双块式无砟轨道施工工艺及质量控制课件.ppt

双块式无砟轨道施工工艺及质量控制,报告人：白昆华,中铁八局科技研发中心2012年7月,1,目录,1、双块式无砟轨道主要结构特点2、双块式无砟轨道施工工艺3、关键工序质量控制要点,2,1、双块式无砟轨道主要结构特点,3,1、双块式无砟轨道主要结构特点,1.1、结构组成双块式无砟轨道由钢轨、弹性扣件、双块式轨枕、道床板、底座板/支承层等组成。,4,双块式无砟轨道结构图,5,1.1、结构组成,路基上双块式无砟轨道为连续结构，在道床板与路基面间设置支承层。结构整体性及横向稳定性强，结构整体平顺性较好。一般情况下，在土质路基基床表层摊铺混凝土支承层，不便于机械化施工的地段可采用低塑性混凝土支承层。曲线路基地段，线间设集水井；两侧路基面上，采用沥青混凝土填充。,6,路基地段双块式无砟道床横截面示意图,7,1.1、结构组成,桥上双块式无砟轨道，道床板为单元分块结构，道床板与底座间设置中间隔离层，并采用凸台限位。桥上无砟轨道的混凝土底座直接浇注在桥面上，并与桥面用预置套筒植筋连接。桥上每块底座板上设置两个抗剪凹槽，凹槽内侧铺设弹性缓冲垫层。道床板与底座之间设置中间隔离层。,8,桥梁地段双块式无砟轨道横断面图,9,1.1、结构组成,隧道地段双块式无砟轨道结构，道床板直接在隧道的仰拱回填层或钢筋混凝土底板的混凝土垫层上采用连续浇筑。隧道地段无砟轨道超高在道床板上实现。,10,隧道地段双块式无砟轨道横断面图（有仰拱）,11,隧道地段双块式无砟轨道横断面图（无仰拱）,12,1.2、道床板,道床板采用C40钢筋混凝土现场浇注。道床板宽度为2800mm，高度为260mm。一般直线地段，线间填充采用两面排水系统，道床板顶部设0.7%的排水横坡向路边排水；在曲线设置超高地段，线间不填充采用三面排水系统，在道床板顶部采用单面排水坡。,13,1.2、道床板,路基上连续道床板浇注在支承层上，支承层表面进行拉毛处理。路基上采用连续道床板结构。桥上道床板与底座之间设置中间隔离层。一般道床板为分块浇筑单元结构。隧道内连续道床板浇注在隧道仰拱回填层或钢筋混凝土底座上，仰拱回填层或钢筋混凝土底座表面进行拉毛或凿毛处理。,14,1.3、双块式轨枕,双块式轨枕分与WJ-7扣件相匹配的SK-1轨枕和WJ-8扣件相匹配的SK-2轨枕。轨枕均采用带桁架钢筋的双块式预制结构。配置外露的桁架筋加强与现浇混凝土道床的联结；在施工期，保证轨道的几何状态。轨枕块混凝土强度应达到C60等级要求，混凝土抗冻性应满足F250的要求。,15,SK-1轨枕,SK-1轨枕,SK-1轨枕,16,SK-2轨枕,17,1.4、扣件,目前，我国高速铁路无砟轨道主要采用WJ-7和WJ-8型扣件。WJ-7型扣件：结构为带铁垫板的弹性分开式扣件；混凝土轨枕或轨道板承轨槽不设混凝土挡肩。WJ-8型扣件：扣件系统为带铁垫板的弹性不分开式扣件，混凝土轨枕或轨道板承轨槽设混凝土挡肩。,18,WJ-7型扣件分解示意图,19,WJ-8型扣件分解示意图,20,1.5、钢轨,我国新建的高速铁路客运专线均采用强度等级为880MPa级U71Mn（k）钢轨。中国高速铁路均采用60kg/m钢轨。钢轨定尺长采用100m。轨排组装用工具轨应采用与正线轨型相同的钢轨。,21,2、双块式无砟轨道施工工艺,CRTS型双块式无砟道床主要采用轨排支撑架法施工。CRTS型双块式无砟道床采用振动嵌入法施工，应用专用机械进行。本次介绍以CRTS型双块式无砟道床施工为例，介绍轨排支撑架法施工工艺。,22,2.1、工艺流程图,双块式无砟轨道铺设施工主要包括混凝土支承层铺筑、桥面底座混凝土浇筑、双块式轨排组装定位、轨排精确调整、道床板混凝土浇筑等作业内容。