高速铁路路基上无砟轨道道岔板铺设技术

高速铁路路基上道岔板铺设及质量控制技术
龚军平 1，许兆军 2
（1 中铁三局集团 华东建设公司 江苏 南京 211135；2 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所 北京 100081）
摘要：通过对高速铁路路基上道岔板铺设技术研究，系统总结了自密实 砼配制、找平层及底座施工、道岔板粗铺和精调、自密实混凝土灌注等 成套的铺设技术及质量控制要点。 关键词：高速铁路 路基 道岔板 铺设技术 质量控制 道岔是高速铁路限制列车速度的关键设备之一[1]， 铺设质量对列车运 [2] 行的安全性、平稳性和舒适性具有重要影响 。因此必须采用先进的铺设 技术，以保证高标准的轨道几何形态[3]。 中铁三局集团有限公司负责京沪高速铁路土建五标南京南站等 50 组 板式无砟道岔的铺设施工，对板式无砟道岔施工的各工序进行了系统的 工艺研究和探索，形成了一套针对板式无砟道岔的铺设技术，其中路基 上道岔板铺设是其中的关键技术之一。 1.道岔结构系统 路基上岔区板式无砟轨道结构主要由道岔部件、预制道岔板、底座 及找平层等部分组成，道岔板与底座间设置剪力筋。预制道岔板厚度为 240mm，底座为 C40 自密实混凝土，厚度为 180mm，下部为 C25 混凝土 找平层，厚度约为 123mm，结构示意图见图 1。
图 1 路基上板式无砟轨道结构示意图 2.道岔板铺设技术准备 道岔板铺设之前必须明确自密实砼配制、道岔板存放、模板加固、 精调爪的选择、道岔精调系统及 CPIII 网建立等方案，并准备到位。正式 铺设前应在场外设置试验段进行各项试验。 2.1 自密实砼配制[4]

鉴于自密实混凝土对材料要求极为严格，混凝土用水泥、砂石料及 外加剂等材料必须经过严格的实验，至少按铺设两组道岔板所需用量进 行储备，砂石料必须固定分仓仓储，专仓使用。 自密实混凝土应进行多套配合比设计，本标段进行了 17 次现场灌板 试验，根据揭板验证情况调整后选定最终的配合比方案。 2.2 精调装置选择 通过现场试验验证，分离式精调爪更为可靠、安全、便捷，委托专 业的机械厂加工改进型精调爪。精调爪数量按照能够满足一组渡线道岔 施工进行配备，同时考虑一定的储备，一般一个作业面配 240 个承载能 力为 4t 的精调爪。
图 2 分离式精调爪 2.3 精调系统 道岔板精调选用 SSPS 道岔精调系统进行测设， 需要的主要测量仪器 有全站仪、对中三脚架、棱镜套筒、自动气象测试仪、棱镜、电子水准 仪等。 3. 找平层及底座施工技术 找平层在路基沉降评估通过后方可开始施工， 混凝土强度等级为 C25 素混凝土，厚度为 123mm，宽度比相应底座板宽 200mm，宽出部分向轨 道外侧设置 2%的横向排水坡，变坡点较底座内移 50mm。 3.1 找平层技术控制标准 找平层施工误差要求：厚度±10mm，平面位置±20mm，表面平整 度 15mm/4m，高程±5mm，表面必须进行拉毛处理。 3. 2 道岔板的边角点放样 测量放样主要内容是在已浇筑好的找平层上标注道岔板的边角位置 和调节系统的混凝土垫块位置。在混凝土垫块标记旁边标明找平层高程 以及到混凝土垫块顶面的高度，在找平层上标记道岔板剪力筋的位置， 标注精度均为±1mm。

