P60-42號高速道岔鋪設(shè)施工作業(yè)的探討

陳國芳 上海鐵建工程有限公司

1 概況

在滬杭鐵路客運(yùn)專線站前工程上海公司承擔(dān)的道岔鋪設(shè)中，有兩組P60-42號無砟板式高速道岔，道岔直向容許通過速度為350 km/h，側(cè)向容許通過速度為160 km/h。道岔全長157 m，最長工件為49.19 m，最重工件約為13 t，距離現(xiàn)場地面高度約為17 m，并且作為全國首次采用板式結(jié)構(gòu)的高速道岔，兩組道岔均處于主線（HHZQ-1-1）范圍內(nèi)松江特大橋春申線路所處。

2 目的

對超長、超重工件在吊裝過程中的變形控制，確保超長、超重工件在落入承軌槽前后，不發(fā)生形變；采用符合相關(guān)技術(shù)要求的工藝、控制措施滿足道岔工件落位后的技術(shù)參數(shù)，確保道岔滿足粗鋪、精調(diào)的要求，以達(dá)到設(shè)計要求。

3 指導(dǎo)思想

（1）從原材料進(jìn)場、堆放、吊裝、配合初鋪進(jìn)行研究，控制道岔工件變形，確保道岔在整個吊裝過程中的所有工件處于設(shè)計狀態(tài)，滿足今后道岔的鋪設(shè)、精調(diào)要求。

（2）從整個道岔的精調(diào)前、中、后進(jìn)行研究，控制高速道岔幾何狀態(tài)，確保在整個道岔精調(diào)施工過程中符合技術(shù)設(shè)計要求，保證整個施工時間節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)效益。

4 施工前的準(zhǔn)備工作

（1）材料人員應(yīng)及時對道岔零部件、零件的品種、規(guī)格及數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn)，并檢查外觀；若發(fā)現(xiàn)道岔質(zhì)量問題時，特別是鋼軌幾何尺寸、岔心幾何尺寸等問題，應(yīng)及時與廠家聯(lián)系并處理。

（2）原材料進(jìn)場后，應(yīng)選擇合適場地進(jìn)行道岔料的存放。場地應(yīng)平整堅實(shí)，支撐面高差不大于10 mm。存放時應(yīng)根據(jù)類別分類放置，堆碼整體性良好?；拒壖廛墶⒖蓜有能夀H叉組建最多堆放兩層。道岔工件應(yīng)防止道岔料暴曬及雨淋，確保安裝前道岔工件的幾何狀態(tài)良好。

（3）鋪設(shè)前要對鋪裝人員進(jìn)行多次的培訓(xùn)，要達(dá)到每個工序操作都正確、熟練，42號道岔施工要求精度高、控制性嚴(yán)格，所以要提前組建施工隊伍，學(xué)習(xí)消化鋪裝工藝，做到每一個操作人員都重視施工質(zhì)量。

（4）對附著在道岔鋼軌、扣件、道岔板的塵土、污垢等需要清除；檢查尖軌、心軌與基本軌、翼軌以及頂鐵的密貼程度，對不達(dá)標(biāo)的進(jìn)行調(diào)整。

（5）鋪設(shè)時，對每道工序進(jìn)行自檢，檢查道岔全長、軌縫、水平、高低、方向，重點(diǎn)應(yīng)對道岔框架進(jìn)行檢查。

5 道岔施工工藝

5.1 道岔部件吊裝工藝

5.1.1 設(shè)備的確定

根據(jù)原地面至橋梁上道岔板高差，道岔工件的長度、重量，吊機(jī)站立位置選定并確定站定位置與設(shè)計位置道岔工件的角度，橋梁上電氣化立桿位置對吊裝的影響程度等幾方面可以確定設(shè)備的選型、吊裝工具的選定、道岔工件吊點(diǎn)布置。

5.1.2 設(shè)備的選定

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場的勘察，從吊機(jī)大臂最大伸長量、最困難條件下的吊機(jī)起吊重量進(jìn)行選擇，初步選定使用吊機(jī)為2臺200 t汽車吊，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 吊裝42號道岔200 t汽車吊的主要技術(shù)參數(shù)

