客运专线铁路铺轨技术

日期:2019-06-15 / 人气: / 来源:未知

1.客运专线轨道的特点
1.1近年来轨道工程的发展变化
1.2客运专线轨道的重要性
1.3XX专线正线轨道设计标准
1.4XX专线联络线轨道设计标准
1.5XX专线站线轨道设计标准
1.6XX专线道岔标准
1.7客运专线轨道与普速铁路的区别
1.8客运专线轨道工程施工特点
1.9客运专线轨道的建设管理特点
2.客运专线轨道工程施工方法介绍
2.1施工准备要求
2.2轨道施工设备配备
2.3轨道工程施工组织措施
2.4有碴轨道轨道施工方法、顺序
2.5无碴轨道施工方法、顺序
2.6长钢轨铺设方法
2.7高速道岔铺设方法
3.客运专线铁路轨道工程施工的质量控制点
4. 有待进一步深化解决的问题
 
1.1近年来轨道专业的发展变化
1.1.1对客运专线的研究使轨道专业的观念发生了变化
    通过国际交流和对高速铁路的研究,使国内高标准的轨道设计和施工技术迅速发展,使我们认识到了轨道的高平顺性对提高运营质量的显著效果,认识到少维修和免维修轨道对提高运营效益的作用。大型养路机械的普及使新建铁路有碴轨道铺设无缝线路和运营状态下保持轨道的高平顺性变成可能,施工技术的发展降低了新建铁路有碴轨道铺设无缝线路的费用,随着秦沈客运专线的建成,轨道设计施工理念发生了变化,轨道设计施工朝着提高平顺性、可靠性、耐久性和弹性均匀的方向迈进。无碴轨道的引入和按设计速度开通,使轨道设计对桥梁、路基的设计施工也提出了很高的要求。
1.1.2铁路跨越式发展给铁路轨道建设提出了很高的要求
     铁路轨道的标准和质量是决定线路运营质量的主要因素之一,随着铁路运营速度的提高,轨道工程在铁路建设中的重要性日益提高,轨道设计标准和施工质量要求发生了很大的变化。铁路的跨越式发展给轨道提出了很高的要求。根据《中长期铁路网规划》,我国将新建200Km/h客运专线和200Km/h客货共线铁路,既有铁路线路也提速到200Km/h,200Km等级的铁路将有3种类型。跨越式发展对轨道提出了新的要求,一是新建铁路一次铺设无缝线路,二是新建铁路按设计速度开通,三是轨道的平顺性有很大的提高。
1.1.3轨道由原来的简单专业变为技术复杂专业
高速铁路和客运专线引入了大号码道岔,引入了新型无碴轨道,提高了轨道的几何尺寸允许误差和平顺性要求,对道床的刚度及稳定性提出了量化指标要求,要求新建铁路一次铺设无缝线路。轨道设计对桥梁和路基的设计、施工提出了更高的技术要求,对路桥过渡段及有碴轨道与无碴轨道过渡段的设计施工提出了要求,相关的标准规范发生了变化。
1)为适应形势的发展要求,200公里/小时速度以下轨道设计规范已从线路设计规范中分离出来;
2)轨道施工规范由原来的一本,增加到三本,由原来的《轨道工程施工及验收规范》变为《轨道工程施工规范》(行车速度在200公里/小时及以下)、《秦沈客运专线轨道工程施工暂行规定》、《高速铁路轨道工程施工暂行规定》(适合于高速铁路)。
3)轨道工程质量验收标准由原来的一本增加到四本,由原来的《轨道工程质量检验评定标准》变为《轨道工程施工质量验收标准》(行车速度在160公里/小时及以下)、《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》(适用于新建旅客列车设计时速200公里客货共线标准轨距铁路)、《秦沈客运专线轨道工程施工细则暂行》、《高速铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》(适合于高速铁路),大量的增加了轨道标准的内容,(既有铁路时速200公里的铁路暂时无专门的验收标准)。
4)设计单位相继成立了轨道设计机构,第二设计院、第三设计院、第四设计院都成立了轨道设计所。
5)近年来科技司安排了数十项有关轨道的科研项目,特别是高铁路和客运专线项目。部高速办组织编制了三十多个有关轨道的技术条件,轨道技术出现了突飞猛进的发展。
1.2客运专线轨道的重要性
客运专线轨道是保证列车高速运行的前提,XX专线建成之后,列车即可按设计规定的速度运行,为达到这个目的,要求轨道具有极好的平顺性、较高稳定性、和连续均匀的弹性 。由于轨道变形和轨道病害是舆轮轨相互作用附加荷载相互影响,互为因果,轨道状态差的的铁路;轨道病害舆轮轨相互作用的附加荷载形成恶性循环,微小的轨道病害如果得不到及时整治,会导致列车经过此处时轮轨动荷载增加,并进一步加速病害的发展和恶化。给维持行车带来很大困难。高速铁路综合技术研究资料表明,列车高速运行时轮轨相互作用力随列车速度的增大而增大。研究表明速度越高,轨道的平顺性就要求越高。
1.3XX专线正线轨道设计标准
1.3.1平顺度标准
轨道静态平顺度铺设精度标准如下:
有碴轨道平顺度铺设精度标准

