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钢弹簧浮置板道岔施工技术

1 概论

钢弹簧浮置板轨道结构是一种新型的特殊减振轨道结构形式,由道床板、钢弹簧隔振器、剪力铰、密封条、水平限位装置、钢轨与扣件等组成。它将具有一定质量和刚度的混凝土道床板置于钢弹簧隔振器上,构成质量-弹簧-隔振系统。经过钢弹簧浮置板道床的隔离,列车产生的强大振动只有极少量会传递到下部结构,对下部结构和周围环境起到很好的保护作用。

钢弹簧浮置板系统主要应用于要求高、对振动比较敏感的路段。在国内城市轨道交通线路已经有了很多的应用,经过实践证明,该系统隔振效果好,弹簧隔振器寿命长,水平方向位移小,施工简单,检查或更换弹簧十分方便,基础沉降造成的高度变化可以方便快速地通过增减调平钢板进行调整。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2 施工工艺

2.1 钢弹簧浮置板道岔的组成

钢弹簧浮置板道岔主要由钢筋混凝土基底、钢筋混凝土浮置板、桁架式岔枕、道岔及岔区扣件组成(如图1

所示)。

图1 钢弹簧道岔断面图

2.2 施工工艺流程

钢弹簧浮置板道岔因道床结构的特殊性,采用现场散铺的方式组织施工,洞内调整轨道几何尺寸,混凝土整体道床浇注的施工方案进行铺设。(图2)

图2 钢弹簧道岔施工工艺流程图

2.3 基底处理

道岔基底浇筑前,应先复核土建回填层标高及整体平整度,如若基底高层高出设计高程,应将土建回填层凿除至设计高程,最后凿毛并清理干净。

2.4 测量放线

根据设计提供的道岔中心里程,将道岔基底的范围进行放样,严格控制放样精度,同时对基底的标高进行测设,确定基底施工高度。

2.5 基底钢筋绑扎

施工基底钢筋时,需通过轨顶面基准线严控中心沟位置,同时基底横沟处应对基底主筋做切断处理,同时严控中心沟及横沟钢筋保护层,相应模板应位置准确不松动。由于钢弹簧道岔隔振器布置位于线路中心,施工道床基底时需严格按照设计提供中心水沟位置进行预留,防止因基底中心水沟偏差,影响隔振器的安装。(图3)

图3 钢弹簧道岔布置图

2.6 基底中心水沟模板的安装

中心水沟立模位置及几何尺寸以浮置板道床施工图为准。浮置板基底排水沟模板采用方木盒(或钢模),模板安装必须牢固稳定,以防浇筑混凝土时冲击造成跑模、胀模。

中心水沟模板位置可根据道岔枕木编号进行确定,对于水沟突变位置,应采用顺接的形式,平缓过渡,中心水沟的标高按照设计进行安装,道床模板安装必须平顺、位置正确牢固不松动。模板安装质量需满足设计要求。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

模板安装完成后按照设计要求对模板进行复核,防止中心水沟因标高不到位的问题导致基底积水。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2.7 基底混凝土施工

基底浇筑时,应严控基底平整度及标高,基底收面整体平整度误差容许为±2mm/m2,隔振器位置的基底标高容许偏差为0~-5mm,严禁正误差。基底标高高于理论容许值时,应对隔振器周围100mm范围内基底打磨至设计范围。基底高程整体过高时,应将基底整体进行打磨,并严控平整度。若基底高程远低于设计高程时,严禁局部垫高,应将筒体周围200mm范围内基底凿除至漏出基底钢筋,同时四周植筋,将墩台高程做至设计基底高程。

2.8 铺设水沟盖板和隔离膜

①基底浇筑完毕,中心沟上方铺设钢盖板,水沟钢盖板间搭接焊或采用钢筋条对焊,钢板上应加焊U型筋。

②钢盖板加工及安装焊接完毕,应在基底上方铺设隔离膜,隔离膜之间搭接不少于5cm,且用透明胶带或布基胶带粘连,最外侧隔离膜应高出道床面15cm~20cm。施工全程应保护好隔离膜不受损(诸如划破、焊渣烧破等),以免道岔板体与基底粘连影响顶升。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2.9 道岔散铺法轨排拼装

