高速铁路桥面系42号板式无砟道岔铺设施工工法.docx

1、高速铁路桥面系42号板式无砟道岔铺设施工工法高速铁路桥面系42号板式无砟道岔铺设施工工法工法编号：2011-24G工字08号中铁二十四局集团有限公司吴鹤敏 杨钱峰 沈剑峰 刘宇峰 王学 1 前言随着我国高速铁路大发展的到来，在高铁与客专线上采用了许多大号码的道岔直接影响到线路的安全性与舒适性，同时也影响到道岔的使用寿命。高速道岔的施工工艺也因此产生并经大量的施工实践得到发展和完善。沪杭铁路客运专线工程是连接上海和杭州二座城市的一条铁路的快速通道，上海至杭州铁路客运专线站前HHZQ-1标：正线里程DK2+210DK17+600，正线长度15.39km；春申线路所至上海南联络线10.66km，标段

2、内松江特大桥主桥面两组42号无砟板式高速道岔是全国范围同类道岔中技术最新的两组道岔，两组道岔均采用无砟板式结构。施工环境困难，工期紧、施工难度大、为确保工程质量，加快施工进度，专门成立了道岔施工攻关小组，经过多次讨论和方案比选，最终确定了2组42号无砟板式高速道岔施工技术：自下而上的道岔铺设克服了道岔的变形、精度难以控制等难点，施工工艺方便可靠，既节约了成本又提高了工作效率。该工程对应的高速铁路CRTSII型板式无砟轨道42号道岔桥上铺设技术于2010年在局集团公司科研立项，其成果达到了国内领先水平，现正在申报总公司科技成果进步奖，现经总结经验和完善，形成本工法。2 工法特点2.0.1 工序清

3、晰明了，工艺简单，便于施工；2.0.2 采用自下而上施工模式进行道岔施工，利于道岔施工质量和精度控制；2.0.3 分组专业施工，利于道岔组件提高铺设质量功效；2.0.4 先进的安装工具及成套精密的测量控制软件利于道岔铺设功效及施工精度控制；2.0.5 辅助软件配合调整软件使道岔在最小的调整工作量达到精度要求。3 适用范围适用于高速铁路、客运专线上板式道岔的铺设。4 工艺原理 采用“自下而上”的是施工模式对板式道岔进行一次性分层铺设，控制每个施工阶段的施工精度，减少施工误差，确保累计误差满足最后道岔轨道精调数值范围内。铺设中按照道岔板、水泥乳化沥青砂浆、道岔扣配件、道岔轨道初铺、精调、焊接等不同

4、工序，采用专业施工班组进行分组施工，提高了铺设效率，保证了铺设质量；铺设前研制专业铺板软件，保证了道岔板铺设精度，道岔轨道初铺选用精密的测量器具，保证了道岔钢轨初铺精度；道岔铺设采用专有工具利于道岔工件的保护，不受损坏；铝热焊接采用进口焊剂和成熟的焊接工艺，利用先进工具有效控制焊接质量。道岔精调采用辅助软件配合科学精密的轨道测量检测仪器和精调工具，极大程度的确保了道岔的静态及动态调整速度和精度。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图5.1 一次性铺设客专线（07）006 42号道岔施工工艺5.2 主要技术参数客专线（07）006 42号板式高速道岔下部结构均采用混凝土板式结构，每组道

5、岔共计混凝土轨道板57块，每块板均为独有结构类型；道岔全长157.2m，前长60.573m、后长96.627m、辙叉角度12150.23，线型为缓和曲线（半径10119m）+圆曲线（半径4100m）+缓和曲线（半径）的复合曲线，、道岔位于桥上，距离地面相对高度17m左右，轨道结构高度690mm。图 5.2.1 客专线（07）006 42号道岔线型图道岔直向通过列车的容许速度为350km/h，道岔曲股通过列车容许速度为160km/h。无砟轨道自上而下由以下部分组成：道岔、扣件、道岔板（型）、底座和找平层，设计结构形式见下图。图5.2.2 轨道断面结构5.3 操作要点5.3.1 道岔板铺设1、主要