  高低 轨向 水平 扭曲(2.5m) 轨距
幅 值(mm) 2 2 2 2 ±2
弦 长(m) 10  
 
无碴轨道平顺度铺设精度标准
  高低 轨向 水平 轨距
幅 值(mm) 2 2 1 ±1
弦 长(m) 10  
道岔平顺度铺设精度标准
  高低 轨向 水平 轨距
幅 值(mm) 2 2 2 ±1
弦 长(m) 10  
1.3.2钢轨标准
焊接用钢轨应采用60kg/m无螺栓孔新钢轨,其质量应符合时速350km高速铁路60kg/m钢轨的有关要求。采用中国60kg/m钢轨断面,标准轨定尺长度为100m。钢轨的断面、端面、长度及螺栓孔尺寸允许偏差应符合下表规定。
单位:毫米

项             目 允许偏差
钢轨高度 ±0.6
轨头宽度 ±0.5
轨头顶部断面 +0.6
-0.3
接头夹板安装面斜度 ±0.35
接头夹板安装面高度 +0.6
-0.5
轨腰厚度 +1.0
-0.5
轨底宽度 ±1.0
轨底边缘厚度 ±0.75
-0.5
轨底凹陷 ≤0.3
端面斜度(垂直、水平方向) ≤0.6
断面不对称 ±1.2
长度(环境温度20℃时) ±30
螺栓孔直径 ±0.7
螺栓孔位置 ±0.7

