橋上旭普林（Züblin）無(wú)砟軌道機(jī)械施工技術(shù)

1、    橋上旭普林（Züblin）無(wú)砟軌道機(jī)械施工技術(shù)摘要： 旭普林型無(wú)砟軌道系我國(guó)在鄭州西安鐵路客運(yùn)專線首次引進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是成型后的軌道精度高，軌道幾何尺寸能夠持久保持，更換受損的無(wú)砟軌道更為方便。橋上旭普林無(wú)砟軌道機(jī)械施工的重點(diǎn)是混凝土道床板的施工技術(shù)。該機(jī)械施工方法對(duì)測(cè)量技術(shù)有較高的要求，具有便于操作、速度快、精度高、社會(huì)效益明顯等優(yōu)勢(shì)。 關(guān)鍵詞： 旭普林無(wú)砟軌道；底座；隔離層；道床板；施工技術(shù)        1  旭普林無(wú)砟軌道概述     

2、60;  旭普林型無(wú)砟軌道系統(tǒng)是由旭普林建筑股份公司于1974年開(kāi)發(fā)，是在水硬性混凝土底座上鋪設(shè)雙塊埋入式無(wú)砟軌道。其特點(diǎn)是先灌注道床板混凝土，然后將雙塊式軌枕安裝到位，通過(guò)振動(dòng)法將軌枕嵌入壓實(shí)的混凝土中，直至到達(dá)精確的位置1。橋上無(wú)砟軌道由于下部結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，無(wú)彎矩，同時(shí)橋面板受到防水層和鋼筋混凝土層的保護(hù)，因此橋上旭普林無(wú)砟軌道設(shè)計(jì)成兩層：下層與混凝土保護(hù)層永久連接，上層與軌枕或與軌條扣件直接結(jié)為一體。兩層混凝土板之間隔著人造橡膠或?yàn)r青土層，縱向力通過(guò)限位塊傳遞。橋上旭普林無(wú)砟軌道橫斷面圖見(jiàn)圖12。         

3、;2  橋上旭普林無(wú)砟軌道機(jī)械施工工藝原理         旭普林無(wú)砟軌道的施工原理是在水硬性混凝土底座上，進(jìn)行混凝土道床板的施工，并且將軌枕和混凝土道床板澆筑在一起。它利用精確定位的支撐柱對(duì)模板及軌枕進(jìn)行定位。其機(jī)械施工工藝原理模型見(jiàn)圖2。         3  施工方法及工藝流程         3.1 旭普林無(wú)砟軌道施工準(zhǔn)備  無(wú)砟軌道施工前，必須對(duì)已

4、完工橋梁進(jìn)行全面檢查，對(duì)工后沉降情況進(jìn)行綜合評(píng)估，預(yù)測(cè)墩臺(tái)基礎(chǔ)工后沉降應(yīng)不超過(guò)15mm，相鄰墩臺(tái)的沉降差應(yīng)不超過(guò)5mm，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)沉降標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行無(wú)砟軌道的施工。         3.2 旭普林無(wú)砟軌道控制測(cè)量  施工前采用GPS復(fù)測(cè)段內(nèi)CP、CP點(diǎn)，復(fù)測(cè)無(wú)誤后按旭普林要求布設(shè) CP控制網(wǎng)。         3.2.1 CP平面控制基標(biāo)  因CPI、CPII控制網(wǎng)點(diǎn)位太遠(yuǎn)，無(wú)法滿足CP控制點(diǎn)的施測(cè)，因此應(yīng)對(duì)CPII控制網(wǎng)進(jìn)行加密。

