第二章曲线段配轨设计计算.docx

第二章 曲线段配轨设计计算
在铁路轨道工程施工中,曲线配轨是现场技术人员的一项重要工作,按照现行曲线缩短轨铺设位置的计算公式和方法,计算的曲线长小于实际曲线长,给现场施工生产带来很大不便。因此，我们需一起研究一下曲线配轨的设计与计算。
第1节 缩短轨布置原因
缩短轨布置的主要原因可归纳为两点：
1）我国铁路上采用左右二股钢轨接头对接的形式，因此在曲线和直线上，二股钢轨的接头必须左右对齐。
2）在曲线上，外股钢轨比内股钢轨轨线长，如果采用同样长度的钢轨，内股钢轨将超前于外股钢轨接头，不能形成对接。
第2节 缩短轨布置与选择
缩短轨布置的的方法主要是在内股钢轨线上铺入适量的厂制缩短轨，使内外二股钢轨始终保持对接的形式。
我国厂制缩短轨，对于12.5m标准轨有缩短量为40mm、80mm、120mm、的三种类型的缩短轨。
对于25m的标准轨有缩短量为40mm、80mm、160mm、的3种类型。
在选用缩短轨类型时，缩短轨的长度可参照下式确定。
(2-2-1)
式中：----------标准缩短轨长度（m）；
-----------标准钢轨长度，有25m或者12.5m两种规格；
-----------两股钢轨中心距离，一般选用1.5m；
----------曲线半径（m）
另外，还可以根据半径R参照表2-2-1选用。曲线上内外两股钢轨接头的想错两，在正线和到发线上，容许为40mm加所用缩短轨缩短量的一般；在其他站次、次要线及使用非标准长度钢轨的线路上，容许再增加20mm。在城市轨道交通的轨道上允许相错式钢轨接头。
标准缩短轨选择参照表 表（2-2-1）
曲线半径（m）
25m钢轨
12.5m钢轨
缩短轨长（m）
缩短量（mm）
缩短轨长（m）
缩短量(mm)
4000~1000
24.96
24.92
40
80
12.46
40
800~500
24.92
24.84
80
160
12.46

40
450~250
24.84
160
12.42
80
200
__
__
12.38
120
注：1.按表列缩短量宜选用较小的一种
2为了不影响直线接头的质量，允许在曲线尾按实际情况插入个别相应的缩轨。

第三章 轨道路基工程试验检测计算（土的击实试验）
土的击石试验是用锤击使土密度增加的一种方法。土在一定的击实效应下，如果含水量不同，则所得的密度也不相同，能使土达到最大密度所要求的含水量，称之为最优（佳）含水量，相应的干密度称之为最大干密度。
1实验仪器：
天平（3）台秤（4）推土器（5）筛（6）其它：喷水设备、碾土设备、修土刀、小量筒、盛土盘、测含水率设备及保温设备等。
2试验步骤：
1、取一定量的代表性风干土样，对于轻型击实试验为20kg，对于重型击实试验为50kg。
2、将风干土样碾碎后过5mm的筛（轻型击实试验）或过20mm的筛（重型击实试验），将筛下的土样搅匀，并测定土样的风干含水率。
3、根据土的塑限预估最优含水率，加水湿润制备不少于5个含水率的试样，含水率一次相差为2%，且其中有两个含水率大于塑限，两个含水率小于塑限，一个含水率接近塑限。
按式(3-1-1)计算制备试样所需的加水量：
(3-1-1)
式中，为所需的加水量(g)；为风干土样质量(g)；为风干土样含水率，按小数计；为要求达到的含水率，按小数计。
4、将试样2.5kg（轻型击实试验）或5.0kg（重型击实试验）平铺于不吸水的平板上，按预定含水率用喷雾器喷洒所需的加水量，充分搅和并分别装入塑料袋中静置24h。
5、将击实筒固定在底板上，装好护筒，并在击实筒内壁涂一薄层润滑油，将搅和的试样2~5kg分层装入击实筒内。两层接触土面应刨毛，击实完成后，超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。
6、取下导筒，用刀修平超出击实筒顶部和底部的试样，擦净击实筒外壁，称击实筒与试样的总质量，准确至1g，并计算试样的湿密度。
7、用推土器将试样从击实筒中推出，从试样中心处取取两份一定量土料（轻型击实试验15~30g，重型击实试验50~100g）测定土的含水率，两份土样的含水率的差值应不大于1%。
3成果整理
1、按式(3-1-2)计算干密度：
(3-1-2)
式中,为干密度（g/cm3），准确至0.01g/cm3；为密度（g/cm3）；为含水率，小数计。
2、按式(6-3)计算饱和含水率：
(3-1-3)
式中：为饱和含水率（%）；为比重。
3、以干密度为纵坐标含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，干密度与含水率的关系曲线上的峰点的坐标分别为土的最大干密度与最优含水率，如连不成完整的曲线时，应进行补点试验。
4、轻型击实试验中，当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于试样总质量的30%时，应对最大干密度和最优含水率进行校正。
（1）按下式(3-1-4)计算校正后的最大干密度：
(3-1-4)
式中，为校正后试样的最大干密度（g/cm3）；为粒径大于5mm土粒的质量百分数（%）；为粒径大于5mm土粒的饱和面干比重。
（2）按式(3-1-5)计算校正后的最优含水率：
(3-1-5)
式中，为校正后试样的最优含水率（%）；为击实试样的最优含水率（%）；
—粒径大于5mm土粒的吸着含水率（%）。
4、绘制击实试验记录表格
对于本设计所给资料，计算（1）计算干密度（2）绘制干密度与含水量关系曲线图