应采用钢轨平直度自动检测装置对轨身进行检测。钢轨平直度和扭曲允许值应符合下表规定。

部位 项   目 允许偏差
轨端0m~2m部位 垂直方向(V)a(向上)        0m~1m:≤0.3mm/1m
0m~2m:≤0.4mm/2m
            (向下) ≤0.2mm/2m
水平方向(H) 0m~1m:≤0.4mm/1m
0m~2m:≤0.6mm/2m
距轨端1m~3m部位 垂直方向(V) ≤0.3mm/2m
水平方向(H) ≤0.6mm/2m
轨  身 b 垂直方向(V) ≤0.3mm/3m和≤0.2mm/1m
水平方向(H) ≤0.45mm/1.5m
钢轨全长 上弯曲和下弯曲 ≤10mm c
侧弯曲 弯曲半径R>1500m
扭 曲d、e  
1.3.3有碴轨道结构:
1)轨枕:应采用2.6m长Ⅲ型无挡肩混凝土枕,在有碴桥或钢轨伸缩调节器两端等需铺设小阻力扣件的地段应采用2.6m长Ⅲ型有挡肩混凝土枕;每公里铺设1667根。道岔应铺设混凝土岔枕。
2)扣件:铺设Ⅲ型无挡肩混凝土枕地段配套采用弹条Ⅲ型扣件。每组扣件扣压力应在18~24kN之间;铺设Ⅲ型有挡肩混凝土枕地段采用小阻力扣件。轨下垫板应采用静刚度55~75kN/mm的垫板。
3)道床应符合下列规定:
(1)应采用特级碎石道碴,并符合有关技术条件的要求;
(2)正线单线道床顶面宽度3.6m,道床厚度35cm,道床边坡1:1.75,碴肩堆高15cm,双线道床顶面宽度应分别按单线设计;
(3)道床顶面应低于轨枕承轨面4cm;
(4)桥上道床标准应与路基地段相同。道碴下应铺设碴下胶垫或采用弹性轨枕。碴肩至挡碴墙间以道碴填平;
(5)隧道内道床厚度应按与隧道外道床厚度相同设计。在带混凝土仰拱或岩石基础的隧道内,道碴下应铺设碴下胶垫或采用弹性轨枕。碴肩至边墙(或高侧水沟)间以道碴填平;
(6)线路开通前,道床密实度不得小于1.75g/cm3,支承刚度不得小于120kN/mm,纵向阻力不得小于14kN/枕,横向阻力不得小于12kN/枕;
(7)轨道电路道床电阻不应小于2Ω·km。
1.3.4无碴轨道结构
无碴轨道可采用板式、长枕埋入式和弹性支承块式三种结构型式,并应符合下列要求:
1)曲线超高根据不同区段列车开行方案研究确定;
2)无碴轨道与有碴轨道之间应铺设弹性过渡段;
3)无碴轨道结构设计及其对线下基础的技术要求执行相应的无碴轨道设计技术条件,综合考虑无碴轨道结构特点及其对线下基础设计要求,以及有碴轨道与无碴轨道刚度过渡,过渡段长度暂按25m设计。
   4)距离居民区较远的无碴桥采用普通型板式轨道结构,其轨道结构由60kg/m钢轨、弹性分开式扣件、预制轨道板、乳化沥青砂浆(CA砂浆)、混凝土凸形挡台及混凝土底座等部分组成,轨下设置充填式垫板。
5)隧道内无碴轨道采用长枕埋入式轨道结构或普通型板式无碴轨道结构,其轨道结构由60kg/m钢轨、弹性分开式扣件。
1.3.5无缝线路
单元轨节的长度应根据线路条件、工点情况、施工工艺等因素综合研究确定,一般宜为1000~2000m。
无缝线路设计应符合下列规定:
1.无缝线路的设计锁定轨温应根据线路通过地区的最高和最低轨温、无缝线路的允许温降和允许温升计算确定,并满足无缝线路的断缝检算要求。
2.无缝线路设计锁定轨温应按下列公式计算:
(1)设计锁定轨温:
         (1)
式中  Te—设计锁定轨温;
Tmax—当地历年最高轨温;
Tmin—当地历年最低轨温;
[△Td]—允许温降,其计算方法见本暂行规定附录B;
[△Tc]—允许温升,其计算方法见本暂行规定附录B;
△Tk—设计锁定轨温修正值,一般可取0~5℃。
(2)设计锁定轨温范围:
设计锁定轨温范围为Te±5℃                 (2)
设计锁定轨温上限Tm =Te+5℃                 (3)
设计锁定轨温下限Tn=Te-5℃                  (4)
(3)设计锁定轨温上下限应满足下式要求:
最大温升幅度△Tcmax=Tmax-Tn ≤[△Tc]           (5)
最大温降幅度△Tdmax=Tm-Tmin≤[△Td]            (6)
(4)无缝线路应在设计锁定轨温范围内锁定,且相邻单元轨节间的锁定轨温差不应大于5℃,左右股钢轨的锁定轨温差不应大于3℃,同一区间内单元轨节的最高与最低锁定轨温差不应大于10℃。
(5)无缝线路设计还应进行钢轨断缝检算:
  (7)
式中  λ—钢轨折断断缝值;
E—钢轨钢的弹性模量;
A—钢轨的断面积;
a—钢轨钢的线膨胀系数;
r— 一股钢轨的线路纵向阻力;
      [λ]— 钢轨断缝允许值,可取7cm。对于采用小阻力扣件的无碴轨道,当历年最低轨温对应的检算断缝值不能满足上述要求时,钢轨断缝允许值可适当加大,但不得超过10cm。
3.桥上无缝线路
桥上无缝线路设计按《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》执行,其中桥上无缝线路钢轨断缝允许值按高速铁路设计暂行规定执行。
4.道岔区无缝线路
(1)道岔设计应满足跨区间无缝线路的允许温降和允许温升要求,各联结件应牢固、耐久、可靠;
(2)岔区无缝线路的允许温降和允许温升计算方法见本暂行规定附录B;
(3)无缝道岔尖轨尖端与基本轨、左右两股尖轨的相对位移以及可动心轨尖端与翼轨的相对位移应分别满足道岔结构及转辙机械性能的要求;
(4)当道岔区中两个及以上无缝道岔连接时,应研究附加纵向力的分布及叠加情况,按本暂行规定附录B的要求检算允许温降和允许温升;
(5)无缝道岔的设计锁定轨温应与两端区间无缝线路的设计锁定轨温一致。
5.隧道地段无缝线路
(1)隧道内距隧道口200m范围内无缝线路的设计锁定轨温宜与两端区间无缝线路的设计锁定轨温一致;
(2)隧道口轨温过渡区段应根据计算加强锁定。
1.3.6焊接接头
焊接接头应符合下列规定:
1  钢轨接头的焊接可采用接触焊、铝热焊,且焊接接头宜优先采用接触焊。焊接接头质量应符合时速350km高速铁路钢轨焊接的有关要求。焊接接头几何尺寸标准应满足下表要求。
焊接接头平直度标准(mm/1m)