,23,CRTS型双块式无砟道床施工工艺流程图,24,2.2、下部基础评估及轨道控制网测设,线下基础构筑物施工完成后，应对其变形进行系统的观测与分析评估，当满足设计要求后方可进行无砟轨道施工。线下工程完成后，应进行线路中线和高程竣工测量，贯通全线的里程和高程。,25,2.2、下部基础评估及轨道控制网测设,CP轨道控制网是无砟轨道施工中测量定位的基本依据，在道床混凝土底座模板放样、支承层边界定位、轨排精调、轨道精调施工工序中都依次为基准。一般路段，在线路两侧的接触网电杆底座上使用钢筋混凝土成对浇筑CP控制点基桩；桥梁固定支座的防撞墙安装CP控制点的预埋件；在隧道边墙两侧成对开凿安装孔，预埋CP控制点横插基座。,26,路基地段CP控制点埋设示意图,27,桥梁地段CP控制点埋设示意图,28,隧道地段CP控制点埋设示意图,29,CP控制点棱镜和基座安装示意图,30,2.3、混凝土支承层铺筑,路基上支承层可采用摊铺法铺筑，当（1）铺筑地段较短；（2）支承层外形特殊；（3）支承层横截面存在大量预埋部件时，也可采用模筑法浇筑。摊铺法施工时，支承层材料采用水硬性混合料；模筑法施工时支承层材料采用低塑性混凝土。,31,2.3、混凝土支承层铺筑,在施工前，完成支承层的测量放线工作。通过CP控制网测设支承层中线和高程控制桩。摊铺施工采用钉桩或引导线法校准摊铺机挤压底板4角点高程和侧模前进方向。以CP控制网为基准设置两侧引导线。,32,安装摊铺施工引导线,33,2.3、混凝土支承层铺筑,混合料在拌和站集中生产。在拌和站对砂、石料含水率进行测定。根据含水率修定理论配合比，确定施工配合比。大规模施工前，修建工艺试验段、验证配合比、成型外观质量、确定摊铺工艺参数。混合料应充分搅拌，应使各种材料混合均匀，颜色一致。采用自卸式汽车进行支承层混合料的运输。运输前将自卸车箱清洗干净。混合料运输过程中用帆布覆盖，防止水分蒸发。,34,自卸汽车进行支承层混合料的运输、卸料,35,2.3、混凝土支承层铺筑,摊铺前对基床表层表面进行洒水润湿。摊铺时，支承层混合料通过挖掘机来完成布料。在摊铺宽度范围内要布料均匀，能让摊铺机模板对混合料形成挤压，保证支承层的质量效果。首次摊铺前，开动摊铺机进入设好的线位，使摊铺机挤压板恰好落在精确测量设置好的基准线上。,36,挖掘机布料,37,支承层摊铺,38,2.3、混凝土支承层铺筑,支承层摊铺完成12个小时内，按纵向5m间距切割出横向缝。混凝土初凝前，应按设计要求对表面道床板范围内进行拉毛处理。在切缝工作完成后，应及时在支承层表面覆盖塑料薄膜保湿养护。,39,支承层表面拉毛、修边,40,支承层覆盖保湿养生,41,2.4、桥面底座混凝土浇筑,桥梁工程验收及沉降评估完成后，复测梁面高程，对梁面进行清洗、修补、找平处理。在施工前，完成底座的测量放线工作。通过CP控制网测设底座中线和凹槽中心位置、高程控制桩，并测放出模板安装控制边线。,42,2.4、桥面底座混凝土浇筑,钢筋网加工采用焊接或绑扎，钢筋网间距及保护层厚度须满足设计及规范要求。按设计位置支立混凝土底座侧模及梁端模板，复核标高并调整。模型采用钢模型，分外模、端模、混凝土凹槽成型模。,43,底座钢筋及模板安装,44,2.4、桥面底座混凝土浇筑,底座混凝土在拌和站集中生产，混凝土运输车运输、泵送入模，机械振捣，尤其对端部槽型部位加强振捣，振捣密实后，应对表面抹平、压光，控制基础的顶面高程。混凝土初凝后及时覆盖洒水养护，混凝土终凝后拆除成型模，待混凝土强度达到设计规定拆模强度后，拆除端模和侧模。,45,底座混凝土浇筑,46,底座混凝土表面抹光,47,底座混凝土养护,48,2.4、桥面底座混凝土浇筑,底座混凝土强度达到设计强度的70%后，铺设隔离层和弹性缓冲垫板。清扫干净混凝土表面，按要求铺设隔离层土工材料，土工布应铺设平整。在凹槽侧面涂刷粘接剂、粘贴弹性缓冲垫板，采用木槌敲打，使其粘贴牢固。