第四章 地面轨道结构施工方法介绍
常用地面轨道形式主要有普通有炸轨道、无缝线路有砟轨道、单元板式无砟轨道、双块式无砟轨道、整体道床轨道、弹性支撑块轨道等其他轨道形式。本设计主要针对、单元板（CRTSⅠ）式无砟轨道、轨道，以及双块式无砟轨道，整体道床轨道作出详细介绍。
第1节 单元板（CRTSⅠ）式无砟轨道
CRTSⅠ型板式无砟轨道结构包括混凝土底座和凸型挡台、CA砂浆垫层、轨道板、扣件和钢轨。
　　在桥梁和隧道地段具体构造为混凝土底座宽2.8米、高0.3米，凸型挡台高0.25米、直径0.52米，水泥乳化沥青砂浆厚5厘米；路基上底座宽3.0米，其他与桥上无砟轨道结构相同。
一、单元板（CRTSⅠ）式无砟轨道施工工艺
1 板式无砟轨道底座及凸台

1.1 施工工艺
1、测量放样
在路基或桥梁上对底座板、凸台位置进行测量放样，获取底座板、凸台平面位置及路基标高，指导后续钢筋绑扎及模板安装作业。
2、基面处理
对于桥梁，首先用风镐对梁顶预埋筋砂浆保护层进行凿除，调直预埋筋，再对底座范围内梁面进行清扫，保证其干净无砂浆浮渣、灰尘。
3、基面清扫
对底座范围内路基面或梁面进行清扫，保证其干净无砂浆、砼浮渣、灰尘等。
4、底座板、凸台钢筋绑扎
根据施工位置底座板设计类型绑扎钢筋。底座钢筋纵横向交点采用Φ16绝缘卡绝缘，凸台钢筋采用涂层钢筋进行绝缘，交点处绝缘卡及凸台钢筋采用绝缘扎带或扎丝绑扎牢固，保证施工过程中不脱落；安装伸缩缝架立钢筋及剪力榫，并采取措施保证伸缩缝钢筋与底座板主筋无接触，剪力榫套筒位置相邻交错布置，纵向与线路方向平行，且保持水平状态。
检测钢筋绝缘性能，保证纵横钢筋电阻必须不小于2MΩ。如图（4-1-1）所示：