部      位 接 触 焊 铝热焊
顶      面 +0.2,0 +0.2,0
内侧工作面 +0.2,0 +0.3,-0.3
底      面 +0.5,0 +0.5,0
2  焊接接头位置
(1)左右股单元轨节锁定焊接头相错量不宜超过100mm;
(2)道岔内各焊接接头焊缝相对于设计位置的偏差不得超过±2mm,由道岔前端和辙叉跟端接头焊缝决定的道岔全长偏差不得超过±20mm;
(3)钢轨铝热焊焊缝距轨枕边缘不应小于40mm;
(4)无碴桥桥台附近的无缝线路单元轨节始、终端应设置在距桥头不小于100m的路基轨道上。
1.3.7胶接绝缘接头
胶接绝缘接头应符合下列规定:
1  绝缘接头应采用胶接绝缘接头,其钢轨应与相邻钢轨同轨型、同钢种;
2  应符合350km/h高速铁路《胶接绝缘接头的有关技术条件》的规定;
3  左右两股钢轨的绝缘接头应相对铺设,且绝缘接头距轨枕边缘不宜小于100mm;
4  在较小半径的曲线上应采用与曲线半径相适应的曲线型胶接绝缘接头。
1.3.8钢轨伸缩调节器
钢轨伸缩调节器应符合下列规定:
1  设置原则:
(1)钢轨伸缩调节器应尽量少用或不用。
(2)钢轨伸缩调节器宜设置在直线地段。当必须设置在曲线地段时,应采用与曲线半径相适应的钢轨伸缩调节器,且钢轨伸缩调节器不宜与竖曲线重叠。
2  类型选择:
(1)钢轨伸缩调节器基本轨应与相邻钢轨同轨型、同钢种,尖轨采用AT轨;
(2)应采用曲线型尖轨钢轨伸缩调节器,其技术性能应符合时速350km高速铁路钢轨伸缩调节器的有关技术要求;
1.3.9无缝线路位移观测桩
无缝线路位移观测桩的设置应符合下列规定:
1  线路、钢轨伸缩调节器和道岔均应按单元轨节设置位移观测桩;
2  位移观测桩必须预先埋设牢固,在单元轨节两端就位后立即进行标记,标记应明显、耐久、可靠。
1.3.10轨道附属设备及常备材料
1.正线线路应设置线路基桩。
2 正线应设置下列标志:公里标,半公里标,百米标,平面曲线标,圆曲线、缓和曲线和竖曲线的始终点标,桥梁标,坡度标,用地标及行政区界标等。
3 正线用地界标桩,应在直线上每200m、曲线上每40m、用地界转角处及缓和曲线起终点两侧用地界上设置。
4 轨道常备材料可按下表规定的数量设计。
轨道常备材料数量

材  料  名  称 备  料  数  量
混凝土枕 每单线千米2根
混凝土枕扣件及其垫板 每单线千米5套
断轨急救器 每单线千米1套
臌包夹板 每单线千米1套
25m无孔短轨 每个综合工区6根
6m有孔短轨 每个综合工区6根
6.25m有孔胶接绝缘轨 每个综合工区6根
25m无孔胶接绝缘轨 每个综合工区6根
接头螺栓及垫圈 每个综合工区36套
接头夹板 每个综合工区24块
道岔 整组道岔 单开道岔每1~100组备1组
岔枕 每1~100组备1组
辙叉 新建车站每站新增道岔每种型号每1~20组备1个
改、扩建车站每站新增30组道岔备1个
尖轨 新建车站每站新增道岔每种型号每1~20组备1对
改、扩建车站每站新增30组道岔备1对
基本轨 新建车站每站新增道岔每种型号每1~20组备1对
改、扩建车站每站新增30组道岔备1对
钢轨伸缩调节器 整组钢轨伸缩调节器 轨道部件每1~100组备1组
轨枕 每1~100组备1组
尖轨 每种型号每1~20组备1对
基本轨 每种型号每1~20组备1对
1.4高速联络线轨道标准
    设计时速200km/h的线路,采用60kg/m无孔新钢轨,质量符合《时速200公里客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件》的规定;
    轨枕采用2.6m长的Ⅲ型无挡肩钢筋混凝土枕每公里铺设1667根,不考虑轨枕数量的加强。
    有碴道床采用一级道碴,正线单线道床碴肩宽度45cm,堆高15cm, 道床断面符合《时速200公里新建铁路线桥隧站设计暂行规定〉要求。道床厚度土质路基地段30cm,硬质岩石路堑地段35cm.单线道床顶面宽度3.5m,双线道床顶面按单线设计,道床顶面高度与轨枕中部平齐, Ⅲ型轨枕枕端埋深18.5cm,岔枕及其它类型轨枕地段道床顶面低于轨枕承轨槽面3cm。轨道结构高度路基地段91cm,硬质岩石路堑地段96cm。    
    道床要求分层铺设、碾压、捣固,线路开通前,道床密度、支承刚度、纵、 横向阻力等指标符合一次铺设跨区间无缝线路的要求。    
除道岔和伸缩调节器范围外,扣减采用Ⅲ型弹条扣件,轨下垫板采用静刚度60-80KN/mm的橡胶垫板。
 轨道平顺度精度标准:
轨道平顺度精度标准

