高速鐵路無(wú)砟軌道板精調(diào)器的應(yīng)用

姚大剛

(中鐵建工集團(tuán) 北京機(jī)械制造有限公司，北京 100070)

無(wú)砟軌道施工技術(shù)分為4種技術(shù)，即以武廣客運(yùn)專線、蘭新二線、大西線、西寶客專為代表的雷達(dá)2000施工工法;以哈大線、滬寧線為代表的CRTSⅠ板施工工法;以京滬高鐵、京石、石武客專、津秦客專為代表的CRTSⅡ板施工工法;以鄭西客專為代表的旭普林施工工法;武漢城市圈城際鐵路為代表的CRTSⅢ板施工工法。

在以上工法施工過(guò)程中都會(huì)使用雙塊式鋼軌調(diào)整器、CRTSⅠ，CRTSⅡ，CRTSⅢ精調(diào)器(爪)，精調(diào)器(爪)是高速鐵路預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌道板、雙塊式軌道進(jìn)行精調(diào)的專用裝備之一，在無(wú)砟軌道的施工中，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌道板粗放后，將精調(diào)器放置軌道板兩側(cè)的指定位置，初步確定軌道板位置。精調(diào)軌道板時(shí)，是利用精密測(cè)量控制網(wǎng)和先進(jìn)的精調(diào)測(cè)量?jī)x器通過(guò)不斷地實(shí)時(shí)測(cè)量每一塊軌道板的空間坐標(biāo)，并通過(guò)電腦系統(tǒng)與理論空間坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，給出實(shí)時(shí)偏差，用精調(diào)器(爪)完成鋼軌、軌道板的精調(diào)與定位，將軌道板精確定設(shè)在理論設(shè)計(jì)的空間位置。

1 無(wú)砟軌道類型及精調(diào)作業(yè)定位限差

1.1 無(wú)砟軌道類型簡(jiǎn)介

1.1.1 雙塊式無(wú)砟軌道板

雙塊式無(wú)砟軌道在施工中將雙塊式軌枕吊放至待鋪位置，再經(jīng)過(guò)鋼筋綁扎、軌排組裝、綜合接地和軌道粗調(diào)等關(guān)鍵工序后，用軌檢小車測(cè)量系統(tǒng)對(duì)軌道的幾何尺寸進(jìn)行精調(diào)，使其滿足設(shè)計(jì)精度要求，最后澆筑道床混凝土一次成型。軌道精調(diào)是無(wú)砟軌道施工中非常關(guān)鍵的一道工序，它對(duì)軌道的幾何尺寸最終位置能否達(dá)到設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求起著決定性作用，軌道精調(diào)主要通過(guò)螺桿調(diào)節(jié)器的調(diào)整來(lái)滿足軌道幾何尺寸的要求。

1.1.2 CRTSⅠ，CRTSⅢ型無(wú)砟軌道板

CRTSⅠ型無(wú)砟軌道板規(guī)格為4 962 mm×2 400 mm×210 mm，約6 t，兩側(cè)有四組孔距 120 mm，T24×12.7的梯形螺紋起吊孔，通過(guò)水泥瀝青砂漿調(diào)整層，鋪設(shè)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)澆筑在鋼筋混凝土底座上，由凸形擋臺(tái)限位，采用CRTSⅠ型軌道板精調(diào)器調(diào)整軌道板與底座間隙、軌道板與凸形擋臺(tái)間隙及軌道板安裝位置。

CRTSⅢ型無(wú)砟軌道板具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是我國(guó)結(jié)合CRTSⅠ，CRTSⅡ軌道板的優(yōu)點(diǎn)自行研制的，該無(wú)砟軌道系統(tǒng)采用門型鋼筋網(wǎng)同自密實(shí)混凝土結(jié)合，形成復(fù)合板軌道板結(jié)構(gòu)，有效解決了日本、德國(guó)因軌道CA砂漿不均勻收縮導(dǎo)致軌道線路板與板之間不平順問(wèn)題，規(guī)格為5 600 mm×2 500 mm×210 mm，約6 t，兩邊有四組孔距120 mm，T24×12.7的梯形螺紋起吊孔。

1.1.3 CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板

CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板規(guī)格為6 450 mm×2 550 mm×200 mm，約 8.6 t，鋪設(shè)時(shí)要求現(xiàn)場(chǎng)澆筑CRTSⅡ型無(wú)砟軌道板下與路基水硬支承層之間的灌注自流平水泥層，在現(xiàn)場(chǎng)澆筑前都需要精確調(diào)整軌道板高度和橫向位置，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.1.4 道岔板

