长沙磁浮工程轨道铺设施工关键技术

张军林(中铁十一局集团有限公司，武汉430061)

长沙磁浮工程轨道铺设施工关键技术

张军林
(中铁十一局集团有限公司，武汉430061)

在磁浮轨道铺设前，首先进行施工测量系统、轨道的临时定位支撑、轨道的精确测量和精确调整等关键工序的工艺性试验，并设计了适合磁浮轨道施工的测量棱镜基座、轨道支撑架等一系列配套工装，最后研发了一整套磁浮轨道铺设技术。此项技术各项技术参数符合相关技术条件要求，其工装设备能够满足施工作业要求。

城市轨道交通;磁浮;轨道铺设;精调;测量

1 工程概述

长沙磁浮工程起于长沙南高铁站，止于黄花机场站。线路全长18.55 km。全线共设置车站3座，分别为长沙南站、榔梨站和黄花机场站，在长沙南站附近新建车辆段和综合基地各一处，控制中心设综合基地内，含正线及辅助线、出入段线、车辆段等线路。

线路平面曲线最小半径区间正线为100 m，正线为双线，线间距4.4 m，轨距1 860 mm，线路纵断面最大坡度区间正线为41‰，线路最小竖曲线半径为1 500 m。设计最高运行速度为100 km/h，采用3辆编组的中低速磁浮列车。

2 轨道结构主要技术标准

采用钢枕型式的中低速磁浮轨道结构，轨道结构自上而下主要由感应板、F型钢、H型钢轨枕、伸缩接头、连接件、扣件系统、承轨台道床等部件组成［12］，详见图1、2。

图1 轨道结构示意Fig.1 Structural diagram

1)F型钢:采用Q235D钢;全线F型钢横断面宽375 mm，平面圆曲线、缓和曲线、纵断面竖曲线地段均采用相应设计线型的厂制曲线型F型钢。

图2 现场图示Fig.2 Scene diagram

2)感应板:采用铝合金材质制造。

3)F型导轨:由F型钢和感应板组成。

4)轨枕:采用H型钢轨枕，轨枕间距正线地段采用1 200 mm。

5)轨排:由F型导轨、H型钢轨枕、伸缩接头、连接件及紧固件组成。标准轨排长度为12.5 m，轨排与轨排之间应设置伸缩接头。

6)扣件:桥梁地段和库内立柱地段采用TSYCF-Ⅰ型，路基地段采用TSYCF-Ⅱ型扣件。

7)承轨台:采用高强无收缩灌浆料浇筑，承轨台与桥梁之间设置预埋连接钢筋。曲线超高按内轨降低超高值一半、外轨抬高超高值一半的办法设置，并通过承轨台来实现［3］。

8)轨道结构高度:是指轨排两侧F型钢的支撑轮滑行面与下部基础结构面之间的最小距离［45］，具体见表1。

表1 轨道结构高度Tab.1 Structuralheight of track mm

3 铺轨基地设置

铺轨基地主要为全线路基、桥梁提供轨排检测验收、临时存放功能。

长沙磁浮工程铺轨基地选址在靠近忠武路特大桥(DK11+700)段线路右侧范围处，长90 m，宽50 m，占地4 502.25 m2。铺轨基地主要由轨排待检测区、检测完成区、检测辅助区组成，其轨排平面按纵列式布置。轨排存放台座采用横向并排布置，设置轨排存放区11个，每个区存放轨排6排，每排存放6层轨排;每个轨排区需设置台座5个，铺轨基地最多可存轨排372榀，铺轨4.65 km;场内吊装设备每个轨行区采用2台10 t龙门吊。

4 轨道铺设施工要点

4.1 准备工作

轨道工程施工前，先对轨道梁两侧进行安全支护，确保施工人员有足够的操作平台及安全距离，满足安全施工要求，同时将工装、临时支墩、起重设备、扣件、灌浆料等机具材料准备到位［6］。

