高速鐵路道岔鋪設(shè)施工

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設(shè)計(jì)（論文）

題目：高速鐵路道岔鋪設(shè)施工

摘要

我國(guó)作為一個(gè)典型的大陸性國(guó)家，人口眾多，幅員開(kāi)闊，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系和交往跨度大，需要有一種強(qiáng)有力的運(yùn)輸方式將整個(gè)國(guó)家和國(guó)民經(jīng)濟(jì)聯(lián)系起來(lái)。鐵路作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈和群眾化的交通工具，最顯著的特點(diǎn)是運(yùn)載量大、運(yùn)行成本低、能耗少，既在大宗、大流量的中長(zhǎng)以上距離的客貨運(yùn)輸方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，又在大流量、高密度的城際中短途旅客運(yùn)輸中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，隨著高速鐵路客運(yùn)專(zhuān)線的大量興建，鐵路的建設(shè)要求及標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，而對(duì)道岔的鋪設(shè)施工技術(shù)要求越來(lái)越嚴(yán)格。本文通過(guò)對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道道岔鋪設(shè)施工進(jìn)行了研究探討，不但確定了線路和道岔的軌枕、連接零件類(lèi)型及數(shù)量，還編寫(xiě)了軌道鋪設(shè)工序及方案，寫(xiě)出了道岔地段的鋪設(shè)工序和軌道狀態(tài)檢測(cè)的基本項(xiàng)目，以及道岔地段出現(xiàn)軌道狀態(tài)不確鑿時(shí)的基本調(diào)整和養(yǎng)護(hù)方法。

關(guān)鍵字：高速鐵路；道岔鋪設(shè)；施工技術(shù)

I

目錄

第1章緒論1

1.1高速鐵路的發(fā)展11.2高速鐵路的作用1

1.2.1經(jīng)濟(jì)方面11.2.2環(huán)境方面21.2.3社會(huì)方面2

第2章道岔結(jié)構(gòu)3

2.1單開(kāi)道岔結(jié)構(gòu)及類(lèi)型32.2轉(zhuǎn)轍器的構(gòu)件組成4

2.2.1基本軌42.2.2尖軌42.2.3轉(zhuǎn)轍器上的滑床板52.2.4轉(zhuǎn)轍器上的軌撐62.2.5轉(zhuǎn)轍器上的頂鐵62.2.6各種特別形式的墊板62.2.7道岔拉桿和連接桿62.2.8轉(zhuǎn)轍機(jī)械72.3轍岔及護(hù)軌7

2.3.1固定轍岔72.3.2可動(dòng)轍叉82.4連接部分102.5岔枕11第3章道岔鋪設(shè)工序13

3.1作業(yè)準(zhǔn)備13

3.1.1內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備133.1.2外業(yè)準(zhǔn)備133.2技術(shù)要求13

II

3.3道岔吊裝及存放14

3.3.1鋼軌組件調(diào)運(yùn)143.3.2岔枕起吊153.3.3道岔存放163.3.4岔枕碼放163.3.5彈性墊板存放173.4混凝土底座板施工17

3.4.1施工前的準(zhǔn)備173.4.2混凝土澆筑173.5道床板鋼筋布設(shè)18

3.5.1鋼筋加工183.5.2鋼筋綁扎203.6.1組裝平臺(tái)搭建及軌枕布設(shè)213.6.2扣件及墊板安裝223.6.3道岔拼裝233.7道岔初調(diào)253.8道岔支撐系統(tǒng)安裝26

3.8.1豎向支撐系統(tǒng)263.8.2路基上道岔橫向調(diào)理器系統(tǒng)263.9道岔精調(diào)27

3.9.1道岔粗調(diào)273.9.2道岔一次精調(diào)273.9.3轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝293.9.4道床板中、上層鋼筋綁扎及模板支立323.9.5道岔二次精調(diào)333.10澆筑道床板混凝土34

3.10.1混凝土運(yùn)輸343.10.2混凝土澆筑343.10.3道床板混凝土養(yǎng)生、清理、拆除模板353.10.4澆筑完成后數(shù)據(jù)采集35