图（4-1-1）
5、底座板模板安装
底座板模板采用［28A，长度约5m一块。对于路基处模板，外侧采用打入路基内的钢筋桩及木楔加固，内侧采用3m定型角钢内撑外拉；对于桥梁上底座板，模板外侧支撑与防撞墙根部，内侧加固方式同路基处。直线段模板的纵向线型应与线路方向平行且呈一条直线，曲线段模板在每个凸台里程处设置变向点，保证底座板的设计平面状态。
6、底座板模板标高复核
对模板顶标高进行复测，对于标高不符合规范要求的模板，对标高重新进行调整直至满足设计及验标要求。
7、底座砼浇筑
混凝土浇筑同普通混凝土。
8、凸台施工
底座板砼稍微硬化后，对各凸台位置进行精确放样，为后续凸台模板安装提供依据。
安装、固定凸台模板，凸台顶应考虑预留凹槽，其纵、横向尺寸为12cm×14cm，深为55-60mm，用于安装基准器。凹槽中心位置位于圆形凸形挡台圆的中心处，位于半圆形凸台半圆的中部。凸台顶砼标高允许误差应满足设计及验标要求，凸台顶预留凹槽尺寸、位置应准确无误。
9、基准器埋设
⑴、用全站仪放样出线路的中心，在凸台中心前后位置作点；
⑵、在凸台预留孔中放入基准器，使基准器基准点大致在线路中线上，用钢钉固定好；
⑶、在凸台前后中线点拉上悬线，调节基准器的横向螺丝，使基准点位于悬线上，锁定横向调节螺丝；
⑷、测定基准点的标高，根据实测标高与设计标高的差值拧动基准点螺杆上下移动，使基准点高程与设计标高相同，调整完成后用锚固砂浆将基准器锚固。
基准器埋设如下图（4-1-2）所示:

图（4-1-2）
1.2 人员、机具配置
作业面人员安排如下表（4-1-1）所示：

表（4-1-1）
序号
施工人员
人数
职责
1
现场总负责人
1
负责整个施工过程
2
技术负责人
1
负责现场技术工作
3
试验员
1
负责混凝土质量控制及记录
4
测量员
2
负责现场测量放样及复核
5
普工
40
负责钢筋模板安装及砼浇筑养护
施工机具配备如下表（4-1-2）所示：
表（4-1-2）
序号
名称
数量
备注
1
汽车泵
1台

2
振动梁
1套

3
电焊机
2台

4
50插入式振捣棒
4台

5
8m3罐车
3台
具体根据施工距离确定
6
铝合金刮尺
1个
3.5m长
另配备木抹、铁抹、养护麻布若干，坍落筒、温度计各1个。
2 单元板安装
2.1 施工工艺
单元板制作由工厂集中制作，单元板安装前后包括如下几个流程：运输、存放、铺设、调整。
1、单元板运输
验收合格的单元板用卡车运往铺装现场。运输时，单元板中心尽量与车厢中心重合，单元板与车厢底部、单元板与单元板之间用80mm×80mm×2200mm方木垫起，每层横向放置2根方木，方木距离板端1m。用尼龙带将单元板捆绑牢靠、稳固。
2、单元板存放
施工沿线每隔200m设一单元板临时存放平台。单元板存放高度不得超过4层，每层之间用80mm×80mm×2200mm方木垫起，方木放置位置距板端1m。长时间存放时，为防止单元板长时间存放发生挠曲变形，要采用立放。短时间存放可采用平放，如下图（4-1-3）：
轨道板

单元板临时存放示图（4-1-3）
3、单元板铺设
⑴、在混凝土底座和施工便道间设置平交道，用卡车将存放点的单元板运至平交道口。
⑵、汽车吊停于混凝土底座上，用专用吊具将单元板装载到单元板运输车上，运至作业面。在运输车底板和每块单元板之间用方木垫起。单元板运输车行走于混凝土底座上，存放于路基平 台的单元板直接用吊车装上运输车。
3、用变跨龙门吊将单元板吊起，施工人员扶稳单元板缓慢下落，把单元板放在预先放置的支撑垫木上。在单元板放下的同时就将单元板横向、纵向位置控制好。如下图(4-1-5)所示：