,49,成形底座,隔离层施工,50,2.5、隧道基层处理,根据控制基桩测设出道床的施工范围，对该范围内的隧道仰拱填充层或底板表面进行进行凿毛处理，并用高压风冲洗干净。,51,2.6、双块式轨排组装定位,轨枕入场前必须组织质检员对轨枕的外观质量和尺寸进行抽检。分层码跺、每层5根的方式用汽车运送到施工现场。装卸采用汽车吊，吊装过程中使用专用吊架，防止轨枕在吊装过程中发生变形。轨枕摆放长度方向与线路方向一致，在轨枕和地面、轨枕和轨枕之间放置垫木，放置位置在轨枕承轨槽中部。,52,双块式轨枕运输,53,双块式轨枕堆码存放,54,2.6、双块式轨排组装定位,轨枕铺设使用散枕机施工。采用挖掘机（或轮胎式变跨门吊）与散枕器配合施工。挖掘机与散枕器组合后抓取轨枕、自动准确调整好轨枕间距，对准线路中线下降放枕，最后人工检查轨枕间距。散枕前，先将底层纵向钢筋直接摆放在支承层或底座上。,55,双块式轨枕散枕作业(配套龙门吊),56,双块式轨枕散枕作业(配套挖掘机),57,58,双块式轨枕布枕后效果,2.6、双块式轨排组装定位,轨枕位置调整完毕后，人工配合汽车吊（或小型龙门吊）将工具轨安放到扣件承轨槽内。在承轨台上安放铁垫板、绝缘缓冲垫板，门吊将钢轨吊放绝缘缓冲垫板上。将两股钢轨端头方正，对正无砟轨道铺设起点位置。,59,安装工具轨（机械吊装）,60,61,安装工具轨（小型门架吊装）,2.6、双块式轨排组装定位,轨排组装以左股为基准股，安装时用10m弦线控制轨向。再以左股为基准，通过轨距定出右股的位置。使用定扭力扳手按规定力矩拧紧锚固螺栓，钢轨两侧的扣件螺栓应同时施加扭矩。用塞尺检查扣件弹条与轨底之间的间隙。轨排组装完毕后，对轨排组装质量进行检查。轨排组装完毕，按每隔3根（曲线地段2根）轨枕间距将螺杆调节器托板安装在工具轨上，,62,双块式轨排组装,63,安装螺杆支撑架,64,2.7、轨排粗调,轨排粗调根据轨排的长度不同，选配轨排调整机组。此外，也可采用千斤顶组进行轨排粗调。粗调机组进入工位后，通过夹钳自动对位夹持、向上托起钢轨，进行轨排的移动调整。全站仪测量后生成粗调机调整指令、传输给粗调机；粗调机自动实现轨排提升、横移、偏转、侧倾四个自由度的调整，直到满足标准要求。最后旋紧螺杆调节器支撑、固定轨排。,65,粗调机组粗调轨排作业,66,千斤顶组进行轨排粗调,67,2.8、道床板钢筋和模板安装,轨排粗调完成后，绑扎道床板钢筋网。当设计要求钢筋骨架采取绝缘处理时，按设计要求对纵向钢筋与横向钢筋交叉点应采取绝缘处理措施，并进行绝缘性能测试，相互间电阻应符合设计要求。道床模板由纵、横向两部分组成，通过螺栓连在一起。应根据道床设计标高和CP控制点，支立道床模板。,68,绑扎道床板钢筋网,钢筋绝缘装置,69,安装道床板模板,70,2.9、轨排精调,轨排精调测量采用轨道几何状态测量仪。施工前应将设计轨道和线路参数输入轨道状态测量仪系统软件中。轨排精调以CP控制网为依据。全站仪优先选用被调段两侧的8个CP控制点进行自由设站。全站仪自由设站后，用轨道几何状态测量仪对轨排进行检测。再根据检测结果对轨排进行相应调整,71,72,轨道几何状态测量仪精测示意图,双块式轨排精调测量,73,2.9、轨排精调,轨排精调通过螺杆调节器和侧向支撑（地锚）进行：竖向螺杆调整轨排高低、水平，侧向支撑（地锚）进行轨向调整。在曲线地段，轨排高低和轨向应同时进行调整。应在精调之后2h内开始浇筑混凝土，减少气温的影响。气温变化超过15必须重新进行精调。轨排精确调整固定后，轨面高程、轨道中线、线间距允许偏差及检验方法应符合规定。,74,双块式轨排精调装置,75,双块式轨排精作业,76,2.10、道床板混凝土浇筑,道床板混凝土配合比设计应按设计使用年限要求的耐久性及施工性能、抗裂性能等进行。