5、在CP基礎(chǔ)上采用后方交匯法施測(cè)，設(shè)置線路兩側(cè)的CP控制點(diǎn)，橋上布設(shè)在防撞墻上。CP點(diǎn)兼為高程控制基標(biāo)點(diǎn)，間隔60m分布。備用點(diǎn)設(shè)置在混凝土襯砌邊墻上。測(cè)設(shè)見(jiàn)圖3 CP控制網(wǎng)。         3.2.2 CP高程控制基標(biāo)  使用精度為±0.3mm 的Leica DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀及配套3m條碼銦鋼標(biāo)尺，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量，精度要求對(duì)CP控制基標(biāo)進(jìn)行往返水準(zhǔn)測(cè)量，并進(jìn)行嚴(yán)密平差3。         3.3 橋梁上無(wú)砟軌道底座施工 

6、0;對(duì)橋梁上底座進(jìn)行分段施工，分段長(zhǎng)度為644cm，段之間結(jié)構(gòu)縫寬10cm。將梁體保護(hù)層表面清理干凈，在施工前2天，多次澆濕保護(hù)層表面，使其保持充分濕潤(rùn)。         3.3.1 模板安裝  安裝模板應(yīng)根據(jù)測(cè)量放樣，精確安裝側(cè)模板、結(jié)構(gòu)縫端模板和抗剪凹槽模板，并支撐牢固。兩側(cè)模板連續(xù)設(shè)置，在結(jié)構(gòu)縫處安裝橫向模板。底座的平面測(cè)設(shè)采用坐標(biāo)法，高程放樣按精密水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行測(cè)設(shè)，模板位置由測(cè)量員采用±5 mm的精確度進(jìn)行測(cè)量。針對(duì)中部抗剪凸臺(tái)的摟空處理，混凝土施工需要相應(yīng)的模板框。模板框做成漏斗型，以方便在

7、混凝土初凝后拆除。         3.3.2 鋼筋綁扎  鋼筋分類捆綁并提前運(yùn)輸、存放于施工現(xiàn)場(chǎng)，且方便于現(xiàn)場(chǎng)施工。施工過(guò)程中將水平箍筋與保護(hù)層“門(mén)”型鋼筋按照設(shè)計(jì)要求綁扎在一起。         3.3.3 澆筑混凝土  混凝土由攪拌運(yùn)輸車(chē)通過(guò)橋下施工便道運(yùn)至施工地點(diǎn)附近，采用混凝土泵車(chē)將混凝土輸送至橋上施工部位的模板內(nèi)，采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。         3.4

8、隔離層施工  隔離層材料使用聚脂薄膜（LDPE/PE膜），經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐：因?qū)嶋H效果不明顯，鄭西公司發(fā)文取消，只鋪設(shè)5mm厚土工布。鋪設(shè)在下部結(jié)構(gòu)表面并適當(dāng)固定。首先將整張薄膜鋪在下部結(jié)構(gòu)板表面，然后在抗剪凸臺(tái)的位置用刀割出方孔。割下的那一塊剛好補(bǔ)在下面凹槽的底面。要注意的是，在凹槽邊緣薄膜應(yīng)向外伸出（約 5cm 到10cm）。         抗剪凸臺(tái)四周的豎向墊片固定在下部底座板上，隔膜及其與彈性墊片的接縫采用膠條密封，以確保混凝土澆筑時(shí)不會(huì)有混凝土漏入膜內(nèi)。進(jìn)行混凝土澆筑前，再全面的檢查一次隔離膜的鋪設(shè)質(zhì)量，必須

9、保證豎向墊片和隔離膜位置完好無(wú)損。         3.5 道床板施工（C40）         3.5.1 施工測(cè)量         3.5.1.1 加密基樁測(cè)量  無(wú)砟軌道安裝之前，依據(jù)基樁控制網(wǎng)（CP）進(jìn)行基樁加密。加密時(shí)采用光學(xué)準(zhǔn)直法和精密水準(zhǔn)測(cè)量方法，逐一測(cè)定加密基樁的位置和高程，并標(biāo)定點(diǎn)位；加密基樁間距510m；加密基樁設(shè)置線路中線或兩側(cè)；道岔區(qū)應(yīng)在岔心、岔前、岔后位置及道岔前后100