6、施工流程在合格的底座板基底上，粗铺道岔板，对道岔板进行初步的控制测量，待粗铺合格后再用事先设置好的GRP点对道岔板进行测量控制和精确定位（精调），精调合格后要先对道岔板上的钉孔位置进行符合性测量，然后灌注水泥乳化沥青砂浆，等水泥乳化沥青砂浆达到规定强度后再拆除道岔板的调节系统。2、铺设要求1） 道岔板应遵循“专业化、机械化、标准化”原则，即组织专业施工队伍，采用专用机械设备按铺设作业指导书进行标准化施工。2） 道岔板铺设应在底座板施工完毕且工程质量验收合格的基础上进行。3） 道岔板铺设前，应具有道岔板铺设图、道岔板铺设技术条件以及相应的作业指导文件和施工组织计划。4） 道岔板铺设作业前应进行施

7、工作业培训。5） 特殊工序作业人员须经过相应的作业培训并持有相应的作业资格证书（主要是测量作业人员、起重作业人员、水泥乳化沥青砂浆灌注人员等）。3、铺板方法1)、施工准备（1） 准备并熟悉相关施工、设计文件以及无砟道岔相关规范、规程、技术条件等。（2） 编制详细的施工组织设计，细化各工序质量控制方法及标准，编制作业指导书。（3） 就接口工程施工顺序、施工便道、施工场地、运输与吊卸、与有关单位做好沟通、协调，划分施工界面，明确各自的工作内容和配合事宜。（4） 按照有关程序和规范要求，对桥面系工程施工质量、无砟轨道精测量网、沉降变形观测与评估等事项进行检查和确认。（5） 开展对道岔板施工各工序操作

8、人员的岗前培训，测量、道岔板初铺与精调、装卸、运输等特殊工种人员需持证上岗。2)、测量控制网复测测量人员对CP点、CP II点及辅助点、二等水准基点及测量成果进行复核。3)、道岔板根据GPR点铺设道岔板粗定位时GRP点的放样数据，根据板长及板缝数据按图，弹出墨线进行道岔板的初铺。图图 道岔板定位用GRP点 图 道岔板吊钩位置4、道岔板精调1）精调硬件设备准备图 松下CF-19便携式电脑图 图 徕卡2003高精度测量机器人 图 前视点预制调板基座图 图 后视点强制对中大三角架图 置镜点强制对中大三角架 图 三向精调器2）道岔板软件系统道岔板精调系统图 道岔板调板系统 图 道岔板检测系统3）数据参

9、数需要数据参数有：线路设计要素、道岔设计参数、道岔板定位孔坐标、外业精调控制点数据等。4）道岔板精调作业利用每块道岔板上四个角的螺栓孔作为测量的基准，在精调前先进行作为基准测量用的道岔板螺栓孔与轨道设计参数坐标的转换。由于道岔板的承轨台的位置和螺栓孔的位置是一次成型的，所以测量时必须对轨道板进行纵向、横向、竖向的三项调整。图 后视点棱镜 图 道岔板精调作业考虑到道岔板的顺接问题，当测量站点变换的时候，需要对上一块调整完成的轨道进行搭接处理，保持道岔板的平顺性。道岔板精调精度必须严格按照板式道岔轨道板精调要求。从施工现场层面来看，精确测量的主要工作内容包括：底座混凝土模板放样数据的计算和现场放样

10、，底座混凝土施工完成的断面复核，道岔板基准网的放样，粗铺前轨道设标网与轨道基准网测量评估，精调数据的计算，精调结果的评估，灌浆后的轨道几何检测。现场测量的核心设备是全站仪及精调测量系统。测量技术的关键是对这两种设备的熟练使用。测量工作的数据处理围绕着专用软件PVP布板软件进行，数据流程如下：图 据流程图5、道岔板水泥沥青砂浆灌注1）道岔板的水泥乳化沥青砂浆灌注与轨道板的乳化沥青砂浆灌注略有不同，由于大多数的道岔板呈多边形，故道岔板的封边一律用水泥砂浆进行封边，板缝处的封边与轨道板一致。图 道岔板侧封边 图 道岔板中间封边2）道岔板精调、压紧、板底清洁、板四周封边等工作合格完成后才进行水泥乳化沥