图 3 道岔板施工放样现场标注 依据“道岔板铺设放样图”提前计算出的各道岔板边角点、精调爪 垫块角点、GRP 点的 LQ 相对坐标换算出施工坐标,进行精确放样，平面 精度控制在±5mm，高程精度控制在±1mm。道岔板内的放样点由棱镜 孔与中央调节螺杆测量得到， “道岔板-底座” 连结钢筋尺寸由道岔板角点 测得，预制板中伸出的与底座连接的门式钢筋，在底座钢筋安装前在垫 层上标示。 3. 3 安装混凝土垫块 精调爪垫块依据已放样的垫块角点位置安装，安装时先预垫一层厚 度 2cm 的砂浆调节支承垫块的高度及平整度，砂浆采用早强、粘结性好 的支座灌浆料。
图 4 安装精调垫块 3.4 板缝处横隔墙施工 为满足每块道岔板分别浇筑底座的要求，道岔板横接缝处设置混凝 土隔墙，横隔墙在钢筋绑扎完成精调垫块安放后立模施工。隔墙横向按 板缝宽度两侧各加 5cm， 高程比道岔板底面底 20mm， 误差控制在±5mm。 渡线道岔在端部区域相邻处形成纵向接缝，在灌筑自密实混凝土时，采 用临时模板划分相邻两块道岔板浇筑区域，并采用相邻道岔板同时灌筑 方式保证混凝土同时浇筑。

图 5 道岔板间横隔墙 4. 轨道基准点(GRP)测量 在 CPⅢ控制网评估通过后、道岔板铺设前须进行 GRP 测量。 4.1 GRP 设计坐标计算 GRP 埋设之前,利用设计参数，采用 PVP 软件计算 GRP 理论坐标， 同时考虑曲线段超高对 GRP 位置的影响。 4.2 GRP 放样及埋设 GRP 采用 1 秒级全站仪自由设站测设， 自由设站观测的 CPⅢ控制点 不得少于 3 对。更换测站后，相邻测站 GRP 测量重复观测的 CPⅢ控制 点不得少于 1 对。 在自由设站精度和 CPⅢ精度满足要求的前提下， 利用全站仪和 GRP 的理论坐标对本测站的 10 至 14 个 GRP 进行坐标放样。放样距离应根据 天气情况确定，阴天无风时不宜大于 100m；高温、雨雾或晴天应适当控 制测量距离。 GRP 点埋设位置偏离放样点不应大于 1cm，预埋如图 6 所示的 GRP 基标钉，并用粘合剂锚固。
图 6 GRP 基标钉 4.3 GRP 测量 GRP 的平面坐标采用自由设站后方交会法测量。高程测量采用高精 度电子水准仪附合水准路线和中视法支水准测量路线相结合的方法，在

道岔板粗铺完成之后进行， 以避免二期荷载对 GRP 的高程造成影响。 GRP 测量采用专用平差软件进行数据处理，精度应满足表 1 的要求。 表 1 GRP 测量精度要求表
GRP 放样自由设站精度要求 X ≤1mm Y ≤1mm H 定向精度 ≤1mm ≤ 1″ CPⅢ控制点坐标不符值限差 X ≤2mm Y ≤2mm H ≤2mm 相邻 GRP 间相对精度要求 0.2mm 平面 0.1mm 高程 横 0.3mm 重叠点平面较差 纵 0.4mm 重叠点高程较差 0.3mm
5． 道岔板粗铺 粗铺前采用高效吹风机对灰尘、细屑及表面残留物等进行清理，做 到道岔板下、垫层表面无杂物、灰尘。在精调爪混凝土垫块侧面放置双 层的方木垫块，作粗铺临时就位的支承，垫块尺寸长、宽、高为 150*150*90mm。粗铺精度控制在平面、高程均为±5mm。
图 7 道岔板粗铺垫木及吊环处木条保护 6. 精调爪安装 按照道岔板两侧预留孔位置安装三向分离式精调爪。安装前要将精 调爪三个方向的调整量归零，然后拧紧道岔板与精调爪之间的连结螺栓。 安装精调爪时，必须保证垫板与道岔板之间密贴，否则会挤裂道岔板。 精调爪安装完成后，利用精调爪微抬道岔板，取出支撑方木。