無(wú)砟板式道岔板是用于固定道岔的底座板，在車站、編組站大量鋪設(shè)。由于道岔是機(jī)車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，道岔線形順線路方向不斷變化，所以道岔板上用于固定道岔的釘孔位置隨之變化，每塊道岔板的外形尺寸和套管孔位也在不斷變化。道岔板鋪設(shè)時(shí)對(duì)橫向、縱向、高程誤差精度要求高，道岔板精調(diào)器可實(shí)現(xiàn)道岔板橫向、縱向和高程同時(shí)調(diào)整。

1.2 無(wú)砟軌道精調(diào)作業(yè)定位限差

雙塊式，CRTSⅠ，CRTSⅡ，CRTSⅢ軌道板和道岔板在精調(diào)作業(yè)中對(duì)幾何精度各有側(cè)重，精度等級(jí)要求不盡相同，重要參數(shù)對(duì)比如表1。

2 精調(diào)器(爪)簡(jiǎn)介

不同軌道板使用不同的精調(diào)器(爪)以滿足需要，結(jié)構(gòu)、性能各具特色。

2.1 精調(diào)器分類及結(jié)構(gòu)

雙塊式軌道板使用螺桿調(diào)整器。CRTSⅠ，CRTSⅢ軌道板可以使用相同精調(diào)器(爪)。CRTSⅡ軌道板所使用的精調(diào)器(爪)分為兩種類型，分別是 DTA，DTB。

道岔板使用道岔板調(diào)整器。

2.2 工作環(huán)境和環(huán)境溫度

無(wú)砟軌道板精調(diào)作業(yè)由于精度要求比較高，為了保證精度等級(jí)和作業(yè)質(zhì)量，必須在規(guī)定的環(huán)境溫度之下進(jìn)行作業(yè);精調(diào)器(爪)結(jié)構(gòu)不同、功能各異也必須分類使用。各種精調(diào)器(爪)其工作環(huán)境和環(huán)境溫度對(duì)比如表2。

表2 精調(diào)器(爪)環(huán)境溫度及工作環(huán)境

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

由于使用場(chǎng)合、結(jié)構(gòu)等都不相同，所以各種精調(diào)器具有不同技術(shù)參數(shù)，見表3。

3 精調(diào)作業(yè)

3.1 雙塊式軌道螺桿調(diào)整器

3.1.1 螺桿調(diào)整器的安裝

線路軌排進(jìn)行粗調(diào)后，松動(dòng)滑動(dòng)板上的壓板螺栓將一對(duì)螺桿調(diào)整器對(duì)稱固定到兩根鋼軌合適位置。注意螺桿位于軌道外側(cè)，左、右兩個(gè)螺桿調(diào)整器位置基本對(duì)稱，并旋轉(zhuǎn)螺栓組使滑動(dòng)板基本處于左右移動(dòng)范圍的中間位置。直線段和小超高段(超高≤75 mm)每隔三根軌枕設(shè)一對(duì)螺桿調(diào)整器，過(guò)超高段(超高 ＞75 mm)每隔兩根軌枕設(shè)一對(duì)，見圖1。

表3 精調(diào)器(爪)主要技術(shù)參數(shù)對(duì)比

圖1 螺桿調(diào)整器安裝

3.1.2 螺桿調(diào)整器的調(diào)整

1)根據(jù)超高段的超高量，選擇角度調(diào)整級(jí)別，將定位銷插入相應(yīng)的角度定位孔，超高段的角度調(diào)整級(jí)別見表4。

選擇角度調(diào)整級(jí)別的目的是能在各種超高情況下，讓螺桿基本處于豎直狀態(tài)(與水平面垂直)，使其能穩(wěn)定地承受鋼軌等的重力。

2)根據(jù)鋼軌軌面到地基頂面的高度選擇合適長(zhǎng)度的螺桿。在超高段的地基是水平的狀況下，線路超高量大時(shí)，低側(cè)采用短螺桿，高側(cè)采用長(zhǎng)螺桿。如果是由地基下部結(jié)構(gòu)形成超高，則兩側(cè)螺桿高度基本一致。注意螺桿高度一般不得超出鋼軌頂面60 mm(以不影響其他施工設(shè)備工作為限)。