對應(yīng)2臺200 t吊機(jī)最大起重量可達(dá)400 t，但根據(jù)現(xiàn)場因素的限制，需要進(jìn)行計算，計算以最困難條件進(jìn)行，計算結(jié)果如下：

計算吊機(jī)大臂所需伸長量：

橋面最大寬度15 m、吊機(jī)站立位置與橋梁外輪廓線最小間距5 m、吊機(jī)操作臺與橋梁面高差15m，計算如下：

L橋上與 L橋旁與橋梁形成相似三角形，故L橋長=15.811*3=47.433 m

L大臂伸長量=L橋旁+L橋上=63.244 m

根據(jù)大臂伸長量查相關(guān)參數(shù)表單個吊機(jī)可得出最大起重量為10.8 t，兩臺吊機(jī)為21.6 t，安全系數(shù)1.66，滿足42號道岔最重工件轍叉部分的起重要求。

5.1.3 吊點(diǎn)布置

（1）吊裝超長、超重道岔工件的吊點(diǎn)布置：

①42號道岔可動心軌轍叉吊點(diǎn)布置如圖1（單位mm）。

圖1 42號道岔可動心軌轍叉吊點(diǎn)布置

②導(dǎo)軌（膠結(jié)絕緣軌）組件（單位mm）。

當(dāng)起吊超過25 m鋼軌時起吊點(diǎn)間距不得大于5 m，起吊點(diǎn)距端頭距離不大于 4 m（見圖 2）。

圖2 起吊間距要求

（2）吊卸要求

①可動心軌轍叉組件起吊時，要特別注意軌下墊板不要拆卸，可作為臨時存放的墊塊使用。

②鋼軌組件起吊時要特別注意防止翻轉(zhuǎn)。

5.1.4 吊裝道岔及配合組裝工藝

（1）吊裝道岔采用2臺200 t汽車吊進(jìn)行道岔鋼軌、岔心的吊裝作業(yè)，由于42號道岔屬于超長、超重工件，吊機(jī)需要人工配合對道岔進(jìn)行初步組裝。

工藝流程：

道岔軌料分類→吊機(jī)就位→吊機(jī)起吊→鋼軌件對位、落槽→人工緊扣件→電動扳手復(fù)緊。

（2）根據(jù)道岔全長及吊機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑將每組道岔分解成5個部分進(jìn)行吊裝：尖軌基本軌部分、第一導(dǎo)曲線部分、第二導(dǎo)曲線部分、岔心部分、岔后鋼軌。每次吊裝均將上下行道岔同位置鋼軌統(tǒng)一吊裝。

（3）道岔鋼軌、岔心吊裝前，施工人員必須將墊板、扣件根據(jù)道岔鋪設(shè)圖依次散料，軌下橡膠墊板放置到位。道岔根據(jù)分段劃線進(jìn)行吊裝，以控制道岔全長及起止里程。

（4）道岔吊至相應(yīng)位置后，人工立即上緊扣件，在人工不能滿足扣件扣押力的情況下，應(yīng)采用電動扳手進(jìn)行緊固，防止因溫度變化造成鋼軌的伸縮。

5.2 道岔初鋪工藝

5.2.1 道岔的初步檢查

道岔初鋪采用吊機(jī)與人工配合組裝到位后，根據(jù)道岔鋪設(shè)圖，對道岔進(jìn)行初步檢查，并將檢查內(nèi)容標(biāo)示在道岔鋼軌上，施工人員進(jìn)行整改。經(jīng)過2-3次的人工整改后，可進(jìn)入道岔靜態(tài)精調(diào)階段。5.2.2道岔重點(diǎn)部位鋪設(shè)

整組道岔內(nèi)部轍叉部分屬于超重工件，轍叉部分的精調(diào)采用人工調(diào)整是異常困難的，因此在道岔初鋪時，采用吊機(jī)配合對轍叉部分進(jìn)行定位，定位正確將對今后道岔精調(diào)產(chǎn)生極好的作用。

