2 不同地段模板配置 mm

5 安邦轻轨延伸线整体道床施工质量控制

安邦轻轨延伸线采用欧洲标准建设，设计施工总承包方为建设精品工程，进一步提高了轨道施工质量验收标准。以下主要列举了与施工机具相关的质量控制标准。

5.1 轨排组装精度控制

多功能轨道调整器及轨排组装、调整过程是控制轨道状态的关键工序，表3为施工方执行的施工验收标准。

表3 轨排几何形位允许误差(施工标准)

注：表中a为钢轨支承点间距。

5.2 模板质量控制

模板型式较多，必须对模板质量及安装误差采取高标准控制。见表4。

表4 模板质量及安装允许偏差

6 结语

无枕式整体道床施工采用长钢轨直铺施工技术，解决了城市轨道交通桥梁上复杂道床断面施工以及小半径曲线施工等技术难题。在城市轨道交通建设中，无枕式整体道床配合长钢轨直铺法施工技术，避免了轨枕场建设、铺轨基地建设、后续的长钢轨铺设施工，降低了工程投资，解决了城市轨道交通中常见的小半径曲线施工技术难题，并已经在马来西亚安邦轻轨延伸线工程中得到充分验证。

[1] 王欣.城市轨道交通工程无缝线路铺设方法[J].城市轨道交通研究，2005(1)：74-76．

[2] 丁玉，丁静波.上海地铁11号线一期北段工程无缝线路换铺法技术方案可行性研究[J].铁道标准设计，2008(11)：3-4．

[3] 杨宝锋，车彦海.混凝土短轨枕式整体道床施工工艺及其改进[J].城市轨道交通研究，2007(6)：60-64．

[4] 马德胜，魏运生，刘江涛.北京市轨道交通昌平线无缝线路直铺施工工艺[J].铁道标准设计，2011(1)：84-87．

[5] 肖航飞.地铁车辆段库内整体道床轨道几何形位控制[J].山西建筑，2010(10)：290-291．

[6] 王青元.浅谈隧道内小半径曲线整体道床轨道几何形位控制[J].工程技术，2013(4)：202-203．

[7] 周厚联，李金良，丁淑霞.北京地铁5号线宋家庄停车场轨道铺装施工技术[J]. 铁道标准设计，2007(10)：95-98．

[8] 高智锋，朱勇坚.北京市轨道交通昌平线高架桥无枕式整体道床施工技术[J].铁道标准设计，2011(1)：88-93．

[9] 杨少玉，李宗江，李永.城市高架轨道整体道床施工[J].铁道标准设计，2003(8)：80-82.

[10] 张希海，李显实，罗小强.北京地铁10号线一次性浇筑地下线整体道床施工工艺[J].铁道标准设计，2008(7)：80-82.

[11] 杨宝锋，车彦海.混凝土短轨枕式整体道床施工工艺及其改进[J]. 铁道标准设计，2008(7)：80-82.

[12] 全顺喜，魏贤奎，王平.无砟轨道高低和方向不平顺控制方法探析[J].铁道标准设计，2012(2)：11-15.

[13] 张荣.关于地铁短轨枕整体道床轨道铺设[J].科技创新导报，2010(11)：56.

Research on the Construction of Long Rail Laid Directly on Sleeperless Monolithic Track Bed

Sun shihao

(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Beijing 102600, China)

This paper describes a new construction technique of long rail being laid directly on sleeperless monolithic track bed， including the construction process， the associated equipment and the acceptance standard for construction quality. Such technique requires no sleeper plant， no sleeper fabrication and no sleeper laying base. The construction of track bed proceeds along with track laying， which makes it possible to reduce construction time and cost， and proves applicable particularly to the construction of small-radius curve monolithic track bed in the urban mass transit．

Urban mass transit; Monolithic track bed; Sleeperless; Small-radius curve

2014-01-15；

：2014-02-10

孙世豪(1977—)，男，高级工程师，2000年毕业于石家庄铁

1004-2954(2014)10-0005-05

U213.2+41

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.10.002

道大学机械设计与制造专业。