11、青砂浆的灌注。3）水泥乳化沥青砂浆灌注前对底座板及道岔板底进行润湿处理，但不可有积水。4）水泥乳化沥青砂浆灌注应饱满、无空洞，砂浆灌注时为了使砂浆灌注饱满，灌注孔内的砂浆表面距离道岔板底部要介于300340mm之间。5）在水泥乳化沥青砂浆轻度凝固时将灌注孔和观测孔内多余的乳化沥青砂浆用勺子挖除至板面下150mm后，用一根S形钢筋从灌注孔插至砂浆中，以利于补孔混凝土与砂浆间的连结，S型钢筋设计与轨道板相同。6）水泥乳化沥青砂浆的最小抗压强度达到0.5MPa后可以拆除精调器，灌浆24小时后方可拆除轨道板上面的扣压装置，最小抗压强度达到3MPa后方可承重。7）道岔叉心往岔跟处的道岔板宽度较大，因此需

12、要在道岔板的宽度位置增加扣压装置，防止道岔板在灌注乳化沥青砂浆期间上浮（如下图）。（1）当轨枕根数6根时，设置2个横向下压装置。图 横向扣压装置（2）当轨枕根数7根时，设置4个横向下压装置。6、道岔板复测及验收道岔板灌浆结束后需要进行道岔板复测，复测的步骤如下：1)用CPIII进行自由设站；2)测量道岔板上各定位坐标；3)对道岔板铺设精度进行评估，制定道岔板调整计划。道岔板复测主要设备表 道岔板复测主要设备表 序号设备数量用途1莱卡20031台对各个棱镜的坐标测量2三角架1架架设全站仪3球棱镜6-8只反射目标4球棱镜套筒6-8只安置棱镜5CPIII目标棱镜6-8只全站仪自由设站边角交会目标6气

13、象量测仪器1台测量温度，气象改正对复测精度误差大于2mm的道岔板进行揭板返工处理。5.3.2 道岔轨道工件吊装1、吊装设备选型、吊装方案确定1）吊装设备选型条件根据现场调研情况及厂家提供的道岔图纸、设计道岔位置，现场环境、从吊装设备选型考虑需要如下参考条件：(1)原地面至桥梁上道岔板高差。(2)道岔工件的长度、重量。(3)吊机站立位置选定并确定站定位置与设计位置道岔工件的角度。(4)桥梁上电气化立杆位置影响对吊装的影响程度，在道岔段范围内先不安装电气化立柱。2、道岔最重构件的吊装根据参考条件可以确定设备的选型、吊装工具的选定、道岔工件吊点布置。要认真现场的勘察，从吊机的停机位置、吊机大臂最大伸

14、长量、最困难条件下的吊机起吊重量进行选择初步选定，配备辅助车辆，平板车。表 对吊装42号道岔主选的200吨吊机主要技术参数最大起重能力/作业半径:200吨/3米主臂:12.4吨/67.8米主臂延伸臂:9.2吨/33米外回转半径:11.05米对应2台200t吊机最大起重量可达400t，但根据现场因素的限制，需要进行计算，计算以最困难条件进行。 图 双机抬吊 图 双机抬吊42号道岔岔心根据大臂伸长量查相关参数表得出单个吊机可得出最大起重量，必须满足42号道岔最重工件辙叉部分的起重要求。3、现场吊装计划安排表 吊装设备需求及主要配件表序号设备名称单位数量1200T吊机台22吊装带根10根3卸扣及绳卡

15、个若干4对讲机台6台表 劳动力投入表序号工种单位数量备注1起重指挥人3地面/桥面2起重工人24地面/桥面3吊车司机人42人后备4现场协调人44、吊装流程吊机定位汽车平板就位道岔工件安装吊带吊机起吊落槽进入下一工件吊装。5、吊点布置道岔工件吊点布置要避免受力不均的现象产生，不得弯曲、翻转。吊点布置时要按均衡布置为原则，工件两端缩进4m为两端的第一个吊点，其余吊点按照4m均匀布置，岔心两端吊点缩进1m布置，在可动心位置多布置一个吊点。1）叉心吊点布置图 叉心吊点布置图2）基本轨吊点布置图 基本轨吊点布置图当起吊基本轨时起吊点间距不得大于5m，起吊点距端头距离不大于4m。3）吊卸要求：（1）可动心轨

