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CRTSⅡ型板式无砟轨道(中铁二局)1


第一章
一、前言

CRTSⅡ CRTSⅡ型板式无砟轨道施工技术

以 CRTSⅡ型板式无碴轨道为代表的纵连板式无碴轨道,由于运用了特殊的无 辅助轨测量定位技术,因而在施工过程中从底座混凝土浇筑、轨道板运铺及垫层砂 浆灌注等均采用轮胎式成套施工机械及设备(以下简称“轮胎式成套机组”,进而 ) 可在铺轨到达之前完成轨道板铺设及轨道线性调整的绝大多数工作, 在减少铺轨后 期工作量的同时,也实现了无砟轨道施工的多点平行作业,为加快工程进度缩施工 周期创造了条件。这种轮胎式成套机组施工技术在长桥地段的优势尤为明显,也更 适用今后铁路客运专线大规模采用长桥设计的需要。 以京津城际铁路长桥上 CRTSⅡ型板式无碴轨道施工为例,纵连板式无碴轨道 的施工包括:底座钢筋混凝土浇筑,轨道板的运输和铺设,轨道板精调,垫层 CA 砂浆的搅拌与灌注,以及后期轨道板宽缝张拉及混凝土浇筑和轨道板剪力连接。所 使用的成套机组包括:混凝土运输罐车、混凝土汽车泵、平板汽车及汽吊、轮胎式 铺板龙门吊、轮胎式轨道板双向运输车、CA 砂浆移动搅拌车以及其他运输车辆。

二、概述
㈠、工程概况 ㈠、工程概况 京津城际轨道交通工程全长 113.2km,采用 CRTSⅡ型板式无砟轨道结构,引进 德国博格板式无砟轨道系统, 是我国第一条设计时速 350km 的无砟轨道铁路客运专 线。中铁二局承担了约 5000 块/16.8 双线公里 CRTSⅡ型轨道板铺设的施工任务, 其中 80%位于长桥地段,施工工期 2007 年 5 月至 10 月 28 日。 中铁二局在取得长桥上底座混凝土浇筑、轨道板桥面运铺、快速精调、高性能 沥青水泥砂浆(以下简称“CA 砂浆” )的重大技术突破后,于 2007 年 6 月 4 日开 始底座混凝土施工、7 月 4 日在全线率先开始 CRTSⅡ型轨道板灌浆施工。 ㈡、技术特点 ㈡、技术特点 CRTSⅡ型板式无砟轨道, 沿用了博格预应力轨道板结构、 数控磨床打磨承轨槽、 高精度定位、CA 砂浆垫层等原有的技术和设计。 CRTSⅡ型板式无砟轨道系统层次构成自下而上依次为:桥梁上 19cm 厚钢筋混 凝土底座或路基上 30cm 厚素混凝土底座、3cm 厚 CA 砂浆垫层、20cm 厚轨道板、扣
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件系统和无缝长钢轨,轨道板标准长度 650cm、宽 255cm。为满足中国制式轨道电 路传输的要求,底座和轨道板混凝土中增加了钢筋绝缘保护措施。桥梁上混凝土底 座采用连续结构,施工过程增加设备临时端刺和后浇带等结构,底座混凝土与梁面 之间增铺滑动层,梁端设置硬泡沫塑料板以消除梁端上翘引进的轨道结构变形。
灌浆孔 预设断裂位置 CA砂浆调整层

横向预应力

无缝长钢轨 纵向连接锚固钢筋 防冻层 路基上素混凝土底座 轨道扣件

路基上 CRTSⅡ型板式无砟轨道结构

桥梁上 CRTSⅡ型板式无砟轨道结构

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路桥过渡段 CRTSⅡ型板式无砟轨道摩擦板与固定端刺结构

㈢、技术标准 ㈢、技术标准 ⑴、施工测量采用 CPⅢ基准网,基准网精度为 1/100000 精度,两相邻基标点 间相对精度为平面位置±1.0mm、高程±0.5mm,轨道板加密基标的相邻平面位置± 0.2mm、高程±0.1mm。 ⑵、混凝土入模温度 5~30℃。 ⑶、底座混凝土表面精度,高程±5mm,中线 10mm,表面平整度 7mm/4m。 ⑷、轨道板铺设静态精度的主要指标:高程±0.5mm,中线 0.5mm,相邻轨道 板接缝处承轨台相对高差及中线±0.3mm。 ⑸、CA 砂浆垫层灌注厚度 20~40mm,CA 砂浆材质性能指标满足《CRTSⅡ型板 式无砟轨道暂行质量验收细则》 (京津城际公司) 。

