無(wú)砟道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽尺寸精確控制技術(shù)

陳泰彬

本文描述了無(wú)砟道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽關(guān)鍵質(zhì)量控制指標(biāo)及檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，介紹了控制轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽幾何尺寸及岔枕方正、間距尺寸控制模板等兩種自制工裝，說(shuō)明了轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽頂面至鋼軌底距離、轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽寬度、牽引點(diǎn)位置岔枕間距偏差、岔枕鋪設(shè)相對(duì)于直股的垂直度、預(yù)留槽面橫向人字排水坡等控制指標(biāo)及工裝使用控制情況和應(yīng)用效果，為無(wú)砟道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽尺寸施工控制提供了經(jīng)驗(yàn)及參考。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，高速鐵路建設(shè)如火如荼，高速鐵路技術(shù)精益求精。然而，作為高速鐵路上部結(jié)構(gòu)的無(wú)砟軌道乃至無(wú)砟道岔施工又是高速鐵路施工的關(guān)鍵控制要點(diǎn)。本文以新建魯南高速鐵路為例，簡(jiǎn)要闡述了無(wú)砟高速道岔施工關(guān)鍵技術(shù)控制。

一、工程概況

新建魯南高速鐵路日照至曲阜段，線路東起日照市東港區(qū)，于奎山鎮(zhèn)站連通在建青連線并貫通既有菏兗日鐵路，向西經(jīng)過(guò)臨沂市、曲阜市在線路西端通過(guò)聯(lián)絡(luò)線在曲阜東站與既有京滬高鐵接軌。中鐵十四局集團(tuán)魯南高鐵LNPJ-1標(biāo)項(xiàng)目部主要承擔(dān)魯南高鐵正線鋪軌里程：D2K6+029.56-DK252+405.539，正線長(zhǎng)度240.635 km (其中：日照至臨沂段102.347km,臨沂至曲阜段138.288km)；清單主要工程量：正線鋪軌490.731km,站線鋪軌41.546km,鋪設(shè)道岔180組，其中無(wú)砟道岔72組，有砟道岔108組，拆除道岔1組，拆除線路1.07km；CRTSⅢ型軌道板預(yù)制運(yùn)輸435810延米。無(wú)砟道岔分別分布于厲家寨站、莒南北站、臨沂北站、費(fèi)縣北站、蒙山站、泗水南站、大王莊線路所、曲阜東站等7座新建車站內(nèi)。

二、無(wú)砟高速道岔簡(jiǎn)介

本工程18#無(wú)砟道岔軌道結(jié)構(gòu)高度為860mm，其中底座結(jié)構(gòu)高度為300mm。道床板采用C40鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆注而成，道床板的寬度按直線一側(cè)邊緣至道岔直股中心線距離為1600mm，另一側(cè)邊緣至側(cè)股中心線距離為1600mm控制，底座比道床板寬出300mm。岔區(qū)道床板總體長(zhǎng)度為95.4m,分為三個(gè)單元，長(zhǎng)度分別為31.790m、23.380m、40.192m，單元之間設(shè)橫向伸縮縫，伸縮縫寬20mm。

18#單開(kāi)無(wú)砟高速道岔圖號(hào)為客專線（07）009。該組道岔全長(zhǎng)69m, 其中岔前長(zhǎng)31.729m,岔后長(zhǎng) 37.271m，轍叉角3°10'47.39″。岔枕共計(jì)使用144根，另外岔前岔后過(guò)渡段岔枕為44根，其中岔前過(guò)渡段岔枕為8根，岔后直股側(cè)股過(guò)渡段岔枕共計(jì)為36根。該組道岔直向設(shè)計(jì)通過(guò)速度為350km/h,側(cè)向設(shè)計(jì)通過(guò)速度為80km/h。

三、轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽設(shè)計(jì)概況

無(wú)砟道岔為長(zhǎng)岔枕埋入式，岔枕底部為桁架式結(jié)構(gòu)，并垂直于道岔直股，轍叉跟端分開(kāi)后垂直于線路中心。

轉(zhuǎn)轍器部分按三個(gè)牽引點(diǎn)設(shè)計(jì)，其布置位置為4#-5#、12#-13#、21#-22#岔枕間，可動(dòng)心軌轍叉部分設(shè)兩個(gè)牽引點(diǎn)，其具體布置為92#-93#、98#-99#之間 。各牽引點(diǎn)均采用分動(dòng)外鎖閉裝置，電務(wù)轉(zhuǎn)換桿件和外鎖閉裝置均安裝在兩混凝土岔枕之間，轉(zhuǎn)換機(jī)安裝在岔枕端頭。