（1）測量定位

采用3s級精度全站儀對轍叉前后四根鋼軌的點(diǎn)位進(jìn)行測量定位，并結(jié)合道岔鋪設(shè)圖、道岔板槽位進(jìn)行控制。

（2）轍叉初步落位

吊機(jī)將轍叉吊裝至轍叉定位位置上空5 cm后，人工采用大三角板緊靠轍叉前后鋼軌進(jìn)行初步測算；偏差數(shù)量較大的，統(tǒng)一指揮并由吊機(jī)進(jìn)行調(diào)整，偏差數(shù)據(jù)較小可采用人工橫推縱移進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)幾次后，基本可將轍叉部分定位完畢，轍叉前后控制在2 mm偏差范圍內(nèi)，左右控制在2 mm范圍內(nèi)。

（3）轍叉部分復(fù)測

根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行測量復(fù)測，轍叉精度控制在2 mm內(nèi)，并測量復(fù)核后存在偏差的采用人工進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)調(diào)整至測量定位。

（4）道岔工件鋪設(shè)

轍叉定位完畢后，道岔其余工件根據(jù)道岔鋪設(shè)圖、測量定位點(diǎn)進(jìn)行鋪設(shè)工作，吊機(jī)配合；道岔鋪設(shè)完畢后，人工根據(jù)《驗(yàn)標(biāo)》進(jìn)行道岔幾何狀態(tài)檢查與整改。反復(fù)2-4次后，基本可以滿足軌檢小車檢測要求。

5.3 道岔的精調(diào)控制工藝

5.3.1 儀器選定及調(diào)整

（1）利用軌檢小車（全站儀、GRP1000S）對道岔進(jìn)行精調(diào)，全站儀與小車之間距離，儀器公司建議為70-80 m，為了做到精確一般采用50-60 m精調(diào)道岔。環(huán)境惡劣條件下距離應(yīng)更短。

（2）采用后方交會設(shè)站時如標(biāo)準(zhǔn)差不達(dá)標(biāo)，則剔出存在粗差的點(diǎn)，但剔出點(diǎn)的數(shù)量不能超過2個，否則需重新設(shè)站。檢查全站儀水準(zhǔn)泡是否居中，放樣60 m以上的一個控制點(diǎn)對設(shè)站進(jìn)行檢核。

（3）全站儀與軌檢小車連接完成且正常后，應(yīng)對軌檢小車進(jìn)行檢校，檢校方法采用正反向校核，即將軌檢小車先面向軌道調(diào)整方向設(shè)置與全站儀連接測試無誤后，關(guān)閉小車所有程序?qū)⑿≤囆D(zhuǎn)3600再與全站儀連接測試，兩次測試數(shù)據(jù)誤差不超過1 mm，即小車為合格，方可進(jìn)行施工使用，否則需重新檢查小車，直到滿足設(shè)計要求后方可進(jìn)行施工。

（4）軌道的調(diào)整主要包括軌道的軌向、軌距、中線、超高、高低、高程等六項(xiàng)指標(biāo)。

（5）采用軌檢小車采集模式，采集整組道岔及前后50m內(nèi)的數(shù)據(jù)，通過專業(yè)處理后生成數(shù)據(jù)表格，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

（6）軌向調(diào)整：《驗(yàn)標(biāo)》要求軌向允許偏差為2 mm/10m弦。采用10 m弦長為基準(zhǔn)對軌道和軌向幅值進(jìn)行測量檢驗(yàn)。采用小車進(jìn)行軌道測量時，需要對每根軌枕間距采集軌道數(shù)據(jù)，每隔5 m測點(diǎn)的高低或軌向的理論值與實(shí)測值之差的絕對值均不應(yīng)超過2 mm（即表明軌道的高低或軌向的幅值滿足10 m弦正矢不超過2 mm的規(guī)定）。

5.3.2 道岔精調(diào)重難點(diǎn)控制工藝

（1）測量定位控制措施

由于高速道岔的高平順、高穩(wěn)定的要求，高精度的測量水平是整個道岔鋪設(shè)中的重中之重，道岔定位精度越精確，將大量減少道岔鋪設(shè)前、中、后的施工作業(yè)量，也極大的節(jié)約了時間成本、資金成本。

