高速铁路无砟轨道施工工装设备研究.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER99第 39 卷第 8 期0 引言如何快速提高无砟轨道施工效率，降低质量问题发生的频率是每个工程技术人员管理的首要目标。介绍一种无砟轨道施工专用工装设备，可提高施工效率、提升实体质量、节约成本。1 工程概况武汉至黄石城际铁路 WHSG-3 标段，起讫里 程 为 DK44+532.47 DK92+350，正 线 长 度47.9 km，线路途径鄂州市城区、花湖开发区、黄石市城区。正线（包含路基、桥梁、隧道工程）轨道设计采用 CRTSIII 型板式无砟轨道系统，双线一次建成，全线铺设无缝钢轨。潍 烟 铁 路 ZQSG-2 标 段，起 讫 里 程 为改 DK28+359.04 DK110+833.40，正 线 长 度79.288 km，线路途径平度市、烟台市莱州市和招远市。路基长度 26.672 km，占比 33.64%；其中区间路基长度 23.089 km，车站 2 座（莱州车站、招远车站），长度 3.583 km，正线桥梁 30 座，长度共计 50.634 km，占比 63.86%，隧道 1 座，长度高速铁路无砟轨道施工工装设备研究张宏龙（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：无砟轨道施工工期短、质量问题频发，控制无砟轨道施工质量的关键因数主要有：原材料质量，合理的配合比及拌合质量，施工作业质量，工装设备质量。由于工人操作水平良莠不齐，工人流动幅度大，且施工项目周期和地点不固定，难于固定工人的操作岗位。从工装设备改进方向去研究是提高无砟轨道施工效率、提升无砟轨道施工质量最经济便捷有效的方法，主要从无砟轨道工装设备展开研究，使混凝土操作水平一般的工人经过简单培训就能胜任相关工作，从而提升无砟轨道的施工质量。关键词：模板；底座板；轨道板；高速铁路中图分类号：U215文献标识码：B文章编号：1006-3951(2023)08-0099-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2023.08.022Research on Construction Equipment for Ballastless track of High-speed RailwayZHANG Hong-long(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:The construction period of ballastless track is short and the quality problems occur frequently.The key factors to control the construction quality of ballastless track mainly include the quality of raw materials,reasonable mix proportion and mixing quality,construction operation quality and tooling equipment quality.Due to the uneven level of worker operation,the large turnover of workers,and the unfixed construction project cycle and location,it is difficult to fix the operating positions of workers.It is the most economical,convenient and effective way to improve the construction efficiency of ballastless track and the construction quality of ballastless track from the perspective of tooling and equipment improvement.This paper mainly studies the tooling equipment for ballastless track,so that workers with ordinary concrete operation level can be competent for relevant work after simple training,so as to improve the construction quality of ballastless track.Key words:template;base plate;slab;high-speed railway收稿日期：2023-06-01作者简介：张宏龙（1988-），男，陕西榆林人，工程师，主要从事高铁线路工程技术管理工作。*100云南水力发电2023 年第 8 期1981m，占比 2.50%。无砟道床铺轨 158.127 km（单线）。轨道板铺板数量总计 28 562 块，其中 P5600型 20 108 块、P4925 型号 6 034 块（其中 P4925B 型66 块）、P4856 型号 2 324 块、P3710 型 96 块。2 无砟轨道施工工艺流程CRTS 型板式无砟轨道结构施工主要分 3 部分：底座板施工；轨道板施工；轨道安装调试。主要介绍前 2 种施工工艺1。1）底座板施工工艺流程见图 1。?图 1 底座板施工工艺流程图?图 2 轨道板施工工艺流程图 2）轨道板施工工艺流程见图 2。3 底座板工装设备底座板侧模采用定型钢模板，模板间用螺栓连接，模板外侧通过植筋和 2 根拉杆固定。混凝土顶面高程通过调高标架控制混凝土高程，调高标架由 505 角钢、-550 钢板和固定螺杆组成；调节时通过调节螺栓高度来控制混凝土顶面标高。