16、辙叉组件起吊时，要特别注意轨下垫板不要拆卸，可作为临时存放的垫楞使用。（2）钢轨组件起吊时要特别注意防止翻转。（3）吊装时每个工件应按照前后顺序进行吊装，确保吊装时不产生费时，费工。（4）吊装带布置应根据技术要求进行吊点布置，确保钢轨桡度处于最小范围内。（5）吊机指挥需协调好地面与桥面两个位置人员的动作，确保吊卸的安全、质量、效率。5.3.3 道岔轨道精调作业1、主要施工流程在初铺完成的道岔板上，对道岔轨道进行轨检小车采集数据，待专业分析软件将采集的数据分析生成报表后对道岔轨道进行现场调整，现场调整根据专业软件分析报表严格进行，调整完成后再次采集道岔轨道数据，多次采集调整直至符合规范要求。2、

17、铺设要求1） 准备并熟悉相关施工、设计文件以及无砟道岔相关规范、规程、技术条件等。2） 编制详细的施工组织设计，细化各工序质量控制方法及标准，编制作业指导书。3） 就接口工程施工顺序、施工便道、施工场地、道岔运输与吊卸、道岔工电联调、跨区间无缝线路施工等事宜与有关单位做好沟通、协调，划分施工界面，明确各自的工作内容和配合事宜。4） 按照有关程序和规范要求，对线下工程施工质量、无砟轨道精测网、沉降变形观测与评估等事项进行检查和确认，办理相关交接手续。5）开展对道岔施工各工序操作人员的岗前培训，测量、道岔组装与精调、焊接、装卸、运输等特殊工种人员需持证上岗。3、铺设方法道岔精调前准备道岔测量所需要

18、素如下：1）CPIII控制点是进行测量的基础通常以60m为间隔在线路两侧设置CPIII控制点，两组42号道岔因为在桥梁上CPIII控制点得设置在桥梁挡砟墙上。2）选择成熟的测量设备是进行测量的关键。3）平面定测完成道岔及前后100m过渡段的平面定测工作。控制点应接入大地坐标系统，每个控制点至少需要叠加三次，确保数据的科学、准确。4）高程定测两组42号道岔位于桥面上，高程定测尤为重要，高程定测需要定期观测维护复核，确保数据的科学、准确。5）道岔测量基准轨确定4、铺设、精调措施1）调整前准备在正式精调测量及施工之前，首先要完成对道岔轨道的检查和准备，以保证后续测量结果的真实性和可靠性。对附着道岔钢

19、轨、扣件、道岔板的尘土、污垢等需要清除完毕。检查尖轨、心轨与基本轨、翼轨以及顶铁的密贴程度，对不达标的进行调整，要检查道岔扣件的密贴情况，确保数据采集的真实性和可靠性。对道岔钢轨使用快速接头对钢轨接头进行临时连接，确保道岔精调数据采集的正确。图 顶铁密贴部位 图 采用钉闭器将岔心部分顶紧 图 快速接头 图 快速接头连接钢轨接头2）安博格轨检小车施工模式调整道岔道岔精调开始前，采用安博格小车以施工模式对整组道岔进行检测，检查初铺完成、整组道岔的几何状态，对异常点及突变点进行调整。3）道岔线性数据采集采用安博格小车对道岔及前后50m轨道线性数据使用采集模式进行采集。采集数据结果至少反映里程、轨距、

20、水平、绝对高程、高低、方向，其中高低和方向应包括30m及300米波长。4）专业软件分析道岔线性良好、超差点少时，可直接判定道岔线性的调整量；否则用软件计算调整量。调整量计算应遵循“先保证直股，再兼顾曲股；转辙器及辙叉区少动，两端线路顺接”的原则。使用专业软件对安博格小车数据进行分析，计算需要调整点位和调整量，并以表格形式输送。5）调整方案确定通过安博格小车对道岔数据进行采集后，通过专用软件生成静态测量数据报表。采集数据使用专业软件生成道岔线性表。统计表内反映了道岔数据采集后，道岔在平面、高程所需要调整的数据量，高程与平面最大、最小、平均调整量都在表内体现，对技术人员分析调整数据有着极大的帮助。

