無砟軌道技術，是一種澆築道床混凝土一次成型的軌道技術。
基本介紹
- 中文名：無砟軌道技術
- 例如：武廣鐵路
- 工藝原理：澆築道床混凝土一次成型
- 特點：操作簡便、安全實用
工程介紹,工藝原理,工藝流程,測量放樣,安裝流程,澆築和養護,各國研究,德國,日本,法國,英國,韓國,
工程介紹
路基上雙塊式無砟軌道施工技術的關鍵是無砟軌道的施工 精度和軌道幾何形位的控制，這必須依賴於先進的施工工藝、成 熟的施工技術、完整配套的施工機械、訓練有素的施工隊伍和合 理的施工工期。
工藝原理
時速350km客運專線無砟軌道施工根據無砟軌道道床施工精度要求高和控制困難的特點，採用就近鋪設和便於精度控制的原則，在施工道床板的附近將雙塊式軌枕吊放至待鋪位置，再經過鋼筋綁紮、軌排組裝、綜合接地和軌道粗調等關鍵工序後，用軌檢小車測量系統對軌道的幾何尺寸進行精調，使其滿足設計精度要求，最後澆築道床混凝土一次成型。該工藝具有操作簡便、安全實用和軌道幾何尺寸精確、快速定位等特點。
工藝流程
施工工藝流程圖見圖1。
測量放樣
4.2 布置上、下層縱向主鋼筋在施工現場附近進行鋼筋下料、加工，並將施工範圍內的支承層混凝土面鑿毛並清洗乾淨。按設計檔案要求將上、下層縱向主鋼筋擺放於支承上。
4.3 軌枕的拼裝直接在道床板鋪設位置進行，按照軌枕間距散放軌枕，大致調整軌枕中心線位於承軌台同一條直線上。選定軌枕的一側作為基準側，將25m工具軌平穩地擺放在擋板座槽內，並與軌下墊板密貼吻合在一起。調整軌枕間距並緊固基準軌上的扣件，再用軌距尺調整軌距並用軌距拉桿固定，最後緊固非基準軌上的扣件。使用手搖式起道機將拼裝好的軌排整體起升到接近設計高度。
4.4 安裝螺桿調整器每隔2 根軌枕安裝1 對，鋼軌托盤裝到軌底，扣緊壓軌塊，使軌底與螺桿調整器托板接面處無空隙，使之密貼。在軌排端的第1、2、4 根軌枕前（或後）需要各配一對螺桿調整器，用於精確調整軌道的高低和水平。螺桿調整器中的平移板安裝在中間位置，以保證能夠向兩側移動。根據超高的不同選擇螺桿調整器托盤的傾斜插孔（用於調節與底座面的角度，確保垂直），旋入螺桿，安裝PVC管。用扳手擰緊調節螺桿使之接觸混凝土支承層。
4.5 軌道的粗調
在軌排的一端，以加密基樁為基標，在基標處使用“L”型軌道卡尺量取基標垂線至鋼軌軌頭水平距離及基標至軌面的垂直高度，通過橫向調整絲桿使軌排橫向移動調整軌排方向。調整螺桿調整器支腿處豎向絲桿，調整軌排高程，
4.6 鋼筋的綁紮、絕緣及綜合接地
4.7 模板及固定體系的安裝
模板安裝時用電鑽在支承層面上放置模板的位置鑽孔，然後用膨脹螺栓固定特製的模板三角支撐架。每隔2~3 根軌枕，對應軌枕埋設鋼製地錨，地錨上設橫向調整螺桿，螺桿一端與雙塊式軌枕塊桁架鋼筋焊接，可用以軌道微調同時防止澆築混凝土時軌排上浮。
4.8 軌道精調
使用軌檢小車逐一檢測每根軌枕處的軌頂高程、軌道中線位置、線間距、軌道平順度等幾何形位。根據軌檢小車顯示的數據，通過調整螺桿調整器和斜向支撐來精確調整軌道的高低、方向、水平、超高。因為調整每個螺桿調整器都會對其相鄰的調整器產生影響，所以此項工作需反覆多次方能達到精度。
4.9 澆築混凝土
混凝土澆築前，反覆測量軌道幾何形位、鋼筋保護層厚度，檢測鋼筋網絕緣性能，當全部滿足設計要求後，方可進行混凝土的澆築。混凝土振搗快插慢拔，直到軌枕底部沒有氣泡為止，但也不得過振，防止混凝土離析。澆築完的混凝土，經過3 次找平收光：第一次是在澆築完成後；第二次是在混凝土剛初凝的時候；第三次是在初凝後快產生強度的時候。第三次收光之後，立即清理軌枕和鋼軌面的污染。
4.10 混凝土養護及支架拆除