项目
 
轨道平顺性mm
高低 轨向 水平 扭曲 轨距
有碴轨道 3 2 3 1‰ ±2
无碴轨道          
管理波长 10m   3m  
 
1.5站线轨道标准
  1  到发线应铺设60kg /m无螺拴孔钢轨;其他站线铺设长为25m的50kg /m钢轨。
2 站线采用Ⅱ型混凝土枕,到发线每公里铺设1667根,其他站线每公里铺设1440根。铺设82型混凝土宽枕时,每公里铺设1760根。
3  站线应铺设碎石道床,边坡为1:1.5。到发线采用一级碎石道碴。
4  到发线道床顶宽采用3.4m,道床厚度为0.35m。铺设Ⅱ型混凝土枕且有垫层时,道床厚度为0.40m。
5  其他站线道床顶宽采用2.9m,道床厚度为0.25m。
6  到发线上混凝土枕地段应采用弹条Ⅰ型扣件。
1.6道岔标准
1  高速正线与到发线连接的单开道岔应采用侧向允许通过速度为80km/h的18号高速道岔。
2  到发线与到发线连接应采用侧向允许通过速度为80km/h的18号单开道岔。全部或绝大多数列车均停车的个别车站以及改、扩建大型站特别困难条件下,可采用12号道岔。
3  车站咽喉区两正线间渡线采用侧向允许通过速度为80km/h的高速道岔。改扩建大型站困难条件下可采用12号道岔。区间渡线应采用侧向允许通过速度为80km/h的高速道岔。
4  联络线与高速正线连接道岔应根据列车最高通过速度确定,采用侧向允许通过速度为160km/h或侧向允许通过速度为220km/h的高速道岔。
5  动车、养护维修列车等走行线在到发线上连接时应采用不小于12号道岔;在正线上连接时应采用18号高速道岔;段管线可采用9号单开道岔。
6  位于动车段(所)内到发停车场到达(出发)端外方的道岔,宜采用12号道岔或9号对称道岔,困难条件下可采用9号单开道岔;其他应采用9号道岔。
1.7高速铁路轨道与普速铁路的区别
一、轨道部件标准不同
     高速铁路执行高速铁路轨道部件有关标准,参考铁道部公务标准;客运专线执行客运专线有关标准,参考铁道部公务标准;普速铁路执行铁道部现行公务标准。
二、轨道平顺性要求不同   
轨道平顺性标准   单位mm

项目 高低 轨向 水平 扭曲 轨距(有碴)
XX专线 2 2 2 2/2.5m ±2
秦沈客运专线 3 2 3 (1‰) ±2
160km/h<V≤200km/h 3 3 3 3/6.5m ±2
120km/h<V≤160km/h 4 4 4 4/6.5m +4   -2
100km/h<V≤120km/h 4 4 4 4/6.5m +6   -2
其他站线 5 5 5 5/6.5m +6   -2
管理波长 10m      
 
三、轨道的稳定性要求不同


项目 道床横向阻力 道床纵向阻力 道床刚度
XX专线 12KN/枕 14KN/枕 120-140KN/mm
秦沈客运专线 10(7.5)KN/枕 12KN/枕 100-120KN/mm
普速铁路(Ⅱ型) 9(6.5)KN/枕 10(9)KN/枕 70-(60)KN/mm
 
四、道岔设计、制造、施工要求不同
     高速道岔的设计、施工、维护标准高,比普通的道岔难度大,国内没有相关的设计、施工、经验,维护更无从谈起。
     秦沈客运专线铺设的38号道岔,目前面临着使用与维护的难题,由于尖轨太长,尖轨与基本轨的密切问题,转辙器的工作不同步问题及道床捣固问题,目前还困扰着我们。
XX专线道岔制造及铺设标准高于普速轨道
岔枕间距允许偏差:±5mm。道岔基本轨前端相错量不得大于4mm。道岔直股轨距为1435±1mm,侧股轨距为1435±2mm。导曲线支距偏差为±1mm。尖轨与基本轨应密贴;
   尖轨尖端至第一牵引点范围间隙小于0.2mm,其余部位间隙小于0.8mm。
    可动心轨在轨头刨切范围内应分别与两翼轨密贴,尖端(100mm范围内)允许有不大于0.2mm的缝隙,其余部位允许有不大于1mm的缝隙。
    顶铁与尖轨或可动心轨轨腰的间隙不大于0.5mm。
    滑床台板坐实坐平,牵引点前后各一块滑床台与轨底间隙不允许超过0.5mm,其余部位间隙不超过1.5mm,间隙大于1mm的情况不得连续出现。
五、无碴轨道施工标准高,难度大。
无碴轨道精度的允许偏差