三、轮胎式成套机组与轨道式成套机组技术比较
轮胎式成套机组技术与轨道式成套机组技术的区别主要体现在轨道板运输和 安装阶段,而底座混凝土的施工则具有相似性,没有质的区别。 日本板式无碴轨道,采用的是轨道板式成套机组施工,其主要做法是:底座混 凝土灌注完成后,在轨道两侧铺设走行轨,轨行式铺板门吊沿走行轨走行并将轨道 板铺粗就位;在轨道板上铺设工具轨(标准新轨) ,使轨道板形成轨排,再以调整 钢轨上轨道几何的方式使轨道板精确就位; 使用轨道式垫层运输和灌注设备施工轨 道板下的砂浆垫层;待砂浆垫层强度上升后,轨道设备通过工具轨铺设成的轨道向 前运输轨道板、砂浆等施工材料、转运施工机具及设备;轨道两侧的走行轨等设备 则向前倒用。轨道式成套技术的优点在于减少公路运输、避免运输便道等大临设备 的使用,其缺点则是施工只能从一端向另一端推进,不易形成多点开花,施工效率 低。
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通过上述分析,鉴于中国铁路客运专线建设跨度大、工期紧的特点,特别是在 当前已经突破无辅助轨测量技术和设备开发的基础上, 轮胎式成套机组施工技术在 多点开花、加快施工效率的优势尤为突出。

四、施工方法
㈠、施工方法 ㈠、施工方法 长桥上 CRTSⅡ型轨道板铺设,在底座混凝土完成后按双线同向平行施工,依 次布置 GRP 点测量、轨道板运铺、精调、侧向封边、灌浆、宽窄接缝施工及终张拉 等施工工序,按“桥下运输为主,桥上运输为辅”的物流方案规划施工流程和设备 配置。即,用 50 吨汽吊和专用吊具在桥面按一定距离设轨道板提升站自桥下吊装 轨道板上桥,轨道板经 YLC30 轨道板双向运输车二次倒运到位,16 吨 MEBL 轮胎式 铺板龙门吊完成铺设,之后依次完成轨道板的精调、边缝密封、CA 砂浆搅拌和灌 注、轨道板张拉和横向接缝填充等后续施工。

CA 砂浆的灌注,在桥下用 CA 砂浆移动搅拌车设置移动拌和站,通过 CA 砂浆 中转仓、汽车吊、跨线平车等将 CA 砂浆运输到轨道板灌注位置后,可完成 CA 砂浆 垫层的灌注。 ㈡、主要设备 ㈡、主要设备 ⑴、轨道板运铺设备 YLC30 双向轮胎式轨道板运输车、16 吨 MEBL 系列轮胎式可变跨龙门吊,是中 铁二局与中铁机械研究院为联合开发的专用设备, 解决了轨道板在桥面上运输和铺 设的难题。

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可运板 3 块,能自动调平、双向驾驶

可变跨、自动调平、变向走行

⑵、轨道板快速精调系统

轨道板快速精调系统,由中铁二局与南方测绘公司联合开发。该系统保持了博 格测量系统的原有功能和特点,实现了在 WINDOWNS 系统下的操作界面中文化,自 主开发的软件系统与博格板布板软件和结果分析软件可数据对接, 施工精度能够达 到 0.2mm 的精度要求。2006 年 12 月 13 日,该系统正式通过博格公司书面确认。 ⑶、CA 砂浆移动搅拌车

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中铁二局与三一重工联合开发的 CA 砂浆移动搅拌车, 包括 BZM500 型沥青水泥 砂浆车和 SY9300TSJ500 型沥青水泥砂浆车两种型号,在保持了博格原有搅拌设备 特点的同时进行了大量的创新性技术改进:一是将搅拌机改为立轴式;二是一次搅 拌量可增加到 700L;三是采用了电气姿态自动平衡系统;四是实现了加料、搅拌 同步作业;五是增加了电源引出和高压喷枪。该系列 CA 砂浆移动搅拌车,于 2006 年 12 月 5 日至 16 日正式通过博格公司的现场测试和验收, 确认可以用于京津城际 轨道铁路施工。 ⑷、其他 平板汽车:利用 30 吨平板汽车改装轨道板运输车,可一次运输 3 块轨道板; 12 吨平板汽车用于施工材料的运输。 汽车吊:包括 200 吨、50 吨、25 吨级三种型式,主要用于桥上设备的吊装和 配合组装、轨道板和 CA 砂浆吊装上桥、其他零星工器具的上桥。 水车:5 吨水车,配潜水泵,用于 CA 砂浆搅拌用水及养护、清理桥面等。 轮胎式简易平车:置于桥面,或跨轨道板,用于材料转运。