10、200m范圍內(nèi)增設(shè)控制基樁，其位置一般設(shè)置在直股和曲股的兩側(cè)，可按坐標(biāo)直接測(cè)設(shè)，也可按岔心和直股與曲股線路方向測(cè)設(shè)，并應(yīng)埋置永久性樁位。 加密基樁（基準(zhǔn)器）測(cè)設(shè)精度應(yīng)符合如下規(guī)定：         相鄰控制基樁的平面X，Y方向限差為±1.0mm；高程限差不大于0.5mm；加密基樁間偏差應(yīng)在兩相鄰CP控制點(diǎn)內(nèi)調(diào)整。         3.5.1.2 支撐柱坐標(biāo)計(jì)算  安裝框架與支撐柱的關(guān)系點(diǎn)，即是支撐柱頂端鋼球的中心點(diǎn)，直線段支撐柱間距為3.27m；

11、一側(cè)到軌道中軸線距離為1.540m；球形棱鏡至軌頂面的距離為0.1758m。橫截面示意圖見(jiàn)圖4，縱截面示意圖見(jiàn)圖5。         在已知的和已計(jì)算出的間距內(nèi)，在兩個(gè)相對(duì)的支撐點(diǎn)的連接線上進(jìn)行2個(gè)點(diǎn)的定線。將兩側(cè)的設(shè)計(jì)值再向內(nèi)移動(dòng)0.3m，就得到定線。這樣是為了保證這些點(diǎn)在鉆孔和安裝支撐柱后仍然可以看到。在底座上將螺栓套管放入預(yù)先鉆好的孔內(nèi)，用來(lái)標(biāo)記這些點(diǎn)，根據(jù)這兩個(gè)點(diǎn)可以設(shè)置鉆孔標(biāo)尺。         3.5.1.3 支撐柱、模板安裝  對(duì)于支撐點(diǎn)來(lái)說(shuō)

12、，總是有一個(gè)固定支撐端和一個(gè)活動(dòng)支撐端。固定支撐端可以確定位置（里程）和高度的尺寸，活動(dòng)支撐端可以根據(jù)軸線的距離來(lái)確定高程。固定支撐端在將來(lái)用于位置確定的基準(zhǔn)鋼軌的一側(cè)，在彎道內(nèi)是超高的鋼軌一側(cè)。通過(guò)全站儀測(cè)量，將支撐點(diǎn)調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)位置。全站儀在固定點(diǎn)網(wǎng)的設(shè)置，是在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)向前和向后，與軌道測(cè)量控制網(wǎng)（CPIII）內(nèi)的8個(gè)自由定位的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行連接。         為了將支撐柱安裝在設(shè)計(jì)位置上，先在一個(gè)未安置好的、位于固定支撐端一側(cè)的支撐柱上安裝全站儀，然后自由定位。在固定支撐端一側(cè)支撐柱的延長(zhǎng)線上安裝全站儀并滿足精度要求。 

13、0;       安裝過(guò)程：在每個(gè)支撐柱的位置，固定支撐端一側(cè)，支撐點(diǎn)的位置可以粗略的、按照每側(cè)與軸線的距離誤差為±5mm設(shè)置，高度應(yīng)該較精確，即以±0.5mm為限；在活動(dòng)支撐端一側(cè)，支撐點(diǎn)的位置應(yīng)該粗略的、按照每側(cè)與軸線的距離誤差為±5mm設(shè)置，超高（由于考慮到單側(cè)軸線距離）以±0.5mm為限。通過(guò)全站儀的目標(biāo)追蹤系統(tǒng)，可以得到球狀棱鏡的三維坐標(biāo)，并且持續(xù)顯示出位置、邊距和高度與設(shè)計(jì)值的偏差。已知支撐點(diǎn)的剩余偏差必須小于0.5mm。擰緊支撐柱上的預(yù)應(yīng)力螺栓，則安裝測(cè)量工作結(jié)束，每次變更全站儀測(cè)量定點(diǎn)后，