图(4-1-5)
4、单元板调整
单元板调整采用小型龙门吊配合三角规进行，具体调整方法如下：
⑴、根据当前施工段的线路设计超高及纵坡，首先将三角规预调整到位。
⑵、单元板就位后，在侧面起吊螺栓孔内安装四个支撑螺杆,取出支撑垫木。
⑶、用墨线弹出轨道板的中线，用小型门吊将轨道板吊起。
⑷、单元板的横向调整：在两凸台十字中心拉好弦线，利用龙门吊横向旋转丝杆进行调整，使轨道板中线和弦线在垂直方向重合。偏差不得大于2mm。
⑸、单元板的纵向调整：调好横向位置后，在单元板两端凸台位置用撬棍撬动单元板，保证单元板与凸形挡台之间的间距相同。两间距之差不大于5mm。调好后在凸台位置用木楔楔紧。如图（4-1-6）所示：

图（4-1-6）用小型龙门吊调整单元板
⑹、单元板的高低水平调整：单元板的横、纵向位置调整好以后，落下轨道板，使单元板的四个支撑螺栓支撑在底座上的四个小铁片上。将三角规带标尺的一端置于基准器上，两把三角规对称放置，拧支撑螺栓的螺杆进行单元板高低的调整，直至两个气泡都对中为止。
⑺、待单元板高低水平调整完成后，重新检查横纵向的位置，若位置发生改变，重复以上步骤，直至合格为止。调整好的单元板用木楔楔好，以防发生位移。
2.2人员、机具配置
2.2.1单元板调整每个作业面人员安排如下表（4-1-3）所示：
表（4-1-3）
序号
工序
施工人员
人数
职责
1

施工负责人
1
负责单元板全面工作
2
运板
调度
1
负责与板厂沟通进板计划
3
司机
5
运板（具体应根据实际情况安排）
4
普工
8
配合装、卸板
5
安板
工班长
1
负责指挥安装单元板
6
司机
3
操作龙门吊、平板车
7
普工
8
装板、卸板落位
8
调板
技术负责人
1
负责指挥工人及技术指导
9
三角规操作员
2
负责操作三角规
10
普工
6
配合调板作业
2.2.2施工机具配备如下表（4-1-4）所示：
表（4-1-4）
序号
名称
数量
备注
1
卡车
5辆
运输单元板
2
吊车
2辆
装、卸单元板
3
平板车
1辆
运输单元板至施工现场
4
变跨龙门吊
1台
落板就位
5
三角规
1套
调板
6
小型龙门吊
1套
配合调板
3 CA砂浆灌注
3.1 设计概况
CA砂浆调整层位于底座与单元板之间，设计厚度5cm，设计平面尺寸与单元板相同，是在上部单元板调整完成后，在板下布设灌注袋，将搅拌好的CA砂浆灌进袋子硬化而成。
3.2 施工工艺
CA砂浆施工包括以下几个内容：砂浆的搅拌、运输、灌注。
3.2.1 CA砂浆的拌制
为缩短砂浆从拌制完成到开始灌注的时间间隔，保证在CA砂浆可工作状态及成品质量最好的情况下完成作业，各种组分运输至施工现场附近，进行CA砂浆拌制作业。
1. 根据灌注点的位置，就近选择地势较平坦的地点将砂浆搅拌车停好，有必要时用挖掘机整平。
2. 将干粉料、乳化沥青、P乳剂、消泡剂和引气剂用载重卡车运至搅拌现场。乳化沥青采用吨桶运输比较方便。
3. 待机械到位后，检查运转是否正常。砂浆搅拌车需由经过专业培训的人员进行操作。试验人员检测车内和环境温度，并做好记录。
4. 将袋装的干粉料拆袋加入加料斗中，用吊车吊起从砂浆搅拌车车顶加料口放入，乳化沥青和P乳剂用泵抽入储料仓，消泡剂和引气剂等外加剂分别由人工加入。在每次加完乳化沥青和P乳剂时，必须用水清洗齿轮泵。
5. 现场试验人员开具CA砂浆施工配料单，砂浆搅拌车操作人员向电脑中输入配料单上的施工配合比，并设定预先确定的搅拌参数（搅拌时间和搅拌转数），启动按钮，开始搅拌。
6. 待搅拌完成后，打开搅拌机检修口取样进行检测。测定砂浆的温度、空气含量和流动度，所检指标合格方可进行灌注。CA砂浆拌制机如图（4-1-7）所示：
图（4-1-7）
3.2 CA砂浆的运输
CA砂浆拌制完成后，用吊车将储料斗吊至小型农用车上，经左、右两线之间运输至灌注工作面，如图（4-1-8）所示：
图（4-1-8）
3.3 CA砂浆的灌注
主要工序施工工艺如下：
⑴、灌注前用钢尺检查水泥乳化沥青砂浆注入厚度，并做好记录。厚度检查10个点，两边各3个点，中间4个点。
⑵、清理轨道板下杂物和积水。先人工将混凝土块、木屑等杂物清理干净，再用鼓风机进行清理。
⑶、放置灌注袋。检查灌注袋的型号是否与轨道板型号一致，是否有破损。将灌注袋平铺于轨道板上，两端向中间对折，从轨道板中部放入，然后拉直，灌注袋横向中心线和轨道板横向中心线重和。在直线地段，使灌注袋的袋口向轨道板外侧；在曲线地段，灌注袋袋口朝向低的一侧。铺好后用木楔固定。如图（4-1-9）所示：
图（4-1-9）