3)將螺桿旋入調(diào)節(jié)螺母，其接地桿部套適當(dāng)長(zhǎng)度的保護(hù)套(保護(hù)螺桿埋入混凝土后容易取出，由用戶自備)，旋轉(zhuǎn)螺桿到路基頂面實(shí)現(xiàn)支撐。

4)軌排精調(diào)時(shí)，根據(jù)精調(diào)設(shè)備的測(cè)量誤差，左右旋動(dòng)螺桿，進(jìn)行高度及超高等精調(diào)。

5)在一對(duì)螺桿調(diào)整器間安裝中間調(diào)節(jié)桿，旋動(dòng)中間調(diào)節(jié)桿，進(jìn)行股道中心線的精調(diào)。

6)按步驟5)反復(fù)調(diào)整直至達(dá)到規(guī)范要求。用調(diào)節(jié)螺母旁的M16螺栓將調(diào)節(jié)螺母鎖緊。

7)施工中應(yīng)盡量防止混凝土等污物進(jìn)入螺桿調(diào)整器，混凝土澆筑后應(yīng)立即清理落在螺桿調(diào)整器上的污物，以免日后清理困難。

8)道床混凝土澆筑完成并充分保養(yǎng)后，將螺桿調(diào)整器從鋼軌上拆除。

3.2 CRTSⅠ，CRTSⅢ型軌道板精調(diào)器

3.2.1 準(zhǔn)備工作

檢查定位調(diào)整器部件安裝正確，各螺紋及滑動(dòng)配合面干凈、傳動(dòng)靈活，給螺紋及滑動(dòng)配合面加少量油(機(jī)油或黃油)。

定位調(diào)整器安裝前，要旋動(dòng)橫向調(diào)整螺栓，使墊塊前端與滑板上的紅刻線基本對(duì)齊(大約有±17 mm的橫向調(diào)整余量)。

3.2.2 安裝與粗調(diào)

1)安裝定位調(diào)整器。CRTSⅠ型定位調(diào)整器利用固定螺栓與軌道板的吊裝孔連接，將定位調(diào)整器安裝在軌道板兩側(cè)四角的起吊套管孔內(nèi)，用扳手?jǐn)Q固定螺栓貼合即可。旋動(dòng)高度調(diào)整螺桿使墊塊與地面正確接觸，用扳手?jǐn)Q緊高度調(diào)整螺桿受力，消除固定螺栓與孔的配合間隙，見圖2。

2)粗調(diào)軌道板。粗調(diào)同一塊軌道板上的4個(gè)定位調(diào)整器的高度調(diào)整螺桿，使支承點(diǎn)高度大致相同，調(diào)整應(yīng)基本同步(即4個(gè)高度調(diào)整螺桿基本同步升高)。以跟蹤精調(diào)過(guò)的軌道板模式，依次粗調(diào)本作業(yè)日計(jì)劃調(diào)整的所有軌道板，使全部定位調(diào)整器處于受力狀態(tài)，以便提前產(chǎn)生沉降，減小精調(diào)時(shí)由于不均勻沉降產(chǎn)生誤差。

3.2.3 精調(diào)軌道板

精調(diào)軌道板時(shí)，利用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)出誤差后，用定位調(diào)整器完成軌道板的精調(diào)與定位，包括對(duì)軌道板進(jìn)行高程和平面位置的調(diào)整等。方法:根據(jù)測(cè)量小車上的粗調(diào)尺寸將軌道板末端(離上一個(gè)調(diào)整好的軌道板遠(yuǎn)的一端)先行粗略調(diào)整，軌道板前端則根據(jù)速測(cè)儀測(cè)量結(jié)果，以跟蹤調(diào)整好的軌道板的模式進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)必須按照測(cè)量員的口令進(jìn)行同步操作，即每?jī)蓚€(gè)操作員同步調(diào)整橫向調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行平面位置調(diào)整，然后根據(jù)測(cè)量人員的要求同步調(diào)整高度調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行高程調(diào)整。平面位置調(diào)整主要依靠推進(jìn)的橫向調(diào)節(jié)螺栓將軌道板推向調(diào)整的方向，同時(shí)須同步松動(dòng)對(duì)面的橫向調(diào)節(jié)螺栓。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整，使精調(diào)的結(jié)果達(dá)到高程及平面位置允許誤差。

