吉隆坡安邦轻轨轨道工程施工技术与装备研究

王 浩

(中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600)

吉隆坡安邦轻轨轨道工程施工技术与装备研究

王 浩

(中铁第五勘察设计院集团有限公司,北京 102600)

吉隆坡安邦轻轨延伸线轨道工程技术条件复杂,曲线多、半径小,应用城市轨道交通130 m小半径曲线无砟轨道施工技术与装备,解决无枕式130 m小半径曲线无砟轨道施工技术难题,总结小半径曲线轨排的组装工艺,实现复杂断面多规格道床模板的架设,高精度、高质量、高效率地完成安邦线轨道工程施工。

轻轨；无砟轨道；无枕式；小半径曲线；轨道调整

1 工程概况

马来西亚首都吉隆坡轨道交通比较发达，目前有3种轨道交通，分别是轻轨(LRT)、单轨(monorail)和电联(KTM)。为进一步完善轨道交通网络，目前正在修建安邦轻轨延伸线、梳邦轻轨等。其中，安邦轻轨延伸线项目位于市区西南部，建成后将连接吉隆坡既有轻轨AMPANG线和KELANA JAYA线，极大地完善吉隆坡巴生河流域轻轨交通系统。

安邦轻轨延伸线全线总长18.048 km，线路起点连接既有安邦线，有80 m路基段，其余全部为高架线，全线采用无枕式无砟轨道。轨道工程采用欧洲标准建设，承包模式为设计施工总承包。针对安邦轻轨延伸线的施工难点，研究开发了130 m小半径曲线轨道工程施工技术与装备，实现了该线130 m小半径曲线无枕式无砟轨道工程施工，为国内城市轨道交通建设领域线路选线、轨道工程设计施工提供借鉴，扩大了选线及轨道设计范围。

2 安邦轻轨延伸线无砟轨道施工难点

(1)平曲线半径小

城市轨道交通网的规划中，最小平曲线半径是线路设计的主要技术标准之一，对轨道交通线路的造价、运营速度、养护维修量和运营支出有很大的影响。平曲线半径过小，不能满足高速列车行车舒适性的要求，平曲线半径过大，又会增加建设工程投资。

目前，我国的轨道交通建设领域中采用的最小曲线半径相对较大，主要是受早期的施工技术、运营车辆等限制，导致我国轨道交通建设领域目前在建的一些轨道交通正线的最小曲线半径在300 m甚至400 m以上。其主要理由是改善运营条件，降低运营成本。在国外的城市轨道交通线路，没有统一的最小平曲线半径标准，线路曲线半径一般设置较小。纽约地铁的最小曲线半径为107 m，芝加哥和波士顿地铁为100 m；日本东京、大阪等城市的地铁线路最小曲线半径大部分不足200 m；巴黎地铁的最小曲线半径仅为75 m[1-5]。

马来西亚安邦轻轨延伸线由于全线采用高架线路，且受城市建设影响，线路平面、纵断面变化复杂，平曲线半径设置较多，且曲线半径较小，全线共设置37处平曲线，且低于300 m的小曲线有15处，其中，5处低于150 m，最小曲线半径133 m。

(2)道床断面复杂

安邦线无砟轨道采用无枕式无砟轨道结构，轨道采用1 435 mm标准轨距，钢轨设置1∶40轨底坡，采用VOSSLOH扣件系统，主要由道钉、套管、垫片、弹条、轨距挡板、垫板、基座等部分组成，基座埋入道床深度为10 mm。

无砟轨道采用对置式L形断面，直线段无砟轨道断面如图1所示。由于梁面设置2.5%的排水坡，每根钢轨下设置高度分别为322、259 mm的道床，道床外侧设置206 mm高的列车脱轨安全挡墙。

图1 直线段无砟轨道断面 (单位：mm)

曲线段道床采取外轨抬高方式，最大曲线超高150 mm，由于曲线地段道床随外轨抬高整体偏转，造成道床侧面与梁面发生偏角变化，缓和曲线道床断面为高度连续变化的同时伴随侧面偏角变化的复杂情况。曲线段无砟轨道断面见图2。

图2 曲线段无砟轨道断面(单位：mm)