检查项目 偏差要求
轨道中心线 距设计中心线为≯10mm
轨距 +1、-1mm,变化率≤1‰
水平及高程 以一股钢轨为准,按设计高程偏差在±5mm之内,两股相对水平差≤2 mm,在2.5m距离内,不得有>1.5 mm的三角坑
轨道方向 直线段≤2mm/10m弦,曲线段正矢差≤2mm/20m弦
高低 ≤2mm/10m弦
过渡段基本轨与辅助轨间距 ±10mm
轨底坡 1/30~1/50
线间距 0~+10mm
 
1.8轨道工程施工技术特点
一、铺设500m长钢轨技术难度大,对设备和工艺有新要求
国际上先进的单枕铺轨机设计牵引力为1000吨左右,受牵引力控制铺轨能力不满足铺设500 m长钢轨的施工进度要求,单班铺轨1公里需要的铺轨机牵引力为1600吨。远大于铺轨机的牵引能力。在秦沈线进度可达到1.8 KM/班的铺轨机在XX专线进度能达到1.0 KM/班;单枕铺设法铺设500m长钢轨在国际上也无先例,铺轨机都需要对走行牵引力和抽送长钢轨的龙门架进行动力方面的检算。
二、轨道铺设的平顺性要求很高,轨道达标作业遍数多、时间长
    达到XX专线的轨道平直度要求作业难度很大,需要大型养路机械作业6-7遍(秦沈线作业4-5遍),在国内既无经验也未做过试验,需要进一步研究;达到京沪高速的钢轨焊接平直度要求,需通过引进满足高速轨焊接要求的焊机来实现。
三、无碴轨道对施工人员素质和设备质量要求很高
     秦沈线进行了板式轨道铺设试验,最快施工进度只达到30m/天-工作面,如大量采用无碴轨道结构,在多开工作面的前提下人要求施工进度达到100 m/天-工作面,需引进成套施工设备;为降低造价,材料要实现国产化。板式轨道是通过灌注CA砂浆永久性定位的,施工操作及定位精度要求很高,控制不好会留下永久性缺陷,对施工人员素质要求很高。
四、特级道碴碴源短缺,需要提前生产并储存道碴
      我国特级道碴碴源短缺,需要提前生产才能满足铺轨要求。提前的时间应根据碴源情况和需求量计算确定。特级道碴的标准见下表

性    能 参    数 指 标 评估方法
抗磨耗、
抗冲击性能
洛杉矶磨耗率LAA(%) ≤18 至少有两项
指标满足要求
标准集料冲击韧度IP ≥110
石料耐磨硬度系数K干磨 >18
抗压碎性能 标准集料压碎度CA(%) <8 两项指标
同时满足要求
道碴集料压碎率CB(%) <17
渗水性能 渗透系数Pm(10-6cm/s) >4.5 至少有两项指标满足要求
石粉试模件抗压强度σ(MPa) <0.4
石粉液限LL(%) >20
石粉塑限PL(%) >11
抗大气腐蚀性能 硫酸钠容液浸泡损失率 <10 均应满足要求
稳定性能 密度(g/cm3) >2.55
容重(g/cm3) >2.55
软弱颗粒 饱水单轴抗压强度(MPa) ≤20 (含量少于10%)
 
五、铺设无缝线路受环境温度的控制,作业时间受限制
     起拨道作业轨温应在无缝线路锁定轨温的±20℃范围内,当轨温与锁定轨温差达到20℃时,轨道内有76吨的内力未被释放,温度每增加1℃度内力增加3.8吨,温度过高时起拨道作业会引起线路失稳。因此轨道作业冬季及夏季均有一定的时间难以进行线路作业。
六、XX专线要求线路的稳定性高
   XX专线道床稳定性指标高于秦沈客运专线,开通时线路必须稳定,线路稳定的标志是道床阻力和路基沉降达到要求。而最终提高道床阻力须依靠列车运行来进行,因此开通前必须试运行。
道床稳定性参数比较表