3.3 CRTSⅡ型板式軌道板精調(diào)器

3.3.1 準(zhǔn)備工作

檢查定位調(diào)整器部件安裝正確，各螺紋及滑動(dòng)配合面干凈、傳動(dòng)靈活，給螺紋及滑動(dòng)配合面加少量油(機(jī)油或黃油)。DTA型定位調(diào)整器安裝前，要旋動(dòng)橫向調(diào)整螺栓，使墊塊前端與滑板上的紅刻線基本對(duì)齊(大約有±17 mm的橫向調(diào)整余量)。

3.3.2 安裝與粗調(diào)

1)安裝定位精調(diào)器

將4個(gè)DTA型定位精調(diào)器對(duì)稱安裝在每個(gè)軌道板兩側(cè)四角的指定位置(底面有預(yù)埋鋼板處)，旋動(dòng)高度調(diào)整螺桿使墊塊與地面正確接觸(墊塊與軌道板側(cè)面基本垂直，橫向調(diào)整螺栓在外側(cè))，用扳手?jǐn)Q緊高度調(diào)整螺桿受力。為了保護(hù)調(diào)整器不被灌注水泥污染，安裝調(diào)整器前可在安裝位置放置泡膜塑料塊，見圖3。

2)粗調(diào)軌道板

粗調(diào)同一塊軌道板上的4個(gè)定位調(diào)整器的高度調(diào)整螺桿，使支承點(diǎn)高度大致相同，調(diào)整應(yīng)基本同步(即4個(gè)高度調(diào)整螺桿基本同步升高)。

將2個(gè)DTB型定位調(diào)整器安裝在每個(gè)軌道板兩側(cè)中部的指定位置。并旋動(dòng)高度調(diào)整螺桿對(duì)軌道板中間的高度進(jìn)行補(bǔ)調(diào)使之與四角基本等高，并保持均勻受力。以跟蹤(已精調(diào)過(guò)的軌道板)模式依次粗調(diào)本作業(yè)日計(jì)劃調(diào)整的所有軌道板，使全部定位調(diào)整器處于受力狀態(tài)，以便提前產(chǎn)生沉降，減小精調(diào)時(shí)由于不均勻沉降產(chǎn)生誤差，見圖4。

3.3.3 精調(diào)軌道板

精調(diào)軌道板時(shí)，利用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)出誤差后，應(yīng)用定位調(diào)整器完成軌道板的精調(diào)與定位，包括對(duì)軌道板進(jìn)行高程和平面位置的調(diào)整等。方法如下:

圖4 DTB精調(diào)器安裝

1)旋低每塊軌道板中間的2個(gè)DTB型定位調(diào)整器的高度調(diào)節(jié)螺桿，防止在進(jìn)行高程調(diào)整時(shí)發(fā)生干擾。

2)根據(jù)測(cè)量小車上的粗調(diào)尺將軌道板末端(離上一個(gè)調(diào)整好的軌道板遠(yuǎn)的一端)先行粗略調(diào)整，軌道板前端則根據(jù)速測(cè)儀測(cè)量結(jié)果，以跟蹤調(diào)整好的軌道板的模式進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)必須按照測(cè)量員的口令進(jìn)行同步操作，即每?jī)蓚€(gè)操作員同步調(diào)整橫向調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行平面位置調(diào)整，然后根據(jù)測(cè)量人員的要求同步調(diào)整高度調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行高程調(diào)整。平面位置調(diào)整主要依靠推進(jìn)的橫向調(diào)節(jié)螺栓將軌道板推向調(diào)整的方向，同時(shí)須同步松動(dòng)對(duì)面的橫向調(diào)節(jié)螺栓。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整，使精調(diào)的結(jié)果達(dá)到高程及平面位置允許誤差。

3)各角均達(dá)到最終位置后，利用DTB調(diào)整器對(duì)軌道板中間的高度進(jìn)行補(bǔ)償。

4)以跟蹤精調(diào)過(guò)的軌道板的模式依次精調(diào)本作業(yè)日計(jì)劃調(diào)整的所有軌道板。

3.4 道岔板調(diào)整器

3.4.1 準(zhǔn)備工作

檢查定位調(diào)整器部件安裝是否正確，各螺紋及滑動(dòng)配合面干凈、傳動(dòng)靈活，給螺紋及滑動(dòng)配合面加少量油(機(jī)油或黃油)。