(3)道床长度规格多

安邦线无砟轨道道床平面布置情况也较为复杂，首先由于在城市内部采取高架方式，跨越既有道路、河流等情况较多，桥梁跨度规格多，不同跨桥梁上无砟轨道平面规格多种。以36 m梁为例，设置无砟轨道道床长度有3 300、3 050、2 975 mm 3种规格。如果考虑其他跨度梁型，无砟轨道道床长度规格更多。

(4)机具架设条件不利

由于马来西亚城市轨道交通工程施工承包方式与国内不同，线下工程与轨道工程分属不同总承包单位，因此造成无砟轨道施工与线下施工单位协调困难。无砟轨道施工不能影响已经完成施工的桥梁等相关设施。要求无砟轨道施工必须不能改变梁面现状，对无砟轨道的施工机具架设等造成一定困难，施工机具的设计必须结合梁面实际情况考虑梁面无损支撑体系。桥梁及道床断面见图3。

图3 桥梁及道床断面

无砟轨道施工前的梁面现状见图4，梁面上主要存在双线的8列门形钢筋，门形钢筋高度100 mm，宽度165 mm，纵向间距200 mm。两侧防护墙内侧面距离8640 mm，防护墙高度600 mm，墙上设置高500 mm的钢制防护栏[6]。

图4 梁面现状

3 130 m小半径曲线轨道工程施工技术

结合吉隆坡安邦轻轨延伸线轨道工程的实际特点，特别是是曲线多、半径小、道床断面复杂等施工难点，在长钢轨直铺法技术基础上，研究开发130 m小半径曲线轨道工程施工技术与装备，以满足轨道工程施工需要。施工技术主要由250 m长钢轨焊接及布置、无砟轨道施工、无缝线路焊接等组成。

3.1 250 m长钢轨焊接及布置

250 m长钢轨焊接首先按全线施工里程、施工环境、交通状况等布置若干个长钢轨焊接场地，并与桥梁设计单位沟通，确认桥梁荷载情况。将标准25 m轨节运输至长钢轨焊接场地附近，利用汽车吊等起重设备将标准25 m轨节倒运至桥上存放，存放数量按双线无砟轨道里程计算配置。

250 m长钢轨焊接采用闪光接触焊轨机组焊接，将闪光接触焊轨机吊运至焊轨基地，按照组装程序进行设备组装，并进行全面调试。确认设备一切正常后将待焊轨按照规定的检验要求焊接进行型式试验，确定焊接参数合格后开始正式施工。严格按照长钢轨闪光接触焊焊接操作规程进行长钢轨焊接，焊后进行焊缝正火、焊缝打磨矫直、焊缝探伤等操作，合格后进行下一接头焊接。 250 m长钢轨焊接完成后，采用走行小车辅助支撑，拖拉机牵引至待铺地点，每250 m布置4根长钢轨，桥梁中线两侧各存放2根。钢轨沿线路布置由远及近，顺序布置。

3.2 无砟轨道施工

计划施工里程内长钢轨布置达到计划要求时，开展无砟轨道施工，无砟轨道施工严格按照施工流程进行。

(1)施工准备

施工前必须完成桥梁工程的验收、测量控制点布设及复测、混凝土配合比试验、无砟轨道施工条件检查评估等工作。

(2)作业面清理

将无砟轨道与桥面的接触面凿毛、积水排出，并清理干净，清除浮砟及碎片，保证新老混凝土的粘贴力。对预埋门形筋逐个检查，按要求扶正，并进行除锈处理。

(3)测量放线

轨道施工采用测量控制网及轨检小车体系，通过测量控制点每隔10 m测放出轨道中线控制点，曲线地段根据曲线半径的大小进行加密设置，曲线起止点、缓圆点、圆缓点、变坡点各设1个，用红油漆标识，以轨道中心控制点为基准测放出基准轨参考线、模板参考线等。

(4)钢筋绑扎

无砟轨道钢筋笼采用工厂集中下料、加工，现场利用钢筋绑扎胎具按图纸要求进行钢筋散布、人工绑扎成型的作业方式。钢筋笼绑扎完成后，布置在铺设地点，钢筋笼下设置混凝土垫块保证混凝土最小保护层厚的要求。