4.2 CPIII测量网布置

磁浮轨道施工需要通过CPⅢ测量方能满足精度要求，先对CPⅢ测量进行布网测设，测量成果满足要求后，用于轨道施工控制轨排精调。

CPⅢ轨道基础控制网点沿线路成对布设，纵向间距一般布置为25 m左右［7］。同一对点里程差不大于3 m，点位布设高度大致等高，并低于设计轨道0.1 m，保证不影响后期轨道行车。

长沙磁浮工程全线大多在桥梁地段，CPⅢ立式支柱埋设在桥梁固定支座端头的两轨枕间，具体见图3。

图3 桥梁地段CPⅢ标志布置Fig.3 Layout of CPⅢin bridge section

4.3 梁面处理

在轨道工程施工之前，首先进行轨道梁线位、高程等技术指标的检查验收，同时检查梁面预埋钢筋情况，不满足要求的部位按照要求处理。

4.4 轨排验收

分厂验、铺轨基地验收两部分，检查轨排组装外观、内部尺寸、轨排线型等指标［8 9］。

4.5 轨排贮存、运输

铺轨基地存放轨排时，在轨排下方设置5道横向支撑台座，台座采用混凝土结构，基础稳定、表面平整，上下层轨排在相应位置放置方木并进行支垫防护。

轨排通过13 m长板车运输，每层间在H型枕上支垫方木，并加固稳定。轨排在现场存放时，要对场地进行平整压实，轨排下方支垫方木进行存放。受条件限制，轨排存放时码放3层为宜。

4.6 轨道预铺

轨排通过车辆运送至指定的施工部位，采用大型起重吊装设备通过专用轨排吊具固定吊装轨排至施工梁面里程点位置，放置在预先放置的临时支墩上，扣件安装完成后，通过手摇式起道机把轨排换置到轨道支撑架上，并进行定位。具体如下:

1)测量放样:通过测量放样，将每榀轨排大小里程侧第1根轨枕边缘点线路中心位置精确定位，并做好标记，以便于施工人员进行轨排位置预铺定位。

2)安放临时支墩:在轨排吊装之前按照每3 m放置一个具有一定刚度的临时支墩，其高度以方便扣件安装为宜。

3)安装扣件:扣件的拧紧力矩需达到300 N·m。

4)轨排基本定位:扣件安装完成后，利用手摇式起道机抽换出临时支墩，将轨排放置在预先指定的轨道支撑架上，轨排高程和方向控制在10 mm之内，即完成轨道粗调。该支撑架构造主要由千斤顶、承载座、垂直锁紧机构等部件组成，支撑架独立调整轨排空间位置。轨道支撑架与轨排的关系如图4、5所示。

图4 轨道支撑架侧面Fig.4 Side view of track support frame

图5 轨道支撑架安装5 Installation of track support frame

4.7 模板制作与安装

根据轨道承轨台结构尺寸小、高空作业及考虑承轨台数量多的特点，承轨台模板采用塑料模板，轻巧以方便现场操作，循环周转使用。模板采用ABS材质，根据承轨台结构尺寸由指定的专业厂家制作加工。

4.8 轨道精调

轨排施工测量基座根据F轨特点设计，主要由棱镜座、直线滑轨、活动座、弹簧、定位柱、工装基座、磁铁等部件组成。该测量基座使用方便，测量精准，能有效提高磁浮轨道的安装速度与安装精度。基座具体设计如图6所示。

图6 精调工装立面Fig.6 Fine adjustment tooling elevation

施工测量过程中首先通过全站仪在CPIII控制网下自由设站，测量安置在轨排测量基座上的球形棱镜而获取实时的三维坐标［10］。全站仪在CPIII下自由设站，同一测站观测的CPIII控制点数不少于4对，剔除不合格CPIII点后最低点数不能少于6个CPIII点。测量F轨排定位孔时最近距离不应小于8 m，最远距离不应大于40 m。