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五、施工流程及工艺图 施工流程及工艺图

六、主要工序工艺
㈠、轨道板运输流程 ㈠、轨道板运输流程 一般情况,轨道板从工厂运到铺设地点需要经过三次运输,即:第一次由工厂
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运输到临时存板厂;第二次由临时存板厂运输到桥下,再经汽吊吊装上桥;第三次 由双向运板车运输到铺设位置,并由铺板龙门吊粗放到位。 ⑴、轨道板临时存放 在铺板工地附近,修建临时存板场存放轨道板和与正式道路相连的运输便道。 存板场内地基硬化处理,设置排水沟,修筑长 3m×宽 0.5m×厚 0.3m 的钢筋混凝土 存放台座。 30 平板汽车运输轨道板,每车运输 3 块,层与层轨道板间采用 4 块 20cm 见方 的硬杂木支垫,支垫硬杂木按“四点支承、三点平衡”置于轨道板两端第二至第三 承轨槽之间。运输途中,在平板汽车的四周加装挡板和缓冲垫块,以保证轨道板的 稳定。 在临时存放场内,存放轨道板最多不超过 8 层,层与层轨道板间仍采用硬杂木 支垫,支垫方式同上。

支 承
轨道板的运输和存放, 存放。 、轨道板吊装 吊装轨道板 采用 采用 用的吊 。吊装设


和 工 排,不 运输、



, 以保

吊装过 不同的 长桥地

中轨道板 不同的 吊装采用

、 不 。

, ,

用的轨道板吊

板厂内采用轨 板位置 用

龙门吊,临时存板场 式铺板龙门吊。

式汽吊,铺

、轨道板工地 桥上运输 路修建 位置时, 下吊装到桥 便道。 设置 工便道不 板 ,在桥上 用汽吊 置 50 汽吊 轨道板吊装到铺设 轨道板由桥

路 000m 间

,并由双向运板车

座混凝土运输轨道板至铺设位置,再由铺板龙
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门吊完成轨道板精铺。施工之前,50 吨汽吊、双向运板车、铺板龙门吊等通过 200 汽吊由桥下直接吊装到桥面。 临时存板场内轨道板按铺板设计和施工方向发运, 并使发运顺序满足轨道板运 输到现场后连续铺设。当在未施工后浇带的底座混凝土面运输、散铺轨道板时,为 保证运板车平稳通行,需在后浇带接缝处铺设带支腿的槽钢,槽钢上再铺设 1000 ×1000×20mm 钢板。 ㈡、轨道板铺设前测量 ㈡、轨道板铺设前测量 ⑷、轨道板粗铺前施工测量 底座混凝土完工后, 利用 LEICA 产 TCA1800 以上全站仪和专用棱镜对设计院布 置于长桥两侧防撞墙上及路基段接触网立柱基础上的 CPⅢ测量网进行复测,再经 复测合格的 CPⅢ测量网对铺板基标 GRP 点放样,铺板基标 GRP 点的铜质基标布置 两轨道板间圆弧中心的底座混凝土表面,采用植筋方式固定,并复测三次经使用博 格专用软件评估合格后,方可进入下道工序施工。 ①、测量设备 1、 TCA1800 测角精度: 1″, 测距精度: 1mm+2ppm;2、马达驱动、ATR 动照准 棱镜测量;3、测量时间快,精测模式 仅需要 3 秒(跟踪模式:0.3 秒)即可 得出成果;4、独有的温控与动态频率 校正技术确保测距的高精度和稳定 性;5、静态绝对度盘编码系统,单次 测角读取 60 条编码,确保高精度、高 稳定性;6、支持 256K~4M 的国际标 准 PCMCIA 卡,方便数据运输。 蔡司电子水准仪 1、每公里往返测中误差 0.3mm; 2、先进的感光读数系统 ; 3、感应可见白光即可测量; 4、为了准确确定基准点的高程水准尺 应使用可对中的底部配件,该配件在 出场时加以检校。