(5)多功能轨道调整器架设

多功能轨道调整器在施工完成经拆散后通过轨道运输车运送至轨排组装地点，按线路走向以3.0 m间距摆放多功能轨道调整器组件并进行组装架设，曲线段适当加密架设间距。

多功能轨道调整器组装完成后，依靠辅助支撑可独立保持稳定，并通过架设两侧轨向撑杆进行粗略调整锁定。

(6)基准轨架设调整

架设第1根250 m长钢轨作为轨排组装基准轨，基准轨通过钢轨吊装门架从存放地吊运至多功能轨道调整器相应钢轨托盘上方，确定轨端位置后将钢轨轻放至钢轨托盘上。 曲线段先落钢轨一端，取得多功能轨道调整器支撑后，轻推长钢轨顺序到位，充分利用钢轨的侧向柔度，形成曲线钢轨。

将带有螺栓的卡槽螺母按要求安装在钢轨两侧，参考基准轨参考线将钢轨大致调至钢轨托盘中间，两侧锁定，并压紧钢轨与托盘。锁定时需保证钢轨直线或曲线线形。

(7)随动轨架设调整

将第2根250 m长钢轨通过钢轨吊装门架从存放地吊运至多功能轨道调整器相应钢轨托盘上方，确定轨端位置后将长钢轨轻放至钢轨托盘上。

将带有螺栓的卡槽螺母按要求安装在钢轨两侧，使用轨距尺指导调整锁定距离，通过螺杆调整好轨距后两侧锁定，并压紧钢轨与托盘贴合面，保证轨底坡设置正确。

轨排组装完成后，以测设的轨道参考线为基准，借助于铅垂、轨距尺等，通过轨向撑杆、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设计要求。

(8)模板架设

确定架设的模板及位置后，首先按模板边线顺序铺设联接纵模板并支撑，然后按横模板边线摆放横模板，横模板摆放好位置后，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与混凝土支撑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。

(9)扣件组装

在组装完成的轨排长钢轨上按设计轨枕间距画出轨枕安装位置，按要求安装扣件系统，扣件的组装必须严格按照扣件安装说明进行。扣件安装时保证扣件底板的轨底坡度正确性。

(10)轨道精调

全站仪按相关规程设站，将轨检小车置于待调轨排的轨道上，安装好棱镜。轨检小车自动测量轨距、高程、水平等参数，指导轨道状态调整。

轨道精调时，由于轨排支撑体系的刚性连动，调整工作往往需要反复调整才能达到要求。调整原则采用先中线后高程、先整体后局部的顺序，利用专用开口扳手调节轨向撑杆与高程调节螺杆，分别调整轨道中线、轨道高程及水平等，左右各配2名操作人员。调整高程螺柱时要缓慢进行，旋转120°为高程变化1 mm。

(11)混凝土浇筑

浇筑混凝土前，进行轨道参数检测，确认符合验收标准后进行道床混凝土浇筑施工。道床混凝土由混凝土运输车运输至浇筑位置桥下便道后，利用混凝土泵车泵送入模或料斗倒运入模。利用插入式振捣器振捣并加强钢轨托盘、扣件垫板底部及周围混凝土的捣固，道床表面抹平，及时喷洒养护剂。

(12)道床养生

混凝土浇筑完成后12～18 h，进行道床洒水养护处理，养护时间一般不少于7 d。根据情况确定是否增加覆盖帆布。

(13)施工机具拆除

道床混凝土强度达标后，拆除轨道调整器及道床模板，拆除多功能轨道调整器时注意保护无砟轨道混凝土表面。将拆除后的施工机具利用轨道运输车倒运至下一处清理检查后待用。

3.3 无缝线路焊接

无砟轨道施工完成后，由于道床施工完成，L形道床结构的挡墙不满足移动式闪光焊接的操作空间要求，利用铝热焊技术完成无缝钢轨的焊接，最终形成无缝线路[7-10]。

4 130 m小半径曲线轨道工程施工装备(表1)

结合安邦轻轨延伸线130 m小半径曲线轨道工程施工技术，研发配套施工装备。其中，除长钢轨焊接机采用闪光接触焊机、牵引输送采用拖拉机、混凝土施工采用混凝土运输车、混凝土泵车外，其他施工装备均需配套研发，主要包括轨排组装调整体系的多功能轨道调整器、长钢轨吊装的轻型门架、道床成型的模板及支撑体系、长钢轨运轨小车、施工机具倒运的轨道运输车等。