21、技术人员可将数据采用EXCEL软件进行数据处理，便于施工人员对精调道表 轨检车数据（轨道几何参数）表 轨道精调调整量统计表岔有更加直观的认识。(如下图)图 EXCEL电子表格生成图表6) 现场调整（1）现场调整按“先方向、后水平；先直股、后曲股；先整体、后局部”的原则。道岔方向的调整：以直股为基准调整道岔方向。直线尖轨工作边的直线度，密贴段每米不大于0.3mm，全长不大于2.0mm。曲线尖轨圆顺平滑无硬弯。可动心轨辙叉，直股工作边直线度为0.3mm/1m，全长(可动心轨尖端前500mm至弹性可弯中心后500mm)直线度为2.0mm，心轨尖端前后各1m范围内不允许抗线。可动心轨辙叉，曲股工作边曲

22、线段应圆顺，不允许出现硬弯。道岔的高低、水平的调整：首先保证垫板坐实坐平，滑床板处无空吊板的现象，如果达不到标准，采用特殊的备用胶垫更换标准的胶垫，特殊胶垫有4mm，4.5mm，5.5mm三种规格。道岔的高低水平通过备用调高垫板来调整，初始状态的调高垫板为2块2mm厚的调高垫板，备用的调高垫板为各种规格的1mm和3mm，通过调整调高垫板的规格使道岔高低水平差满足技术标准要求。图 调整垫片轨距、支距的调整：检查轨距方向，如有不适，通过调整轨距块（3种规格）、偏心锥和缓冲调距块相结合的方法可以得到满足，确认合适后以300350Nm扭矩拧紧垫板螺栓，固定垫板。图 偏心锥 图 轨距块调整时应以直基本轨

23、一侧为基准，按照先调支距再调轨距的步骤进行，使尖轨跟端起始固定位置支距、尖轨跟端支距和导曲线支距允许偏差符合设计要求。密贴的调整：在尖轨三个牵引点处用撬棍或钩锁器使直、曲尖轨分别与曲、直基本轨密贴，检查直、曲尖轨第一牵引点后整个密贴段的密贴情况，检验标准1mm；满足要求后，检查直、曲尖轨第一牵引点前与曲、直基本轨密贴，检验标准0.5mm。在心轨第一牵引点处用撬棍或钩锁器使心轨与翼轨密贴，用撬棍使第二牵引点心轨至规定动程，检查心轨第一牵引点处密贴，检验标准1mm；满足要求后，检查心轨尖端至第一牵引点密贴，检验标准0.5mm。通过增减顶铁调整片，调整尖轨、心轨顶铁间隙，并同时与调整轨距、支距相结合

24、，确保尖轨与基本轨密贴，可动心轨在轨头切削范围内应分别与两翼轨密贴、开通侧股时，叉跟尖轨尖端与短心轨密贴。间隙的调整：a.结合道岔高低、水平的调整，使尖轨或可动心轨轨底应与台板间隙不超标。b.在锁定轨温的情况下，应保证限位器子母块居中,间距允许偏差为0.5mm。c.轨撑的顶面应与翼轨轨头下颚密贴。d.通过调整扣件使尖轨跟端支距、趾跟端开口、护轨轮缘槽宽度、查照间隔满足要求。e.滚轮的调整：参照文件滚轮调整指导。（2）根据安博格小车测量数据和分析计算，在道岔直基本轨以外中线不在调整的两个点位的钢轨外侧安装30m或以上钢弦线，使用15cm钢板尺对每根岔枕处的外方矢距进行检查并记录，对偏差超过1mm

25、的点位通过更换偏心锥的方式予以调整，并用调高垫片调整水平超限处所，且相邻岔枕间不超过1mm；之后根据设计轨距调整直尖轨，连续的9根岔枕间轨距偏差不得超过1mm。（3）检查并调整曲尖轨的密贴，对于曲尖轨不密贴的，一是调整尖轨跟段钢轨扣件，二是调整转辙机拉杆，满足尖轨与顶铁间隙不大于0.5mm；之后根据设计轨距检查曲基本轨，相同方法检查和调整直尖轨与顶铁间隙。（4）按10m搭接区，沿直基本轨外侧向岔后方向检查和调整道岔直股方向及轨距、水平，岔心调整方法与尖轨相同；并用支矩尺检查和调整曲股方向，调整范围包括道岔及前后过渡段。（5）经过上述检查之后，再次用安博格小车检查道岔线性，道岔线性有明显改观后，