⑷、用塑料布覆盖轨道板，以防砂浆污染轨道板。并在袋口位置的底座上也铺上塑料布。
⑸、将灌注漏斗放在轨道板上，使灌注口和袋口对齐，把灌注袋口套在灌注漏斗的出料口用尼龙绳捆好，准备灌注。在灌注点放置两个塑料桶，用来装漏斗中剩余的砂浆。
⑹、将成品斗中搅拌好的砂浆放进转运斗，用吊车将转运斗放置在农用车上，打开转运斗的搅拌装置，保证砂浆在运输和灌注过程中一直搅拌。用农运车将砂浆运至灌注点。
⑺、接好灌注软管，打开阀门，使砂浆缓缓流进灌注袋。注意观察砂浆在灌注袋中的流动情况，在砂浆即将充满木楔位置时，要及时拔掉木楔，在即将灌满的时候，放慢灌注速度，用手感觉每个支撑螺栓的松动情况，每条灌注袋对应的两个支撑螺栓有一个松动即停止灌注。CA砂浆灌注如图（4-1-10）所示：

图（4-1-10）
⑻、当砂浆灌注饱满后，用扎带扎紧袋口，在灌注袋口部分，要留20cm左右的砂浆，并用支撑架支撑。
⑼、砂浆灌注40min后，将袋口砂浆慢慢挤
入灌注袋，然后用铁夹沿灌注袋缝纫线夹住。
⑽、CA砂浆灌注24h后，拆除支撑螺杆，采取自然养生方案。砂浆强度大于1.8Mpa时方可允许机车通行。
3.4 人员、机具配置
CA砂浆施工作业面人员安排如下表(4-1-5)所示：
表(4-1-5)
序号
工序
施工人员
人数
职责
1