①岔枕铺设。根据道岔的几何尺寸位置关系,将道岔的岔枕按照设计图纸的位置进行铺设,放置的过程中严禁对铺设完成的隔离膜进行破坏。

②道岔拼装。岔枕铺设完成后,对道岔进行安装。道岔安装前需严格按照线路中心线进行控制,通过调整钢轨支承架、道尺、方尺、支距尺等工具,来调整道岔几何尺寸,同时需注意特殊部位的轨枕间距,严格按照设计图纸铺设,防止道岔出现偏差。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

③隔振器外套筒、观察筒安装。根据设计图纸,将外套筒、观察筒的安装位置进行放样,安装位置严格按照设计图纸摆放。外套筒要放置在相邻短轨枕的间隙内。外套筒、观察筒安装就位后,与隔离膜采用硅胶或玻璃胶进行隔离密封,以防止混凝土中的水泥浆渗漏。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

④钢筋笼绑扎。浮置板道岔钢筋采用洞外下料、加工,洞内绑扎及焊接的方式进行。按照图纸将道岔岔枕按照设计要求摆放至设计里程,同时安装钢轨、辙叉、护轨等,用扣件与岔枕连接完毕,后采用丝杠将道岔抬至顶升前的高程,此时应将隔振器外筒及观察筒安图纸要求摆放至要求位置。小间距岔枕位置处,如若隔振器放不下去,则应对岔枕下口进行打磨。然后进行道岔板钢筋安装,由于散铺方式下,道岔板下方钢筋穿束时存在场地限制等困难,可将不好穿束的钢筋先行安放。应注意引出迷流接头等,具体要求见设计图纸。为避免外套筒在浇筑中偏移或浮起,吊耳应与结构钢筋连接牢靠。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

纵向钢筋可采用机械连接、搭接或焊接,施工中严禁损坏基底隔离膜。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

⑤安装模板及其他构件。

1)剪力铰安装。剪力铰需根据钢筋绑扎进度及时安装,防止钢筋绑扎完成后,出现剪力铰无法安装的情况。再根据板缝及轨道中心线进行调整,直到调整到设满足设计要求。2)伸缩缝模板安装。剪力铰安装完成后,即可进行伸缩缝模板的安装。模板由20mm的泡沫板以及两侧各5mm的三合板组成,安装完成后需加固牢靠,避免在混凝土浇筑过程中出现变形、跑模等情况。3)轨道精调。钢弹簧浮置板道岔施工时,需根据顶升设计要求预留顶升量。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2.10 混凝土浇筑及养护

①浇筑作业。混凝土浇筑时要严格按照规程进行振捣,确保混凝土的浇筑质量,隔振器及观察筒四周、枕下等位置应加深振捣。振捣棒力避与支撑架、钢轨及模板相接触。

混凝土应浇筑到设计高度,道床面应设横向人字形排水坡,道床板初凝前应完成收面。收面时应注意清理支撑架、钢轨、扣件、隔振器及观察筒绝缘上盖等位置的灰浆。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

②混凝土养护。板体浇筑完毕后应及时覆盖土工布并保湿养生,板体强度达至5MPa可拆除支撑架及模板。板体达至理论强度70%后,道床可承重。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

板体养生28d,且达至设计理论强度,方步入顶升步骤。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2.11 顶升施工工艺

图4 钢弹簧道岔顶升流程图

①现场清理。拆除浮置板道岔道床周围所有模板,将多余隔离膜切除,并清理浮置板道岔道床范围内的杂物。

②内套筒安装。

1)内套筒搬运。由于内套筒是隔振器的核心部件且结构特殊,必须保证现场存放、搬运时轻拿轻放,严禁内套筒倾倒、倒置。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

2)内套筒安装。顶升作业前,应逐个打开各外筒绝缘上盖,同步割取筒四周隔离膜。检查筒体内是否有建筑垃圾或浮浆等,如有应及时清理,如筒体内存有积水,应及时将水抽干。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