26、利用更换调高垫片的方法检查道岔水平及高低，必要时使用电子水准仪逐根检查道岔轨面高差。（6）经过上述2-5次的反复调整，即可使道岔几何状态达到合格要求，若由于道岔结构制造的原因造成直曲股不能同时满足要求，则应优先保证直股，曲股尽量调整到位。 图 道岔精调完毕 （7）尖轨与滑床板间存在较大间隙的调整，优先使用调高垫板，最后在使用滚轮调整片调整。 （8）道岔前后线路调整完成后，再结合前后II型板线路调整，完成道岔及前后线路的长波调整。 对调整完成的道岔，应用安博格小车采集并记录完工后的轨道线性，对照验标检查项目逐一检查并记录质量状态。5.3.4 道岔焊接1、焊接顺序客专线（07）006 42号高速道

27、岔，按上图所示焊接顺序，顺序为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14详述如下：1）辙叉轨排与导轨连接部，先直股，后曲股。2）导轨与尖轨跟部，先直尖轨，后曲尖轨。3）基本轨焊接，先直股，后曲股；4）道岔前后钢轨焊接顺序：先岔前，再岔后；先直股，再曲股。图 道岔焊接顺序图2、焊接轨温1）无缝道岔岔区内部钢轨接头的焊接宜在设计锁定轨温范围内进行，无缝道岔与相邻无缝线路的焊联应在设计锁定轨温范围内进行。2）无缝道岔与相邻轨条的锁定轨温差不应大于2。3、焊接接头质量要求1） 不应出现裂纹；2） 可出现2个最大尺寸为1mm的气孔；3） 在轨头下颚与焊筋边缘交界处半径为2mm的区域

28、内，可出现1个最大尺寸为2mm的气孔、夹渣或夹杂。4） 最多可出现3个最大尺寸不超过2mm的气孔；5） 焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的尺寸应符合表，这些缺陷不应侵入钢轨的横断面内；表 焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸缺陷面积mm2缺陷深度mm103152201表线路设计速度km/h轨顶面垂直方向最大偏差mm轨头侧面工作边水平方向最大偏差mm3500+0.2-0.20注：轨头侧面“+”表示凹进，使轨距扩大；轨顶面“+”表示高出钢轨母材基准面。4、施工方法道岔铝热焊接主要分为轨端干燥、轨端除锈去污，对轨，夹具安装，砂模安装，封箱，砂箱预热，铝热坩埚就位，焊剂高温反应，拆模、推瘤，热打磨，冷却打磨及外

29、观及探伤检查等过程。图 焊接关键点控制6 材料与设备材料表6.1 材料表序号材料名称单位数量1偏心锥套件6002调高垫片件4003轨距调整片件50机具设备表6.2 机具设备表序号名称型号单位数量1轨检小车GPR1000台12全站仪台13棱镜个84电子道尺把25方尺把16支距尺把171M靠尺把18塞尺把19电子卡尺把110电子轨温计台111扭力扳手只11250米钢弦线器套113100米长钢尺把114小钢尺根215汽车吊200t台216汽车吊50t台417运输汽车辆218道岔运输特种平板车辆27 质量控制7.1 质量控制7.1.1 道岔板与道岔吊装需要控制纵向和横向桡度。7.1.2 道岔板初铺定位

30、应根据GRP点位置进行初铺，底座板在道岔板初铺前应清理干净，支撑垫块全部放置到位。7.1.3 道岔板精调作业应仔细核对设计数据与现场测量数据，在作业环境变化较大的情况下应多次调整，确保数据科学正确。7.1.4 道岔板用水泥乳化沥青砂浆应在实验室进行多次试验配比，并进行现场灌注后进行揭板观察水泥沥青砂浆离析及产生气泡情况。 7.1.5 道岔板灌注水泥乳化沥青砂浆应在道岔板上设置纵横向扣压装置，防止灌注时的板面上浮。7.1.6 道岔轨道吊装上道岔板前，将各个道岔工件位置全部用石笔标出，控制道岔整体长度。7.1.7 道岔钢轨接头需要采用快速接头进行临时连接，确保精调数据准确。7.1.8 道岔精调数据采集应选择天气晴好，稳