III

3.11道岔鋼軌鋁熱焊接35

3.11.1施工準(zhǔn)備363.11.2軌端枯燥363.11.3軌端除銹去污363.11.4調(diào)整軌縫、軌端對(duì)正363.11.5夾具安裝373.11.6砂模安裝373.11.7封箱373.11.8預(yù)熱過(guò)程的控制383.11.9坩堝的使用383.11.10焊劑高溫反應(yīng)383.11.11拆模383.11.12推瘤393.11.13熱打磨393.11.14冷卻打磨393.11.15外觀及探傷檢查393.11.16經(jīng)打磨后的焊接接頭軌頭部位滿足393.11.17焊接接頭焊筋表面應(yīng)滿足393.11.18收尾工作403.11.19探傷403.12道岔焊后確切調(diào)整原則41第4章道岔鋪設(shè)質(zhì)量控制要點(diǎn)42

4.1混凝土澆筑前精調(diào)424.2混凝土質(zhì)量控制42

4.2.1把關(guān)原材料及協(xié)同比設(shè)計(jì)424.2.2選擇適合的施工時(shí)節(jié)42

第5章結(jié)論與建議44致謝45

2.2.4轉(zhuǎn)轍器上的軌撐

用以防止基本軌傾覆、扭轉(zhuǎn)和縱橫向移動(dòng)的軌撐，安裝在基本軌的外側(cè)。它用螺栓與基本軌相連，并用兩個(gè)螺栓與滑床板連結(jié)，軌撐有雙墻式和單墻式之分。提速道岔中由于扣件扣壓力足夠大，未設(shè)軌撐。2.2.5轉(zhuǎn)轍器上的頂鐵

尖軌刨切部位緊貼基本軌，而在其它部位則依靠安裝在當(dāng)軌外側(cè)腹部的頂鐵，將尖軌承受的橫向水平力傳遞給基本軌，以防止尖軌受力時(shí)彎曲，并保持尖軌與基本軌的正確位置。

圖2.6頂鐵

2.2.6各種特別形式的墊板

如鋪設(shè)在尖軌之前的轍前墊板和之后的轍后墊板；鋪設(shè)在尖軌尖端和尖軌跟端的通長(zhǎng)墊板；為保持導(dǎo)曲線的正確位置而設(shè)置的支距墊板等。2.2.7道岔拉桿和連接桿

道岔拉桿連接兩根尖軌，并與轉(zhuǎn)轍設(shè)備相連，以實(shí)現(xiàn)尖軌的搖擺，故又叫轉(zhuǎn)轍桿。連接桿為連接兩根尖軌的桿件，其作用是加強(qiáng)尖軌間的聯(lián)系，提高尖軌的穩(wěn)定性。

圖2.7拉桿及連接桿

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2.2.8轉(zhuǎn)轍機(jī)械

最常用的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的種類(lèi)有機(jī)械式和電動(dòng)式。若按操縱方式分類(lèi)，則有集中式和非集中式兩類(lèi)。機(jī)械式轉(zhuǎn)換設(shè)備可以為集中式或非集中式，電動(dòng)式轉(zhuǎn)換設(shè)備則為集中式。道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備必需具備轉(zhuǎn)換（改變道岔開(kāi)向）、鎖閉（鎖閉道岔，在轉(zhuǎn)轍桿中心處尖軌與基本軌之間不允許有4mm以上的間隙）和顯示（顯示道岔的正位或反位）等三種功能。

2.3轍岔及護(hù)軌

轍叉是使車(chē)輪由一股鋼軌越過(guò)另一股鋼軌的設(shè)備。轍叉由叉心、翼軌和聯(lián)結(jié)零件組成，按平面型式分，轍叉有直線轍叉和曲線轍叉兩類(lèi)；按構(gòu)造類(lèi)型分，有固定轍叉和活動(dòng)轍叉兩類(lèi)，單開(kāi)道岔上，直線式固定轍叉最為常用。2.3.1固定轍岔

直線式固定轍叉分兩種，即整鑄轍叉和鋼軌組合式轍叉。

整鑄轍叉是用高錳鋼澆鑄的整體轍叉，如圖2.8所示。高錳鋼是一種錳碳含量均較高的合金鋼（含錳12.5%，碳1.2%），具有較高的強(qiáng)度、良好的沖擊韌性，經(jīng)熱處理后，在沖擊荷載作用下，會(huì)很快產(chǎn)生硬化，使表面具有良好的耐磨性能，同時(shí)，由于心軌和翼軌同時(shí)澆鑄，整體性和穩(wěn)定性好，可以不設(shè)轍叉墊板而直接鋪設(shè)在岔枕上。這種轍叉還具有使用壽命長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)維修便利的優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于正線道岔上。缺點(diǎn)是有時(shí)因局部損壞而需要更換整個(gè)轍叉。