表1 130 m小曲线轨道工程单作业面施工装备

4.1 多功能轨道调整器

多功能轨道调整器是组装、调整、锁定轨排体系的主要施工机具。由于测量体系的限制，采用下承式托架、外置式支腿、设轨底坡的钢轨托盘、快装卡槽螺母等结构设计。主要由中托架、钢轨托盘、侧托架、支腿、高程螺杆、横向支撑、辅助支撑及卡槽螺母等组成。如图5所示。

图5 多功能轨道调整器组成

多功能轨道调整器采用跨线下承式结构设计，高程调节支腿、轨向撑杆设置在无砟轨道外侧，在保证托架刚度的同时，提高了钢轨锁定的可靠性，减少了支腿设置在无砟轨道内部产生的二次封堵施工。

钢轨调整锁定机构采取快装、快拆结构，无级调整螺栓调整钢轨位置，调整精度高，锁定可靠。钢轨托盘上钢轨调整量为±10 mm，装有调整螺栓的卡槽螺母可在中托架、侧托架上快速装拆。卡槽螺母有2种结构形式，一种只提供横向调整锁定螺纹孔，另一种提供横向调整、锁定及竖向锁定螺纹孔。钢轨托盘顶面设置轨底坡保证坡度，该坡度设置的具体数值为通过有限元分析，综合考虑结构变形影响后确定的修正值，保证钢轨轨底坡的实现。

4.2 道床模板体系

道床模板及支撑体系由统一长度规格的纵模板、横模板、外侧支撑、中间支撑及模板联接件等组成，外侧支撑将支撑力传递到桥梁防护墙以及相邻线路的门形筋或道床侧面，形成稳定的支撑体系，避免了对梁面混凝土的破坏。模板体系见图6。

图6 模板体系

由于安邦轻轨延伸线无砟轨道道床长度规格多，纵横模板之间采用卡板连接，实现纵向模板连续铺设，横模板可在纵模板之间任意位置安装，实现相应规格的道床施工，减少了模板种类。横模板下部设置调整螺栓，调整好横模板高程及倾斜角后，通过纵向模板撑杆将纵、横模板顶紧，并通过模板联接座将纵、横模板联接固定。

5 结语

结合吉隆坡安邦轻轨延伸线轨道工程施工实际情况，针对线路曲线多、半径小、道床结构复杂等工程特点，研发的130 m小半径曲线轨道工程施工技术及装备，解决了该线轨道工程施工难题。

(1)采用多功能轨道调整器先后架设250 m长钢轨，形成小曲线轨排的现浇式无砟轨道施工技术，解决了130 m及以上的小半径曲线无砟轨道施工难题，曲线轨道圆顺性好，施工精度高。

(2)多功能轨道调整器采用外置式支腿及快速安装调整机构，满足采用轨检小车的测量体系要求，提高了轨排架设系统的稳定性及调整效率。

(3)采用组合式钢模板及卡板联接结构，减少了道床断面复杂、长度规格多引起的模板规格种类，降低了施工操作难度，减化了施工工序。

吉隆坡安邦轻轨延伸线130 m小半径曲线轨道工程施工技术及装备解决了该线曲线半径小、道床断面复杂的施工难题，高质量、高精度、高效率完成了轨道工程施工。该套技术已经通过科技成果评审，总体达到国际先进水平，为国内外城市轨道交通领域类似的小曲线轨道工程施工提供了施工技术与装备借鉴，具有一定的推广应用价值。

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Research on Construction Technology and Equipment for Track Engineering of Ampang LRT Line in Kuala Lumpur

WANG Hao

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

The Ampang LRT extension line in Kuala Lumpur is characteristic of complicated technical conditions with a great many small radius curves. The application of 130 m small curve ballastless track construction technology and equipment in urban rail transit helps solve the problems in 130 m small curve sleeperless and ballastless track construction. The assembly process of small curve rail is summarized and the erection of ballast bed templates of complex cross-section and different specifications is fulfilled to complete the Ampang LRT line construction in an accurate, high quality and efficient manner.

Light rail; Ballastless track; Sleeperless; Small-radius curve; Rail adjustment

2014-10-14；

2014-10-22

中铁五院科技研究开发计划课题(T5Y2013-B03)。

王 浩(1978—)，男，高级工程师，2002年毕业于华东交通大学机械设计制造及自动化专业，工学学士，E-mail：wanghao@t5y.cn。

1004-2954(2015)08-0043-04

U213.2+44

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.08.010