利用定制工具将水平限位装入隔振器外筒内,把电锤上的冲击钻套入工装的中心孔内进行钻孔,达到深度要求为止。将钻孔碎屑清理干净,植入水平限位器,再用植筋胶填缝处理。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

③顶升作业。浮置板板体浇筑完毕,并养生至龄期且达至射进强度。顶升原理为:顶升勾爪锁住隔振器挡块,同时升降套筒顶住内筒顶盖,利用基底的反作用力将板体抬起。顶升可采用CPⅢ法或每块板设置至少8个顶升测点,浮置板顶升容许误差±1mm。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

顶升作业一般为2至3轮,最终达至顶升设计高度。顶升步骤如下:1)将隔振器内筒按照图纸型号要求放至道岔各外筒里,同时在作业面范围内摆放调高垫片锁紧板等,应采取措施防止该若干顶升材料掉落至板底空隙;2)安放隔振器内筒前,应先采用定制工具对外筒中心的基底位置钻孔,压入水平限位器,应检查水平限位器与内筒底部凹槽是否吻合,最后应检查,确保道岔板的每个隔振器处均安装水平限位器。3)采用定制工具将内筒提升起来放至外筒内,道岔板所有内筒安放后,同时仔细核对,确保每个位置的内筒型号正确。方可进行第一轮顶升,道床板顶升起来后,逆时针旋转内筒至设计位置,安放16mm厚调平板,道岔所有位置内筒均放置16mm厚调平垫板后,采用轨检小车测量每个隔振器位置的轨面高程,该隔振器位置轨面高程距离设计轨顶面差值即为调平板的加设厚度。按照同样的方式,进行第二轮顶升,放置剩余的调平板。如若第二轮顶升作业完成后,顶升效果不理想时,可进行第三轮顶升作业。4)顶升至设计值后,及时安装锁紧板及锁紧螺栓,使调平板与隔振器内筒紧牢成一体。5)顶升及精调完毕,应及时安装绝缘上盖,以防落入杂物。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

④收尾工作。1)安装锁紧板,并拧紧M16定位螺栓。2)安装断簧指示器,并盖上外套筒盖板,上紧盖板M8螺栓,套上静电帽。3)清理浮置道床表面,将多余配件、杂物等移除。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

3 注意事项

①由于车站钢弹簧道岔为不等截面构造,岔前窄,岔后宽,施工时可考虑先施工道床范围内的基底,基底施工完成后施作钢弹簧道岔道床板,一是可保证施工作业空间,二是道岔道床板钢筋绑扎,精调容易操作;②道岔精调作业需特别注意,由于钢弹簧道岔比普通道岔增加了减振设备,导致道岔精调的几何尺寸要求非常高,同时对轨枕的间距、隔振器的位置,观察通的位置摆放需精准定位,确保不影响后续的钢筋绑扎作业;③道岔排水施工,一是需要注意中心水沟的排水,严禁出现反坡排水,道岔排水基本是通过基底中心水沟排放,尤其需注意中心沟拐角变化,二是道床的双侧边沟施工,因车站道岔道床板与水沟齐平,需特别注意水沟的标高及水沟底的排水;④顶升过程中需注意周边环境,严禁其它杂物掉入浮置板周边缝隙,若发现需及时清出;顶升时,作业人员之间配合要默契,听从指挥,严禁单独作业;顶升必须每个隔振器依次进行并记录,杜绝漏顶现象;顶升完的隔振器外套筒须注意保护,避免杂物进入浮置板底部。

4 结束语

钢弹簧道岔施工是一项施工难度高,精度要求高,配合度高的施工,施工过程中既需控制道岔的各项几何尺寸,又要确保钢弹簧减振体系的施工质量,在两种结构的同时作用下发挥其作用,故施工过程中更需注意细节控制。

文章来源:

原文名称:地铁车站钢弹簧浮置板道岔施工技术研究󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

作者信息:张智 (中铁十二局集团第三工程有限公司,太原 030024)󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

期刊信息:价值工程

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