混凝土澆築後，避免與流動水相接觸，並在12h 內覆蓋灑水養護，灑水次數應能保持混凝土處於潤濕狀態，道床混凝土的養護期不少於7d。混凝土初凝後解開夾板螺栓，同時將兩根鋼軌上支承絲桿放鬆一圈，再用扳手放鬆扣件等固定裝置，釋放鋼軌溫度應力。待道床混凝土強度達到 5MPa 後，開始拆卸工具軌、模板和支承架。支承架絲桿拆除後，遺留的螺栓孔採用高強度無收縮砂漿封堵。
4.11 鋪軌
100m廠制軌經焊軌廠焊接成500m長軌後，運至現場存軌基地，在存軌基地裝入長軌支架車運至鋪軌現場，由WZ500 型鋪軌機鋪設，K922 閃光接觸焊機焊接成無縫線路。
安裝流程
1)鋪設軌枕。
在鋪設軌枕前，測量人員用畫線器將軌枕兩端位置直接畫在土工織物上；加工製作木塊，木塊高度與凸台高度齊平或略高於 凸台，木塊高度與軌枕底寬一致。在底層鋼筋問的土工織物上放 置木塊，木塊方向與軌道中心線平行，位於軌枕兩端。木塊邊緣與畫在土工織物上軌枕端線位置對齊。人工將軌枕從存放地抬
到木墊塊上。
2)調整軌枕間距。
3)軌排精調施工。
精調施工內容如下：a．確定全站儀坐標。全站儀採用自由設站法定位，通過觀測附近8個固定在接觸網桿上的控制點稜鏡，自動平差，計算確定位置。改變測站位置，必須至少交叉觀測後方利用過的4個控制點。為加快進度，每工作面配備2台具有自動搜尋，跟蹤，計算，傳輸數據功能的全站儀。b．測量軌道數據。全站儀測量軌道精測小車頂端稜鏡，小車自動測量軌距，超高。 c．反饋信息。接收觀測數據，通過配套軟體，計算軌道平面位置，水平，超高，軌距等數據，將誤差值迅速反饋到精測小車的電腦顯示螢幕上，指導軌道調整。d．調整標高。用普通六角螺帽扳手，旋轉豎向螺桿，調整軌道水平，超高。高度只能往上調整，不能下調。e．調整中線。採用雙頭調節扳手，調整軌道中線。精調好軌道後，儘早澆築混凝土。澆築混凝土前，如軌道放置時間過長或環境溫度變化超過l5℃，或受到外部條件影響，必須重新檢查或調整。 。
澆築和養護
1)混凝土澆築前準備工作。
道床板混凝土和易性採用二次攪拌的方法來控制。先在試驗室進行混凝土配合比設計，確定混凝土外加劑的最佳摻量。混凝土的坍落度應控制在70 iTl/n~140 FfI1TI之間。當所有的模板都固定、緊固與密封后，用空壓機將碎片垃圾清除，保持軌道板範圍內清潔。在混凝土中間層上灑水，直到混凝土表面處於飽和狀態。在軌枕和扣件上覆蓋保護層，在澆築}昆凝土期問不能損壞保護層，防止在澆築?昆凝土過程中污染軌枕和扣件。對調整螺栓塗刷油脂，便於混凝土澆築後調整螺栓可以拆下。軌枕底部必須濕潤。當混凝土澆築高度高於軌枕底部時，向前變換澆築位置。人工使用3根振搗棒進行振搗。禁止在一個地方長時間振搗，造成 混凝土離析。混凝土振搗完成10 ITI後，將軌枕扣件和鋼軌上的覆蓋物移除。當混凝土開始產生強度時，進行二次抹灰找平。
2)調整螺栓及扣件拆除。
當混凝土初凝後，鬆開調整螺栓。先用扳手將調整螺栓放鬆一圈，用螺栓緊松機鬆開扣件，再用套筒扳手放鬆調整螺栓支架。鋼軌連線處魚尾板用扳手鬆開。鬆開扣件的時間取決於混凝土性能和環境溫度，由混凝土質檢工程師根據現場混凝土硬化情況確定。
3)混凝土養護。
混凝土採用化合物進行養護。養護用化合物使用在整個道床混凝土表面，用棉/麻布袋材料覆蓋，在混凝土澆築後，至少要覆蓋3 d且應保持棉 麻布袋濕潤。 雙塊式無砟軌道道床容易開裂，為保證道床板的施工質量，在施工過程中採取以下防開裂措施：a．根據環境溫度和混凝土產生強度的情況及時鬆開鋼軌扣件，讓鋼軌處於自由伸縮狀態。b．根據工藝試驗的情況考慮在混凝土中摻加纖維以增加混凝土的抗開裂性能的可能性。c．加強混凝土養護。環境溫度小於5℃ 或大於30℃時，不宜澆築?昆凝土。當環境溫度大於25℃時，應採取防護措施以免陽光直射。對道床?昆凝土覆蓋進行充分養護。當環境溫度大於30℃時禁止在上午澆築?昆凝土，澆築時間最好選擇在氣溫稍低的下午和晚間。
各國研究
德國