每块轨道板对应的底座板范围内设置 2 个限位凹槽，每个限位凹槽为独立安装模板体系，由模板本体、固定支架和 4 根拉结固定螺杆组成，凹槽模板与顶面定位支架通过拉结固定螺杆连接，凹槽模板体系就位后调整支架位置和凹槽模板标高。在连续施工过程中凹槽模板调整工程量较小，通常第一次调整浇筑完成后转换下一施工面时仅需微调螺杆固定凹槽位置，从而加快凹槽的安装时间，且凹槽固定后不会发生滑移情况。见图 3。排水坡施工前混凝土顶面用 2.8 m 长铝合金（4080）刮平，待混凝土初凝前拆掉调高支架，用 350 mm 长抹子人工修排水坡，按设计坡度控制。伸缩缝模板按照插板式结构加工（5 mm 厚伸缩缝模板+20 mm 厚聚乙烯泡沫板），底部紧靠模板处钻眼钉入定位钢筋，在混凝土初凝前拔出伸缩缝模板。伸缩缝、接缝处混凝土表面脱模剂可采用角磨机打磨清理，并用吹风机对灰尘杂物等进行清理。传统工艺模板无调高标架，限位凹槽设计分为 2 种情况，一种为仅有凹槽模板，凹槽经垫块控制保护层厚度；另一种为凹槽模板本体、固定支架和 4 根拉结固定螺杆组成，凹槽模板与顶面定位支架通过螺杆连接固定，凹槽模板支架与侧模之间经轻型 G 字夹固定。传统模板优点是模板配件少，初期工装投入造价较低；缺点是混凝土浇筑时凹槽固定体系不牢固发生滑动变形等情况出现，底座板混凝土顶面坡度控制难度加大，表面平整度控制难度加大，工人收面操作时间延长，完成面的标高控制完全凭借操作工人的技术水平和工作的认真程度，极易造成混凝土凹凸不平等情况出现。张宏龙 高速铁路无砟轨道施工工装设备研究1014 轨道板工装设备轨道板吊装通过龙门吊或吊车将轨道板吊至指定区域展开施工，吊装时需用轨道板吊装定型装置起吊。桥梁段优先选用悬臂式龙门吊，悬臂端设置在施工便道侧，优点：节约了汽车吊费用，不占用轨道板作业空间，轨道板铺放效率更高，自密实混凝土浇筑更快捷；缺点：因龙门吊伸出桥面长度有限，所以施工便道通常紧挨着桥梁翼缘板处，施工便道较窄则影响桥下车辆通行；龙门吊的行走轨道需固定且铺设长度较长，需配备专门的轨道施工人员，增加人员管理投入；悬臂式龙门吊顶面高出隧道且横梁长于隧道，不适合隧道内使用；受路基边坡影响，悬臂式龙门吊探出长度不足，无法起吊重物，仅能在路基中间起吊，能耗较高，不经济。隧道和路基可以共用龙门吊用于轨道板粗铺和平移。一块轨道板安装 5 道压紧装置。防上浮装置采用 14 号槽钢做扁担梁，扁担梁通过对拉螺栓与底座预埋 PVC 管内的销钉（钢筋）连接，钢筋外露不宜过长，一般在 5 10 cm 左右；精调完成后，将压紧装置放到对应位置用对拉螺栓和底座侧面打入的钢筋将轨道板压紧2。曲线超高段内侧（低侧）预埋套管宜埋设在底层钢筋网片的下面，并与钢筋网片绑扎牢固，防止底座板拉裂；或者在底座板边基底混凝土面上设置竖向膨胀螺栓固定。防偏移装置：线段防侧移装置由压紧装置加槽钢改进而成，曲线外侧通过螺栓固定在底座板侧面上，内侧通过螺栓固定在轨道板上3。模板封边：封边装置采用 5 mm 厚 14 cm 高钢板分 8 块加工，板缝之间模板以 5 mm 厚钢板加工，模板在拐角处以钢板压制与轨道板一致的弧度，每节模板用螺栓连接。模板根据顺序依次安装到位，顶面紧贴轨道板侧面，底面和中间隔离层压贴密实，然后拧紧压紧装置侧面的螺栓，使封边模板与轨道板紧密接触。在轨道板横向模板的端头各预留一个（每个角 1 个，共 4 个）排气孔，大小为 120 mm40 mm。混凝土灌注:转运大料斗操控人员注意控制混凝土出料速度，小料斗有专人观察混凝土液面高度，发现大料斗下料速度过快或过慢时，应及时通知大料斗操控人员调整下料速度，防止局部混凝土溢出。通过下料管口内混凝土下降情况和其他灌注孔观测混凝土流动到的部位，随时检查混凝土在轨道板下的流动情况，当流动情况不良时及时进行调整混凝土下料速度。5 工装设备使用效果以莱荣项目为例，底座板模板未设调高标架，在侧模上粘贴泡棉胶做标高控制点；未设置限位凹槽定位支架，直接将限位凹槽放置在钢筋预留洞口处，采用拉线尺量形式定位限位凹槽；轨道板固定时采取地面植筋方式固定扣压装置，未在底座板内预埋钢套管；自密实混凝土灌注4前未用大料斗台车检查自密实混凝土质量5。新工装较莱荣项目传统工装人工工效对比见表 1。表 1 人工工效对比表对比项目模板用工/（人/d）模板工工效/（m/d）混凝土用工/（人/d）混凝土工工效/（m/d）人工用量/（人/d）传统工装465.2865.212新工装597.8597.810通过对比分析，新工装较传统工装工效指标提高 150%，人工消耗指标降低 180%，由于调高标架和限位凹槽固定装置可多次周转使用，补损?图 3 底座板侧模及混凝土顶面控制体系图102云南水力发电2023 年第 8 期率为 0%，所以不对模板加固增加投入材料进行经济分析。传统工装限位凹槽模板定位时耗时长，混凝土收面时表面平整度控制难度大，限位凹槽容易滑动变形，耗用人工多，且工序移交时易出现底座板混凝土局部超高打磨处理的风险；轨道板防上浮固定装置固定时需要重新植筋，增加了人工投入，不利于无砟轨道快速施工的特点。新工装底座板模板限位凹槽调整时间快，调高标架控制混凝土收面坡度效果好，限位凹槽处混凝土不变形，验收一次通过，避免了工序移交时出现打磨修复等情况出现；底座板施工时预埋套管，轨道板防上浮固定装置固定时用专用螺杆插入预埋套管中，减少了植筋人工材料投入，采用大小料斗灌注装置检查自密实混凝土拌合质量的同时提高了自密实混凝土施工质量，避免了因灌注时不连续造成返工情况。6 结束语随着时代的发展，人力成本越来越高，施工一线作业人员越来越少，无砟轨道工装设备需在智能化、自动化领域展开研究。一套好的工装设备可以方便工人施工的同时提升施工效率，同时可以提高工程质量，达到节约成本的目的。参考文献：1Q/CR 9605-2017 高速铁路轨道工程施工技术规程S.2TB10305-2020 铁路轨道工程施工安全技术规程S.3Q/CR 9207-2017 铁路混凝土工程施工技术规程S.4Q/CR 596-2017 高速铁路 CRTS 型板式无砟轨道自密实混凝土S.5TB 10754-2018 高速铁路轨道工程施工质量验收标准S.