控制措施如下：

①對道岔板的定位控制在1 mm以內(nèi)，利用CPIII點(diǎn)進(jìn)行測設(shè)，平面與高程平差數(shù)據(jù)首先要控制在1 mm以內(nèi)，確保42號道岔在160 m范圍內(nèi)的道岔板定位精度。

②測量復(fù)核：與外方測量單位聯(lián)合對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，對異常點(diǎn)、突變點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)剔除，確保測量精度。

③道岔板在鋪設(shè)過程中采用精調(diào)來控制平面、高程，施工人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

④道岔鋼軌、岔心進(jìn)行鋪設(shè)時，預(yù)先設(shè)定好各根鋼軌與岔心的點(diǎn)位，設(shè)置"三點(diǎn)一線"，使用0.5 mm墨線定位。

⑤道岔落位時，目測鋼軌的落槽精度，并采用鋁合金直角三角尺與15 cm鋼板尺配合進(jìn)行二次定位，保證精度控制在1 mm以內(nèi)。

（2）道岔焊接控制

鋁熱焊接工藝流程如下：準(zhǔn)備工作→軌端干燥→軌端除銹去污→對軌→夾具安裝→砂模安裝→封箱→預(yù)熱→坩堝安裝→點(diǎn)火→反應(yīng)→鎮(zhèn)靜→拆磨→推瘤→打磨。

①軌縫控制：焊接42號道岔采用鋁熱焊劑為德國鋁熱焊，軌縫控制為28 mm，誤差+2 mm，-1 mm，在保證道岔全長的情況下，切割接頭鋼軌。切割前應(yīng)劃出2條1 mm劃線，一條為28 mm線、一條為扣除鋸片厚度的劃線，確保軌縫控制在28 mm。

②對軌控制：對軌控制為6個位置，使用1 m長方鋼尺與15 cm小鋼尺。使用1 m長方鋼尺檢測兩個接頭軌面、軌頭兩側(cè)、兩側(cè)軌腰，使用15 cm小鋼尺檢測軌底。用手壓住檢測工具的兩頭，以"翹翹板"方式動作，檢查錯牙高低。在不明顯的情況下，可檢查是否有漏光現(xiàn)象。

③封箱控制：封箱是鋁熱焊操作過程中比較關(guān)鍵的步驟，應(yīng)高度注意，如果封箱發(fā)生問題，很容易造成泄漏鋼水的焊接事故。

5.3.3 現(xiàn)場調(diào)整

現(xiàn)場調(diào)整按"先方向、后水平；先直股、后曲股；先整體、后局部"的原則。

經(jīng)過不懈努力，滬杭客專P60-42號道岔如期完成，并且在各項(xiàng)指標(biāo)上都完全達(dá)到了設(shè)計要求。

6 結(jié)束語

（1）高速道岔的測量精度要求更為精確：高速道岔在方向控制、水平控制、高程控制上更注重高精度測量的控制，調(diào)整范圍只能依靠偏心錐、軌距塊、調(diào)高墊片進(jìn)行改動，而且前期高精度的測量水準(zhǔn)將起到至關(guān)重要的作用。

（2）高速道岔的施工作業(yè)要求更加嚴(yán)格：P60-42號道岔猶如一部精密的科學(xué)儀器，在鋪設(shè)作業(yè)中的精度控制更加嚴(yán)格。

（3）高速道岔需要高素質(zhì)、高水平的作業(yè)人員：越是高精度的數(shù)據(jù)控制，對作業(yè)人員的要求更高，現(xiàn)場作業(yè)人員需要在鋪設(shè)前及過程中不斷學(xué)習(xí)消化工藝、工序、技術(shù)措施，這樣才能使道岔質(zhì)量控制在嚴(yán)格的設(shè)計規(guī)范范圍內(nèi)。

（4）高速道岔的工具精度要求更高：高精度的工具為鋪設(shè)350 km時速的高速道岔提供了有效的幫助。