德國是世界上研究及套用無碴軌道較早的國家。德國鐵路研究開發無碴軌道採用的體制是由德鐵制定統一設計基本要求，有公司、企業自行研製開發。新開發的無碴軌道在進入德鐵路網之前，必須通過指定試驗室的實尺模型激振試驗及性能綜合評估，並經EBA（德鐵技術檢查團）認證、批准後，方有資格在鐵路線上進行有線長度的試鋪。試鋪的無碴軌道要經過5年的運營考驗並經EBA的審定，通過後方可正式使用。
德國自1959年開始研究、試鋪無碴軌道，首先在希爾塞德車站試鋪了3種結構，隨後又在雷達車站和奧爾德車站試鋪了2種結構，1977年又在慕尼黑試驗線試鋪了6種。1959-1988年是德國無碴軌道的試鋪期，共鋪設無碴軌道36處，累積21.6km。在此期間先後在土質路基、高架橋及隧道內試鋪了各種混凝土道床的無碴軌道。經過不斷改進、最佳化和完善，形成了德國鐵路無碴軌道系列和比較成熟的技術規範及管理體系，研製了成套的施工機械設備和工程質量檢測設備，為無碴軌道在德鐵的推廣套用創造了良好的條件。經過幾十年的開發和研究，德國已經成功研發了雷達型、Bogl型、Zubin型、ATD型、Getrac型、BTD型、SATO型、FFYS型、Walter型、Heitkamp型等十幾種無碴軌道結構形式。到2003年，德國鐵路無碴軌道總鋪設長度600多公里。德國無碴軌道的主要結構式軌枕埋入式和博格板式無碴軌道。初期鋪設的雷達型和博格板式軌道都經歷了30年的運營考研，軌道狀態始終良好。
日本
日本式發展無碴軌道較早的國家之一，從20世紀60年代中期開始進行板式無碴軌道的研究到目前大規模地推廣套用，走過40年的歷程。日本的高速無碴軌道占當年鋪設鐵路的比例，在20世紀70年代達到60%以上，而90年代則達到80%。目前，其累計鋪設里程已達2700多km（其中新幹線約1600多km），為世界上鋪設無碴軌道最長的國家。在規模發展的同時，日本還不斷改進、完善結構設計參數和技術條件，最終將普通A型和框架型板式結構作為標準定型。框架型在混凝土和CA砂漿用量上較A型板少，可減少板的成本，也可減少日溫差引起的板的翹曲。最初的A型和框架型板為普通鋼筋混凝土結構，適用於溫暖地區和隧道內，在東北、上越新幹線等寒冷地區則採用雙向預應力A型板。
另外，為解決新幹線的噪聲及振動問題，實現客運專線高速鐵路發展與社會環保兼容的目的，經試驗後，將減振G型板式軌道作為標準形式，規定在減震降噪區段鋪設。
法國
法國是以有碴軌道為代表的高速鐵路國家，一直以有碴軌道能以270~300km/h運營而感到驕傲。但後來發現在早期建造的東南線、大西洋線上，道碴的粉化嚴重，使軌道幾何尺寸難於保持，維修周期縮短，維修費用大大增加，甚至影響正常的運營，結果使用不到10年就不得不全面大修，更換道碴，且不得不通過提高道碴標準及採取一些輔助措施來維持有碴軌道的高速運營。於是法國也逐漸認識到無碴軌道的優越性，開始了無碴軌道的研究和試驗。法國開發的VSB-STEDEF是雙塊式無碴軌道，屬於LVT型無碴軌道。
英國
英國的無碴軌道主要有兩種，即LVT型無碴軌道和PACT型無碴軌道。LVT型無碴軌道是在雙塊式軌枕（或兩個獨立支撐塊）的下部及周圍設橡膠套靴，在塊底與套靴間設橡膠彈性墊層，在雙塊式軌枕周圍及底下灌注混凝土而成形，為減振型軌道，現已鋪設總長度約為360km。
韓國
韓國首爾至釜山的高速鐵路全長412km，分2期工程建設，一期工程由首爾至大邱，全長289.3km，二期工程由大邱至釜山南段，全長122.7km。一期工程在光明車站和章上、花信、黃鶴3個隧道鋪設了53.841km無碴軌道，主要採用德國普通雷達型無碴軌道。二期工程已於2002年6月開工，預計2010年12月竣工，計畫全部鋪設雷達2000型無碴軌道。
目前，韓國鐵路無碴軌道建設中採用較多的是Rheda雙塊式軌道（德國）、Zublin雙塊式軌道（德國）、Bogl板式軌道（德國）、日本板式軌道。