施工负责人
1
负责CA砂浆灌注全面工作
2

试验员
1
负责CA砂浆拌制及性能监控
3
拌制
操作员
2
负责操作CA砂浆车、拌制程序
4
普工
4
负责上料
5
运输
司机
2
负责运输砂浆成品至工作面
6
灌注
技术负责人
1
负责砂浆灌注技术指导及质量监控
7
普工
10
负责CA砂浆灌注具体操作
施工机具配备如下表表(4-1-6)所示：
表(4-1-6)
序号
名称
数量
备注
1
CA砂浆搅拌车
1台
拌制CA砂浆
2
20t吊车
1辆
吊放加料、储料斗
3
加料斗
2个
给搅拌车供料
4
储料斗
2个
储存拌制完成的砂浆
5
农用车
2台
运输CA砂浆成品
6
双头灌注漏斗
1个
灌注CA砂浆
另备CA砂浆温度、流动度、含气量检测工具一套，灌注漏斗1个、灌注软管1根、铁桶2只、酒精喷灯1个、工具刀一把、塑料布、木楔、扎带、木板和铁夹若干。
4 凸台树脂填充
4.1设计概况
在单元板铺设完成后，板两端圆弧与凸台之间有一定的间隙，根据设计图纸，该宽度在33mm～40mm左右，该空隙现场用树脂填充，作为单元板与凸台之间的纵向传力的媒介。
4.2 施工工艺
1、 施工前的准备
⑴、用扫把将凸形挡台周围杂物、积水和灰尘清理干净，如有凸台施工的混
凝土残留，人工用钢钎凿掉并清理干净。清理的废弃物应集中处理，不得随意丢弃。
⑵、在灌注树脂的轨道板表面
周围和凸形挡台表面用木板或塑料布覆盖，以防树脂污染单元板和凸台。如图（4-1-11）所示：

图（4-1-11）
⑶、若凸形挡台和轨道板在灌注位置是潮湿状态，需用酒精喷灯或热风机烘干，确保灌注部位干燥。
2、 灌注袋的安放
⑴、将聚乙烯泡沫条塞入灌注袋底部衬孔内，然后将灌注袋沿凸形挡台与单元板空隙塞入。在曲线地段，注意将灌注口置于高的一侧。
⑵、用方木条顶紧泡沫和混凝土底座完全接触，并沿凸形挡台的弧形将灌注袋理顺。用手拉紧灌注袋的两个侧面，使其完全展开并使左右长度均等。
⑶、分别在轨道板凹面和凸形挡台侧面涂上胶水，将灌注袋的两个侧面分别与其粘接，一般先粘凸形挡台的一侧，再粘轨道板的一侧。粘接时要避免出现褶皱。
⑷、在直线地段，切除灌注袋多余部分，使灌注袋上沿和轨道板倒角下沿平齐。
⑸、将侧面聚乙烯泡沫塞入轨道板中间，使其挡住灌注袋的侧面。
3、树脂的搅拌
⑴、打开A组分桶盖，用手持搅拌机将桶底的沉淀物搅起。
⑵、待搅拌均匀后，将B组分缓缓倒入，用手持搅拌机搅拌，使A、B组分充分混合均匀。注意将B组分倾倒干净，否侧会影响树脂的硬化。：
4、树脂的灌注
将搅拌好的树脂倒入较小容器里，以方便灌注。
⑴、在灌注口放好漏斗，将树脂缓缓倒入，即将灌满时，要放慢速度灌注，使树脂完全流平。如图（4-1-12）所示：

图（4-1-12）
⑵、树脂灌注至轨道板倒角下沿位置，停止灌注。在曲线段，要以灌注口为准，必要时在第一次灌注后十分钟左右进行补灌。
⑶、树脂灌满后，在表面会释放内部一些气体附着表面，影响树脂表观质量，此时要用带针尖的工具将其挑破。
⑷、树脂灌注完成后，用塑料薄膜撑紧后覆盖住树脂，并用封箱胶粘牢，防止在树脂凝固前杂物及雨水侵入。
5、 树脂浇铸体的修整处理
⑴、在曲线地段，树脂高出部分用钢刀凿除，表面修理平整。
⑵、特殊情况下，在树脂硬化后需进行二次灌注时，可以在要灌注的树脂表面插入螺钉增加连接强度，螺钉长度应大于40mm，螺钉插入深度控制在25mm以上，宜10cm间距均匀分布，并在原来的树脂表面拉毛，增加粘结力。
二、单元板（CRTSⅠ）式无砟轨道特点
单元板式无碴轨道施工工序多，工艺复杂，每一道工序是否按标准施作到位，均会对下道工序造成很大的影响，从而最终影响轨道的精度。而且由于工序多，交叉作业多，需要做好充分的物流准备。
第2节 双块式无砟轨道