项目 道床横向阻力 道床纵向阻力 道床刚度
XX专线 12KN/枕 14KN/枕 120-140KN/mm
秦沈客运专线 10(7.5)KN/枕 12KN/枕 100-120KN/mm
普速铁路(Ⅱ) 9(6.5)KN/枕 10(9)KN/枕 70-(60)KN/mm
1.9客运专线轨道的建设管理特点
要实现跨越式发展对轨道提出了新的要求,必须更新铁路的建设理念,从设计标准、建设工期、建设管理制度、施工质量控制等方面彻底更新观念,需要匹配的设计标准,合理的建设工期,落实严密的建设管理制度,实现严格的产品及施工质量控制。
在设计标准方面,设计速度大于200公里/小时的铁路,轨道部件的标准需要符合行车速度的要求,对客运专线铁路来说,轨道的平顺性要符合舒适度要求,道床及线路下部设施满足轨道弹性均匀和弹性连续的要求,工务维修设施要满足维持轨道高平顺性的养护维修要求。
在建设管理方面,需要有合理的建设工期、高素质的建设管理队伍、客观务实的建设管理观念和严密的建设管理制度。
在施工质量控制方面,需要有满足运营需求的的质量控制标准、高素质的施工队伍和施工监理队伍、严格的质量控制程序和制度,有先进、科学的施工方法。
2.轨道工程施工方法介绍
2.1施工准备要求
一、特级道碴:由于特级道碴碴源缺少,应根据施工工期要求制定道碴供应方案,必要时设专门道碴存储场提前生产并储存道碴,确保道碴供应,底层道碴(每公里断面方为1350立方米)分散备料,面层道碴集中储于铺轨基地。
二、铺轨基地
平均每个铺轨基地承担正线铺轨工程量不超过400km为宜,具体情况应进行具体分析。铺轨基地均应设置焊轨场和道碴储存场,根据铺轨进度指标要求设置。
铺轨基地一般应设有货物交接线、材料存放线、列车道发线、列车编组线、道碴装车线、车辆及机械停留线、长钢轨装车线、轨枕装车线、机车整备线、牵出线等临时线路。应设置机车定修库和钢轨、轨枕、扣件储存场等,铺轨基地储存轨道材料的能力应满足铺轨进度和连续铺轨要求。
2.2轨道施工设备配备
    每个铺轨作业面需要配备配套的施工设备,一般应配备:铺轨机1台,焊轨生产线1套,移动焊轨机1台,大型养路机械1套(其中捣固车2台),机车6-7台,钢轨、轨枕运输车2列,道碴运输车2列以上。此外,还应根据施工组织安排,配备道岔运输及铺设设备及常规铺轨设备。每个铺轨单位应配备满足高速铁路施工要求的轨道工程质量检测设备和线路测量设备。
2.3轨道工程施工组织措施
  1铺轨基地应在铺轨开始前一年半开始建设,软土地区铺轨基地的地基加固措施.
  2道碴及轨料存储场地应及时配套建设,并保证有适当的规模,及早组织备料;
  3必要时应调整铺轨作业方法,采取单机双班或双机双铺作业 .
  4在施工之前应大规模组织技术培训,施工过程中应作好各施工单位之间及与外商的协调工作.
  5在对既有站场设施进行深入细致调查的基础上,及早制订过渡方案,完成相关的设计与改造工作.
2.4有碴轨道主要施工方法、顺序
    有碴轨道施工方法主要采用单枕连续铺设法,其施工顺序为:
施工准备→摊铺底层道碴→铺轨铺枕→单元轨节焊接→分层上碴整道→应力放散及线路锁定→轨道整理→钢轨打磨
       各工序完成后要经过质量检验合格方可进入下道工序,详细规定见《高速铁路轨道工程施工暂行规定》和《高速铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》,在枢纽改造、联络线铺轨及个别工程量较小的正线铺轨时可采用过渡轨排法铺设轨枕或人工布枕配合长钢轨放送法铺轨。
2.5无碴轨道主要施工方法、顺序
   无碴轨道分为板式轨道、长枕埋入式轨道和弹性支撑块式轨道三种形式。版式轨道利用凸形挡台设定控制线位及标高德基准器,采用预设调整支承螺栓定位轨道板的方法进行施工;长枕埋入式轨道和弹性支撑块式轨道采用架轨法施工,道床施工完成并达到规定强度后,利用长钢轨放送车或换轨小车铺设长钢轨。无碴轨道铺轨还可利用列车横向卸铺法进行。
其施工顺序为:
施工准备→道床底座施工→设置基准器或基标→铺设道床或道床板→铺设长钢轨→单元轨节焊接→应力放散及线路锁定→轨道整理→钢轨打磨
详细规定见《高速铁路轨道工程施工暂行规定》和《高速铁路轨道工程施工质量验收暂行标准》。
2.6长钢轨铺设方法
1. 铺轨机直接铺设法
有碴轨道采用单枕铺设法铺轨时,铺轨机自身有长钢轨铺设功能。利用吊枕龙门架牵引长钢轨前端至铺轨机前端,再利用牵引车把长钢轨拖至铺轨机前端与已铺钢轨对接,继续铺轨。
2. 利用临时轨道铺设法
利用临时钢轨、轨枕及扣件组装临时轨排,铺轨机铺设轨排,卸铺长钢轨,拆除临时轨排后利用单枕铺轨机铺轨。
3. 邻线列车卸铺法
    在铺设双线铁路时,利用已经铺设的一股道采用长钢轨运输车运输钢轨,在长钢轨运输车上安装横向钢结构,把长钢轨卸铺在另一股道上。
4. 长钢轨一次推卸入槽法
利用长钢轨运输车或铁路平板车运输长钢轨,采用长钢轨放送车一次卸车入槽的方法铺设长钢轨。
2.7高速道岔铺设方法
2.7.1高速道岔铺设技术要求
1)高速铁路道岔铺设宜采用预铺岔枕原位铺设或预留岔位原位铺设法,在岔位立龙门架,用龙门吊卸车和就位,起吊时绳索的吊点应布置在工件重心的两侧,禁止单点起吊长大组件,保证道岔部件不变形。
2)道岔应在制造厂内进行预组装和调试,按厂内组装试铺验收技术条件的规定检验合格,在各部分打上组合标记,并经订货单位确认后,按要求分解或部分分解发运。
3)铺岔前,岔位枕下道床,应分层压实、加强整平,道床密度不低于1.7g/cm3,厚度宜比设计低30mm左右。摆放岔枕应在道床上标记出各岔枕的位置,然后按岔枕编号摆放岔枕。相邻正线岔尾相连的道岔,铺设轨温宜相近,相差不得超过10℃。
4)应根据设计图纸,确定岔内钢轨焊接与胶接接头的数量与位置。必须明确焊接方法,对道岔钢轨长度预留量等做技术处理。工务作业完成,经自检、电务互检合格后,方可进行电务转换装置安装。
5)有条件时,可利用租用铺岔设备进行铺设。
2.7.2铺设方法
     1)道岔整体分段运输和铺设
      道岔在工厂或铺轨基地整体组装后,采用专用道岔运输车分段运输至工地,采用专用道碴铺设机械铺设就位。道岔铺换机械有芬兰生产的TL50型,意大利生产的T28(T30)型和法国生产的道岔铺换机,具体铺设方法请参照《高速铁路一次铺设无缝线路工艺及装备研究》成果报告。
推荐用芬兰DESEC公司生产的TL50型道岔铺换机,主要参数为:
最大外形尺寸:长20.2米,宽6.36米,高4.8米
最小外形尺寸:长14.2米,宽3.36米,高2.7米
自重:46吨,起吊重量:32吨,起吊高度:2.7米
起吊物最大尺寸:长32米,宽4.8米
纵向伸缩行程:两端各3米
横向伸缩行程:两侧各1.5米
     2)利用龙门吊车在工地拼装
在秦沈客运专线大号码道岔铺设中,中铁一局采用改制的10吨龙门吊配合人工进行道岔铺设,取得了良好的效果。施工步骤为:
第一步根据施工需要的长度,铺设跨度为11米的龙门吊走行线。
第二步在岔位组装两台10吨龙门吊
第三步轨道平车运输道岔,人工配合龙门吊组装道岔。
3、客运专线铁路轨道工程施工的质量控制点
高标准的轨道施工质量控制点很多,一下列出几个可能造成永久性缺陷或对建成以后的运营质量有较大影响的质量控制点。
3.1控制好无碴道床的开工时间,大跨度桥梁铺设无碴轨道必须做好桥梁徐变的观测。
3.2严格把好轨道材料进场前的质量控制关,特别是道碴,要改变传统的铁路道碴观念,把道碴当作产品看待。
3.3控制好现场钢轨焊接质量。
3.4对大型养路机械分层作业严格要求。
3.5把好无缝线路应力放散和锁定关。
3.6把好质量检测关,特别是道岔和伸缩调节器的安装质量。
4、有待进一步深化解决的问题
4.1大型养路机械作业质量控制问题
4.2采用现场接触焊焊接钢轨时,焊接工作与铺轨工作的配合问题
4.3板式轨道规模化施工的设备研究

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