14、最后的3到5對(duì)支撐柱都要重新測(cè)量。         完成支撐柱的粗安裝以后，即可以安裝并固定混凝土道床板的鋼模板軌道。在支撐柱位置處，鋼模板軌道被中斷，采用一個(gè)附加的鋼軌進(jìn)行連接，且該斷開(kāi)處通過(guò)獨(dú)立的中間板作為補(bǔ)充模板。安裝支撐柱、模板如圖6所示。         3.5.2 鋼筋布設(shè)、接地焊接  道床板的配筋包括縱向鋼筋、橫向鋼筋以及抗剪凸臺(tái)處的鋼筋籠。所有縱向鋼筋與橫向鋼筋之間用絕緣卡綁扎，做好絕緣處理。且鋼筋相互間電阻采用絕緣電阻表測(cè)試，其值應(yīng)不小于

15、2兆歐。 綁扎鋼筋的同時(shí)進(jìn)行接地處理，接地鋼筋的搭接必須采取焊接搭接的形式，其它所有的搭接形式采用鋼筋相互錯(cuò)開(kāi)的綁扎搭接形式。         3.5.3 混凝土施工  旭普林無(wú)砟軌道的機(jī)械化施工是通過(guò)專門(mén)為此設(shè)計(jì)的推進(jìn)機(jī)來(lái)完成。用混凝土運(yùn)輸車(chē)將混凝土從拌合站運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)，接滑槽將混凝土直接導(dǎo)入模板中。澆注時(shí)采用旭普林成套施工設(shè)備中的第二單元混凝土壓實(shí)車(chē)，開(kāi)啟振動(dòng)框架，同時(shí)用隨機(jī)配置的2個(gè)振動(dòng)棒振搗混凝土，將混凝土整平搗實(shí)。同時(shí)用旭普林設(shè)備中的刮板對(duì)混凝土的表面進(jìn)行初步收面整平。    

16、0;    3.5.4 軌枕安裝與壓入  利用平板運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送5×5形式成垛的軌枕到安裝地點(diǎn)，采用25t汽車(chē)吊卸車(chē)。軌枕垛按間距16.35m擺放在施工地段兩側(cè)，擺放時(shí)軌枕層間放置10×10cm方木，軌枕垛下墊木方，保證擺放位置的平穩(wěn)。橋上，軌枕垛擺放在橋兩側(cè)防撞墻外側(cè)電纜溝槽蓋板上。軌枕擺放時(shí)要避開(kāi)CPIII控制基樁，并滿足測(cè)量的通視要求。         軌枕安裝單元吊起1根橫梁和1組裝配好5根軌枕的軌枕框架，前行到要安裝的地段內(nèi)，先將橫梁放置在一對(duì)支撐柱上，然后放

17、下軌枕框架，振動(dòng)壓入新澆筑的混凝土中。檢查軌枕框架和橫梁之間的接觸點(diǎn)，確保沒(méi)有間隙，保證軌枕的壓入深度及位置的精確。軌枕壓入后，對(duì)混凝土表面的變形進(jìn)行收面壓光。 軌枕壓入施工采用旭普林成套施工設(shè)備中的第三單元（軌枕安裝單元）施工。軌排安裝與壓入見(jiàn)圖7。         3.5.5 混凝土表面抹平  軌枕壓入后，需對(duì)混凝土表面進(jìn)行二次收面，采用鐵抹子將混凝土表面刮平、壓光，在混凝土與軌枕交接之處進(jìn)行鉤邊，由混凝土往軌枕塊方向進(jìn)行。         3.5.6