圖2.8整鑄轍叉

鋼軌組合式轍叉是用鋼軌及其它零件經(jīng)刨切拼裝而成的，它由長(zhǎng)心軌、短心軌、翼軌、間隔鐵、轍叉墊板及其它零件組成，如圖4-11所示。轍叉是由長(zhǎng)、短心軌拼裝而成，長(zhǎng)心軌應(yīng)鋪設(shè)在正線或運(yùn)量較大的線路方向上，為盡可能保持長(zhǎng)心軌斷面的完整，而將短心軌刨去一部分，使短心軌軌底疊蓋在長(zhǎng)心軌軌底上，以保持叉心的穩(wěn)固穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)取材簡(jiǎn)單，無(wú)特別工藝要求，加工制造方使。

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但這種結(jié)構(gòu)零件多，養(yǎng)護(hù)工作量大，目前我國(guó)正線上已很少使用。適用于非繁忙線路，例如車(chē)場(chǎng)道岔。

圖2.9組合轍叉

護(hù)軌設(shè)于固定撤叉的兩側(cè)，用于引導(dǎo)車(chē)輪輪緣，使之進(jìn)入適當(dāng)?shù)妮喚壊?，防止與叉心碰撞。目前我國(guó)道岔的護(hù)軌類(lèi)型主要有鋼軌間隔鐵型、H型和槽型三種。護(hù)軌的防護(hù)范圍，應(yīng)包括轍叉咽喉至叉心頂寬50mm的一段長(zhǎng)度，并要求有適當(dāng)?shù)挠嘣?。轍叉護(hù)軌由中間平直段、兩端緩沖段和開(kāi)口段組成，如圖2.10所示。（平直段與主軌平行，其長(zhǎng)度為由咽喉至叉心頂寬為50mm處之間的距離，兩端再附加100-300mm，該段護(hù)軌與主軌輪緣槽寬度為42mm，然后向軌道內(nèi)側(cè)彎折為緩沖段，其彎折角應(yīng)近似等于尖軌的沖擊角。護(hù)軌末端的外側(cè)面，將軌頭在150mm長(zhǎng)度內(nèi)斜切去一部分，形成喇叭口，該處槽寬規(guī)定為90mm。）護(hù)軌平直段是實(shí)際起著防護(hù)作用和部分，緩沖段及開(kāi)口段起著將車(chē)輪平順地引入護(hù)軌平直段的作用。緩沖段的沖擊角應(yīng)與列車(chē)允許的通過(guò)速度相協(xié)同。

圖2.10轍叉護(hù)軌

2.3.2可動(dòng)轍叉

可動(dòng)轍叉是指轍叉?zhèn)€別部件可以移動(dòng)，以何證列車(chē)過(guò)岔時(shí)軌線的連續(xù)，消除

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固定轍叉上存在的有害空間，并可取消護(hù)軌，同時(shí)轍叉在縱斷面上的幾何下平順也可以大大減少，從而顯著地降低轍叉部位的輪軌相互作用，提高運(yùn)行和平穩(wěn)性，延長(zhǎng)轍叉的使用壽命。長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)實(shí)踐說(shuō)明，可動(dòng)心軌轍叉的使用壽命為同型號(hào)高錳鋼整鑄轍叉的6～9倍，養(yǎng)護(hù)維修工作量減少40%，大大減少了機(jī)車(chē)車(chē)輛通過(guò)時(shí)的沖擊力，提高了過(guò)岔容許速度及施行舒適度?？蓜?dòng)轍叉有三種型式。

可動(dòng)心軌式轍叉中心軌可動(dòng)，翼軌固定。這種轍叉結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是列車(chē)作用于心軌的橫向力能直接傳遞給翼軌，保證了轍叉的橫向穩(wěn)定性。由于心軌的轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)轍器同步，不會(huì)在誤認(rèn)進(jìn)路時(shí)發(fā)生脫軌事故，故能保證行車(chē)安全。缺點(diǎn)是制造比較繁雜，并較固定式轍叉長(zhǎng)。