全站仪采集的三维坐标数据，通过自主开发的磁浮F轨道精确测量定位软件实时计算出实测值与理论值的偏差，同时利用轨道支撑架调整轨道至设计状态。经过检算及实操模拟实验证明，每一榀轨排控制支撑架间距离不超过2～3 m。轨道支撑架可根据测量精调三维空间、竖曲线及超高的任何位置，保证施工高效快捷精准完成。

1)竖向位移:通过支撑架两侧千斤顶调节轨排左右侧高度，也可调整超高，见图7。

2)横向位移:通过松紧两侧横向卡销顶住F型钢轨内侧面可左右移动，见图8。

图7 轨道支撑架竖向调整Fig.7 Vertical adjustment of track support frame

图8 轨道支撑架横向调整Fig.8 Horizontal adjustment of track support frame

3)竖曲线调节:通过调整竖曲线范围的轨道支撑架紧固螺丝和顶部卡销，调整每个支撑截面的调节千斤顶，完成轨排竖曲线调节，见图7。

4.9 承轨台灌浆

浇筑承轨台混凝土前，要通过精调数据再次检测轨道几何尺寸及支撑架的稳定性，确认无误后浇筑承轨台混凝土。承轨台混凝土采用高强无收缩灌浆料，搅拌灌浆料时，先开启计时加水按钮，3～5 s后开始加料，同时开启搅拌按钮，待所有灌浆料加完继续搅拌1～3 min，停止搅拌，测试流动度，如在290～330 mm范围即可卸料、吊运、灌浆。为确保施工连续性及混凝土施工质量，每个施工段的承轨台灌浆必须一次性灌注完成，不能间断，并尽可能缩短灌浆时间［11］。灌浆施工中应注意以下几个问题:

1)曲线段承轨台超高均采用线路中心高度不变，在缓和曲线内线性过渡，与圆曲线顺接，通过降低曲线内侧承轨台，抬高外侧承轨台的方式以满足超高设置的要求。

2)根据试验控制的初凝时间及时对承轨台表面进行抹光，确保承轨台表面平整，扣件铁垫板底面埋入承轨台顶面5 mm。

3)混凝土强度需达到2.5 MPa后才能拆除模板，强度达到5 MPa时，方准拆除轨道支撑架。

4.10 轨道整理

承轨台施工完成后，为了保证整体轨道的顺接及连续性，确保下一段轨排精度满足要求，必须对施工完的轨道进行复测，并与即将施工部位进行搭接联测。

5 结语

磁浮轨道施工前要在线下进行轨道精调、灌浆等关键工序的工艺性试验，锻炼施工队伍，熟悉工艺流程，确保施工进度和质量满足相关要求。在施工过程中，要准确把握各施工要点、材料、机具和作业人员配置要求，进行精细化管理。

我国首条中低速磁浮线路长沙磁浮快线已经投入运营，验证了本技术的可行性，可为今后同类磁浮轨道的建设提供技术参考。

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(编辑:郝京红)

Key Technology on Track Laying in Changsha Maglev Engineering

ZHANG Junlin
(China railway 11th Bureau Group Co.，Ltd.，Wuhan 430061)

Prior to themaglev track laying，some critical technological testswere performed，which include construction survey system，temporary support for the track，finemeasurement and precise adjustment.Then，a series of supportive tooling equipment，includingmeasuring prism base and track supportbracket，were designed.Finally，a complete setofmaglev track laying technology was developed.Each of the technical parameters of this technology is in accordance w ith the relevant technical requirements and the equipment canmeet the requirements of the construction work.

urban rail transit;maglev;track laying;precise adjustment;measurement

U231

A

1672- 6073(2017)02- 0070- 05

10.3969/j.issn.1672 6073.2017.02.014

2016- 06 28

2017 01 06

张军林，男，本科，工程硕士，高级工程师，从事铁路、城市轨道土建工程技术管理工作，zhang junlin1977@163.com

中国铁建科研基金项目(15－01)