18、 橫梁、框架回收  道床板混凝土初凝后（大約混凝土澆筑45h后）即可松開(kāi)框架支撐柱與軌枕的連接螺栓，操作拆卸單元吊裝橫梁與框架并運(yùn)輸?shù)杰壵硌b配單元后端，以備裝配單元組裝新的軌枕框架。         3.5.7 支腳、模板拆除及倒運(yùn)  支撐柱和模板在橫梁和框架吊裝后即可拆除。電動(dòng)扳手松開(kāi)固定螺釘，采用拆除單元的吊具，將支撐柱和模板吊裝到回收單元的平板上。然后與前端施工銜接形成一個(gè)閉合的施工流水線。         3.5.8 混凝土養(yǎng)護(hù)

19、  混凝土初凝前后采取噴霧保濕養(yǎng)護(hù)措施，并及時(shí)覆蓋土工布灑水和覆蓋防雨布自然養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于潤(rùn)濕狀態(tài)；在氣溫較高的情況下，白天至少灑水3次，混凝土表面必須保證不缺水；當(dāng)環(huán)境溫度低于5時(shí)，禁止灑水養(yǎng)護(hù)，可在混凝土表面噴涂養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)。         混凝土養(yǎng)護(hù)期間注意采取保溫措施，防止混凝土表面溫度受環(huán)境影響（暴曬、氣溫劇降等）而發(fā)生劇烈變化。確?；炷帘砻婧蛢?nèi)部二者間溫差不得大于15?；炷琉B(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天，且對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)過(guò)程作詳細(xì)記錄。成型后的道床板見(jiàn)圖8。    

20、60;    3.6 施工工藝流程詳見(jiàn)圖9         4  質(zhì)量控制及檢測(cè)         4.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)  橋上旭普林無(wú)砟軌道機(jī)械施工質(zhì)量必須符合客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)200785號(hào)）、旭普林無(wú)砟軌道系統(tǒng)施工手冊(cè)（旭普林公司編制）的要求。道床板模板幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1； 道床板鋼筋的綁扎允許偏差標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2；混凝土道床板外形尺寸允許偏差標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。  

21、60;     4.2 檢測(cè)         4.2.1 道床板混凝土澆筑前檢測(cè)         4.2.1.1 利用全站儀復(fù)測(cè)支撐柱的三維坐標(biāo)；采用正矢檢測(cè)專用工具對(duì)檢測(cè)段的支撐柱進(jìn)行連續(xù)正矢檢測(cè)，檢測(cè)相鄰11個(gè)支撐柱上端凹槽中心的實(shí)測(cè)與設(shè)計(jì)正矢偏差（弦長(zhǎng)約19.62m）。         4.2.1.2 采用專用軌道尺超高檢查支撐柱的超高和橫距。調(diào)整正矢偏差控制在±

22、;1mm；檢測(cè)超高和橫距控制在±1mm。所檢測(cè)項(xiàng)結(jié)果滿足上述偏差要求時(shí)方可進(jìn)行整體道床混凝土澆注。         4.2.2 工后整體道床軌枕承軌槽檢測(cè)  采用全站儀進(jìn)行自由設(shè)站，并觀測(cè)8個(gè)CPIII點(diǎn)（后視點(diǎn)位要求及偏差與支撐柱檢測(cè)相同），使用軌枕檢測(cè)特制專用模具對(duì)承軌槽的三維坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；軌枕的檢測(cè)可以在每個(gè)軌枕框架的第一根軌枕和第五根軌枕進(jìn)行，檢測(cè)其平面位置和標(biāo)高是否滿足要求（相鄰軌枕高程限差為±0.5mm)。測(cè)站位置換置后需對(duì)前一測(cè)站已檢測(cè)的60m范圍內(nèi)的承軌槽進(jìn)行重疊測(cè)量，目的是在對(duì)前后不同測(cè)站所檢測(cè)同一測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以保證其檢測(cè)精度。         5  施工設(shè)備         無(wú)砟軌道機(jī)械施工過(guò)程需要混凝土輸送泵1臺(tái)，叉車(chē)1臺(tái)，吊車(chē)2臺(tái)，混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)，自卸車(chē)