四、轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽質(zhì)量控制要求

1.設(shè)計(jì)要求

轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引點(diǎn)所在位置的道床板設(shè)置橫向拉桿預(yù)留槽，預(yù)留槽底距離鋼軌底不低于260mm，拉桿槽在道床板寬度范圍內(nèi)通槽設(shè)置。預(yù)留槽面設(shè)置1%的橫向人字排水坡，橫向排水至線間溝及邊溝（圖1）。

圖1 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽詳圖

轉(zhuǎn)轍機(jī)拉桿預(yù)留槽槽寬按照岔枕間隔控制，岔枕均按照垂直于正線方向布置。其中第一牽引點(diǎn)、第二牽引點(diǎn)、第三牽引點(diǎn)、心軌第一牽引點(diǎn)岔枕間距為650mm，心軌第二牽引點(diǎn)處岔枕間距為600mm，緊鄰牽引點(diǎn)兩側(cè)岔枕間距各為575mm（圖2）。

圖2 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽位置岔枕布置圖

2.施工現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工都會(huì)使用15mm厚木模板或竹膠板，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工尺寸臨時(shí)拼裝、支護(hù)，道床板混凝土澆筑完成后拆除臨時(shí)支護(hù)木模板，進(jìn)行收面壓光，按要求設(shè)置排水坡，模板均為一次性非周轉(zhuǎn)使用。

轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽牽引點(diǎn)位置岔枕間距及相對(duì)于直股的垂直度控制方法為技術(shù)人員用鋼卷尺配合方尺檢查量測(cè)，安裝精度主要取決于測(cè)量人員技術(shù)水平以及是否仔細(xì)認(rèn)真按要求檢查及復(fù)核，人為因素對(duì)精度指標(biāo)要求影響明顯。

3.主要質(zhì)量控制指標(biāo)（表1）

表1 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽主要質(zhì)量控制指標(biāo)

4.質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

（1）為保證轉(zhuǎn)轍機(jī)動(dòng)作桿件、連接桿、鎖閉桿等外鎖閉裝置在定反位轉(zhuǎn)換過(guò)程中動(dòng)作平穩(wěn)、無(wú)別卡現(xiàn)象，且保證槽內(nèi)排水。轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽頂面至鋼軌底距離保證在260～270mm之間，道床板混凝土澆筑過(guò)程中控制轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽頂面標(biāo)高及排水坡是關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)。

（2）轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽寬度需通過(guò)控制模板支立尺寸，且要加固牢靠，混凝土澆筑過(guò)程中避免擾動(dòng)，從而保證各部位設(shè)計(jì)幾何尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

（3）牽引點(diǎn)位置岔枕間距偏差及岔枕鋪設(shè)相對(duì)于直股的垂直度的控制，則要求質(zhì)量控制人員質(zhì)量意識(shí)要強(qiáng)，施工調(diào)整時(shí)候，要做好交叉復(fù)核，減少測(cè)量人員的量測(cè)以及示數(shù)誤差，確保質(zhì)量合格。

（4）做好施工過(guò)程檢查，避免施工過(guò)程中的其他擾動(dòng)。

五、主要控制措施

針對(duì)以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析研究并考察現(xiàn)場(chǎng)，決定制作轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽定型模板及轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽岔枕方正定型模板。

1.轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽定型模板

（1）模板材料選擇

①保證模板有足夠的剛度，確保轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽底面及兩側(cè)平整，轉(zhuǎn)角處圓順；

②安裝、拆除、周轉(zhuǎn)過(guò)程中不易變形，保證使用過(guò)程中各部位尺寸，且便于現(xiàn)場(chǎng)安裝、拆除及搬運(yùn)；

③轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽模板材料選擇3mm厚Q235普通碳素鋼材質(zhì)鋼板。