可動(dòng)翼軌式轍叉這類(lèi)結(jié)構(gòu)中心軌固定，翼軌可動(dòng)，又可分為單側(cè)翼軌可動(dòng)或雙側(cè)翼軌可動(dòng)兩種型式。這類(lèi)轍叉可以設(shè)計(jì)成與既有固定轍叉互換的尺寸，鋪設(shè)時(shí)可以避免引起站場(chǎng)平面的變動(dòng)，同時(shí)又滿足了消滅有害空間的要求，缺點(diǎn)是可動(dòng)翼軌的橫向穩(wěn)定性較差，翼軌的固定裝置結(jié)構(gòu)繁雜。

其它消滅有害空間的轍叉型式，如德國(guó)的UIC60型鋼軌道岔，就是用滑動(dòng)的滑塊填塞轍叉輪緣槽。

我國(guó)從1972年開(kāi)始，先后在一些主要干線上試鋪了12號(hào)彈性可彎式心軌活動(dòng)轍叉道岔，其中技術(shù)含量最高的為可動(dòng)心軌式提速道岔，如圖2.11所示。其直向通過(guò)速度可達(dá)到160km/h，并可用于跨區(qū)間無(wú)縫線路中，該道岔采用長(zhǎng)翼軌結(jié)構(gòu)，心軌末端與翼軌間采用間隔鐵及高強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)，區(qū)間溫度力可通過(guò)間隔鐵的摩阻力在長(zhǎng)心軌與翼軌間傳遞。長(zhǎng)心軌跟端為彈性可彎式，短心軌跟端為滑動(dòng)端。直向不設(shè)護(hù)軌，側(cè)向因防止心軌側(cè)面磨耗影響直股密貼設(shè)置有防磨護(hù)軌。長(zhǎng)短心軌均用60AT軌制造，長(zhǎng)心軌第一牽引點(diǎn)在軌底下部設(shè)有轉(zhuǎn)換凸緣。翼軌用60kg/m普通鋼軌制造，對(duì)應(yīng)長(zhǎng)心軌專(zhuān)換凸緣部位，翼軌內(nèi)側(cè)軌底需進(jìn)行刨切，為此在外側(cè)軌腰上設(shè)有補(bǔ)強(qiáng)板，下部設(shè)有橋板，來(lái)保證翼軌強(qiáng)度。提速道岔為我國(guó)主要干線普遍提速作出了巨大貢獻(xiàn)。

圖2.11可動(dòng)心軌式提速道岔

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2.4連接部分

連接部分是轉(zhuǎn)轍器和轍叉之間的連接線路，包括直股連接線和曲股連接線（亦稱為導(dǎo)曲線）。直股連接線與區(qū)間線路構(gòu)造基本一致。導(dǎo)曲線的平面形式可以是圓曲線、緩和曲線或變曲率曲線。我國(guó)目前鐵路上鋪設(shè)的道岔導(dǎo)曲線均為圓曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)轍器尖軌或轍叉為曲線型時(shí)，尖軌或轍叉本身就是導(dǎo)曲線的一部分，確定導(dǎo)曲線平面形式時(shí)應(yīng)將尖軌或轍叉平面一并考慮。圓曲線兩端一般不設(shè)緩和曲線。導(dǎo)曲線由于長(zhǎng)度及限界的限制，一般不設(shè)超高和軌底坡。（道岔導(dǎo)曲線和一般線路上的曲線在構(gòu)造上有兩點(diǎn)不同：一不設(shè)軌底坡，原因是為避免道岔零件進(jìn)一步繁雜，普通斷面鋼軌轉(zhuǎn)轍器及組合轍叉均不設(shè)軌底坡；二不設(shè)超高，原因是導(dǎo)曲線長(zhǎng)度短，沒(méi)有足夠的超高遞減距離。但與特種斷面有軌頂橫坡的尖軌和整鑄轍叉協(xié)同時(shí)，導(dǎo)曲線應(yīng)設(shè)軌底坡；大號(hào)碼道岔上，因?qū)€較長(zhǎng)，可設(shè)一定數(shù)量的超高，以提高側(cè)向過(guò)岔速度和旅客的舒適性。）

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的9、12及18號(hào)道岔連接部分的配軌如圖2.12所示：

圖2.12道岔連接部分的配軌

為防止導(dǎo)曲線鋼軌在動(dòng)荷載作用下的外傾及軌距擴(kuò)大，可