道岔板精調(diào)器安裝前，旋動(dòng)橫向調(diào)整螺桿，使滑塊位于限位墊塊中間位置，旋動(dòng)縱向調(diào)整螺桿使限位墊塊位于縱向調(diào)整底座滑動(dòng)槽中間位置，使其前、后、左、右具有17 mm的調(diào)整量，見圖5。

3.4.2 安裝與粗調(diào)

將道岔板精調(diào)器安裝在道岔板兩側(cè)四角的起吊套管孔內(nèi)，用扳手?jǐn)Q動(dòng)六角螺栓緊固托板與道岔板。旋動(dòng)高度調(diào)整螺桿使縱向調(diào)整底座與地面接觸，用扳手?jǐn)Q緊高度調(diào)整螺桿受力，消除固定螺栓與孔的配合間隙(防止精調(diào)軌道板時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng))。使用時(shí)利用六角頭螺栓與道岔板的吊裝孔連接，將定位調(diào)整器安裝在道岔板兩側(cè)四角的起吊套管孔內(nèi)，用扳手將螺栓與道岔板緊固。

圖5 道岔板精調(diào)器安裝

粗調(diào)同一塊軌道板上的4個(gè)定位調(diào)整器的高度調(diào)整螺桿，使支承點(diǎn)高度大致相同，使全部定位調(diào)整器處于受力狀態(tài)，以便提前產(chǎn)生沉降，減小精調(diào)時(shí)由于不均勻沉降產(chǎn)生誤差。

3.4.3 精調(diào)軌道板

精調(diào)軌道板時(shí)，利用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)出誤差后，應(yīng)用道岔板精調(diào)器完成軌道板的精調(diào)與定位，包括對(duì)軌道板進(jìn)行縱向、橫向和高程調(diào)整。每?jī)蓚€(gè)操作員同步調(diào)整縱向、橫向調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行平面位置調(diào)整，然后根據(jù)測(cè)量人員的要求同步調(diào)整高度調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行高程調(diào)整。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整，使精調(diào)的結(jié)果達(dá)到高程及平面位置允許誤差。

4 精調(diào)器使用的注意事項(xiàng)

軌道板粗放時(shí)，盡量將橫向平面位置誤差控制在±10 mm以內(nèi)，可減少軌道板精調(diào)工作量，提高工作效率。若軌道板粗放的橫向、縱向平面位置誤差大于16 mm時(shí)，應(yīng)分兩次或以上進(jìn)行精調(diào)。即第一次精調(diào)到調(diào)整螺栓的極限位置后，用斜木楔將軌道板穩(wěn)實(shí)，松動(dòng)調(diào)整器重新調(diào)回橫向調(diào)整螺栓到準(zhǔn)備工作位置，然后進(jìn)行二次調(diào)整，直到達(dá)到要求。

對(duì)于個(gè)別軌道板可能會(huì)出現(xiàn)軌道板底面距支撐層過(guò)低，使調(diào)整器擋板觸地高程無(wú)法調(diào)低的情況，此時(shí)可利用沖擊鏟將支撐層的影響部位挫低。精調(diào)器橫向、縱向調(diào)整量為±17 mm左右，當(dāng)橫向、縱向調(diào)整螺栓擰不動(dòng)時(shí)說(shuō)明已到極限位置，不得硬擰以免損壞調(diào)整器。

［1］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)［2009］218號(hào) 高速鐵路CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［2］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)函［2009］674號(hào) 高速鐵路無(wú)砟軌道施工精調(diào)作業(yè)指南［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［3］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)［2005］160號(hào) 客運(yùn)專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［4］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)［2007］85號(hào) 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)［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［5］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)［2006］189號(hào) 客運(yùn)專線無(wú)砟軌道鐵路工程測(cè)量暫行規(guī)定［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［6］中華人民共和國(guó)鐵道部.科技基［2008］74號(hào) 客運(yùn)專線鐵路CRTSⅠ型板式無(wú)砟軌道混凝土軌道板暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［7］中華人民共和國(guó)鐵道部.科技基［2008］74號(hào) 客運(yùn)專線鐵路雙塊式無(wú)砟軌道雙塊式混凝土軌枕暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［8］徐利利，馮毅.武廣鐵路客運(yùn)專線雷大橋特大橋縱連底座板式無(wú)砟軌道底座板施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(1):45-48.