（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①根據(jù)各牽引點(diǎn)處預(yù)留槽長(zhǎng)度尺寸，考慮預(yù)留槽通槽設(shè)置，且留置1%的人字形排水坡。每個(gè)預(yù)留槽模板分四個(gè)節(jié)段，兩側(cè)對(duì)稱布置。共用節(jié)段長(zhǎng)度為800mm，特殊節(jié)段根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽不同長(zhǎng)度尺寸單獨(dú)制作。

②根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽設(shè)計(jì)外觀形狀，避免轉(zhuǎn)角處模板拼縫，模板采用整體鍛壓，一次成型，側(cè)板及底部折角均采用圓弧平滑過(guò)渡。

③為使模板兩側(cè)跟岔枕貼合緊密，且方便拆除與安裝，轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽模板底面板距離底角折角30mm處，安裝合頁(yè)，方便開(kāi)合。

④轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽模板安裝后預(yù)留槽位置即為封閉狀態(tài)，為保證道床板混凝土澆筑、振搗過(guò)程中氣泡能夠順利排出，在模板底面板靠近底角兩側(cè)每間隔200mm預(yù)留直徑為20mm的排氣孔。

⑤為能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽頂面至鋼軌底距離與預(yù)留槽面設(shè)置1%的橫向人字排水坡兩項(xiàng)指標(biāo)，每塊模板兩端各焊接固定M16螺母，利用豎向絲桿調(diào)節(jié)距離軌底距離及排水坡方向。利用岔枕側(cè)面預(yù)留螺栓孔同模板側(cè)板固定，確保固定牢靠（圖3）。

2.轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽岔枕方正定型模板

（1）模板材料選擇

①保證模板有足夠的剛度，能夠抵抗因岔枕扭曲、竄動(dòng)造成的形變。

②施工過(guò)程中便于安裝、拆除、搬運(yùn)，且不易變形。

③采用12mm厚Q235普通碳素鋼鋼板。

圖3 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽模板設(shè)計(jì)圖

（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

①根據(jù)設(shè)計(jì)文件，第一牽引點(diǎn)、第二牽引點(diǎn)、第三牽引點(diǎn)及心軌第一牽引點(diǎn)預(yù)留槽岔枕間距為650mm，心軌第二牽引點(diǎn)處預(yù)留槽岔枕間距為600mm，方正定型模板分別對(duì)應(yīng)制作2套，岔枕預(yù)留轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留彎板安裝孔間距650mm的制作8塊，間距為600mm的制作2塊；

②模板均采用三個(gè)螺栓孔定位岔枕，確保兩岔枕相對(duì)間距及整體方正滿足設(shè)計(jì)要求；

③定位螺栓孔開(kāi)孔采用數(shù)控機(jī)床銑孔，加工精度≤1mm，滿足牽引點(diǎn)位置岔枕間距偏差5mm、岔枕鋪設(shè)相對(duì)于直股的垂直度3mm的精度要求；

④為確保螺栓定位后不松動(dòng)，定型模板螺栓采用平墊加彈簧墊片緊固的方式；為避免定型鋼模板對(duì)岔枕造成劃損傷痕，定型鋼模板與岔枕間加石棉墊加以保護(hù)（圖 4）。

圖4 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽岔枕方正定型模板設(shè)計(jì)圖

六、應(yīng)用效果

應(yīng)用效果總結(jié)：轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽模板與岔枕方正定型模板自投入使用以來(lái)，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽各部位尺寸的檢查，主要質(zhì)量控制指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求（表2）。

表2 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽主要質(zhì)量指標(biāo)檢查表

通過(guò)實(shí)測(cè)實(shí)量匯總，轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽頂面至鋼軌底距離控制偏差達(dá)到了5mm內(nèi)；轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽寬度、牽引點(diǎn)位置岔枕間距偏差、岔枕鋪設(shè)相對(duì)于直股的垂直度等偏差均小于3mm。定型模板同無(wú)砟道岔道床板模板同次數(shù)周轉(zhuǎn)使用，使用率高；安裝、拆除、倒運(yùn)方便輕盈；模板多次周轉(zhuǎn)使用后檢查未有外觀形狀及尺寸上的變化，有效精確的提高了轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（圖5、6）。

圖5 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽模板現(xiàn)場(chǎng)圖片

圖6 轉(zhuǎn)轍機(jī)預(yù)留槽岔枕方正模板現(xiàn)場(chǎng)圖片