混凝土灌注前对钢轨、扣件和轨枕表面必须进行覆盖，防止混凝土浇筑时受到污染。道床板混凝土浇筑时间根据气温统计、入模温度规定、混凝土生产及运输条件等因素综合确定。环境温度小于5或大于30时，不宜浇筑混凝土。环境温度大于25时，应采取防护措施以免阳光直射。当环境温度大于30时禁止在中午浇筑混凝土。,77,2.10、道床板混凝土浇筑,道床板混凝土由统一的拌合站集中供应，混凝土搅拌运输车运输，泵送入模，机械振捣。每车混凝土均做坍落度检查，坍落度应满足设计要求。浇筑道床板混凝土时，向一个方向进行浇筑。当第一个轨枕空隙布满混凝土后，启动插入式振捣棒，让混凝土自然流动，填满轨枕下的空隙，以保证密实。,78,道床板混凝土浇筑,79,2.10、道床板混凝土浇筑,人工进行抹面，抹面分三次进行。第一道抹面是将道床板混凝土初步抹平；第二道是将混凝土表面精细找平；第三道是在混凝土初凝前将表面压光。当混凝土初凝时，松开调整螺拴。松开扣件的时间取决于混凝土性能和环境温度。道床板上留下的螺栓孔眼用砂浆填充。,80,道床板混凝土收面,81,2.10、道床板混凝土浇筑,道床板用湿棉布覆盖进行养生，养生时间不少于7天。混凝土终凝后，轨道状态测量仪对浇筑混凝土后的轨排几何尺寸进行竣工测量。跨区间无缝线路铺设后，还需根据轨道静态和动态检验结果，进行双块式无砟轨道复测和精调作业。精调测量可参考轨排精调测量工艺。精调作业中轨距、轨向调整通过更换轨距块来实现；高低、水平调整通过更换轨底调高垫板来实现。,82,83,混凝土覆盖保湿养护,成型双块式无砟道床,84,双块式无砟轨道竣工测量,85,3、关键工序质量控制要点,双块式轨排定位调整质量控制要点。混凝土施工质量控制要点。,86,3.1双块式轨排定位调整质量控制要点,对双块式轨排精确定位是轨排支撑架法的关键工序之一。通过轨排组装、连接、粗调和精调几个工序操作、反复调整使双块式轨排的几何形位达到规定。主要质量控制要点如下：,87,严格进行轨料进场检验。工具轨、轨枕和扣件等要按照产品技术条件进行外观质量和尺寸进行抽检。工具轨重点是断面尺寸、平直度等指标的检验；轨枕重点是承轨台（槽）几何尺寸的检验。工具轨需要反复倒用，重复使用前要及时清理表面的混凝土残渣、污垢，使用前检查确认状态良好，有缺陷（如硬弯等）应立即更换。螺杆调节器等重要的调整装置，应有足够的强度、刚度和稳定性，重复使用前应检查质量状态。,3.1.1轨料进场检验,88,3.1.2轨排标准化组装,轨枕间距、倾斜偏差的应严格控制。承轨台（槽）表面的杂物、砂浆等要提前清理干净。垫板、弹条等型号应注意核对、并抽查；组装顺序正确；螺栓孔保持居中。螺栓扭矩符合规定。,89,3.1.3调整测量,轨排组装前，应先依据轨道控制网CP，采用全站仪自由设站的方法测设道床模板及线路中线控制点或外移控制点。轨排组装完成后，可采用全站仪自由设站后配合水准仪进行轨排的粗调测量。当采用粗调机粗调轨排时，全站仪自由设站后，粗调机自动完成轨排的测量工作。轨排精调测量以轨道控制网CP为依据，采用全站仪自由设站后配合轨道几何状态测量仪进行精调测量。,90,3.1.3调整测量,轨排精调测量严格执行自由设站、搭接测量等相关规定，确保轨排精调符合标准要求。轨排精调完成后，应及时浇筑道床板混凝土。当间隔时间超过12小时，或环境温度变化超过15，或受到外部条件影响时，必须重新精调测量。道床板混凝土浇筑过程中，随时监测轨排变化。道床板混凝土施工结束，及时复测，根据复测结果进行分析，提出测量控制改进措施。,91,3.2混凝土施工质量控制要点,底座（支承层）、道床板结构层都是现浇混凝土结构。双块式无砟轨道结构施工存在现浇混凝土浇筑量大、几何尺寸控制严、耐久性要求高的显著特点。混凝土施工质量直接影响轨道线形（平顺性）变化；混凝土耐