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1、为了能够精确且迅速的在标志点上 架设棱镜使用专用的带有可调节螺旋 的地面三角支架。 2、置于设标网上的专用棱镜

②、京津城际轨道交通工程各级控制网 按照密度由稀到密,点间相对精度由低到高的顺序建立各级控制网。 控制网级别 CPⅠ CPⅡ CPⅢ A、沿线导线网 导线点用于测设轨道设标点、对线各阶段的施工提供放样和验收的依据。沿线 约每 150-250 米布设一个点,平面精度 5 毫米,高程精度 1 毫米。京津客运专线 大部分是架设在简支梁或连续梁上。故必须特别注意地面到桥上的视线通视问题。 B、设标网(GVN) 设标网的依据主要是沿线导线点,测定设标点时应保证有足够的可视导线点。 设标点用于放样基准点、轨道铺设辅助锥,并做为测设基准点的依据。在德国铁路 建设中,线路两边较早就已架好电线杆,故通常设标点是安置在电杆上的。而在本 项目中,由于施工的组织与德国不完全相同,安放的位置选择主要考虑到使用通视 以及在施工过程中不遭到破坏,这些点在工程竣工后要永久保留,作为运营养护之 用,以达到“精度保证,施工方便,可以长期保存”的目的即可。 C、轨道基准网(GRN) 每个板接缝处布设一点,平面精度 0.2 毫米,高程精度 0.1 毫米。施测时的 技术规定(如设站靠轴线)确保了所得到的点位平面精度在线路横向上非常之高。 对基准点的实际位置,必须重新进行精确测定,方能达到所需的精度,它是轨道板 的精调的依据。 ③、CPⅢ测量网复测 底座混凝土和桥面系等主要结构施工完成后,获取墩台沉降(或路基沉降)和
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测量方法 GPS GPS 导线 导线 后方交会

测量等级 B级 C级 四等 五等

点间距 ≥1000m 800-1000m 150-200m 50-60m

备注 ≤4km 一对点

10-20m 一对

桥梁徐变评估的合格报告,用 TCA1800 全站仪和 DIN12 电子水准仪复测 CPⅢ测量 网平面坐标和高程值,复测成果提交设计院评估通过。 ⑸、底座混凝土验收 在底座混凝土常规区,后浇带施工完成后,清除梁面垃圾和底座混凝土表面的 污垢或油渍,依据复测合格后的 CPⅢ测量网对标检查底座混凝土表面高程和平整 度,修复质量缺陷,确保 CA 砂浆垫层灌注厚度在 20~40mm 之间。 ⑹、GRP 点放样 测量放样采用 TCA1800 全站仪、 设标网测量专用棱镜、 点测量专用棱镜等, GRP 依据已经复测的 CPⅢ基标网和布板数据给出的平面坐标放样 GRP 点(即轨道板间 半圆弧中心的精确定位点) 。GRP 点采用测钉对中标定。 GRP 点的测钉在底座混凝土表面钻孔后加植筋胶的方式固定在底座混凝土上, 之后通过 CPⅢ基标网对其高程和平面坐标进行三次以上的复测,测量数据经博格 专用软件平差处须满足高程±0.1mm、平面坐标±0.2mm 的限差要求。 ⑺、铺板定位圆锥安装 为满足轨道板粗铺精度 10mm 的要求,在放样 GRP 点的同时,在轨道板端相邻 的圆弧内,在混凝土表面垂直钻取Φ16mm 深 120mm 的孔,利用植筋胶植入长 40cm、 Φ14 顺向螺纹钢筋。该钢筋既用于轨道板粗铺所需的定位圆锥的固定,也是灌注 CA 砂浆时用于限制轨道板上浮的扣压板的固定。 铺板之前,在锚杆钢筋上套入单个定位圆锥体。定位圆锥体外采用橡胶材料制 成,外径 14cm,略小于板端圆弧,轨道板粗铺时通过定位圆锥体的导向可达到 5mm 的精度。

铺轨定位圆锥剖面

铺轨 GRP 点和定位圆锥

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㈢、轨道板粗铺流程 ㈢、轨道板粗铺流程 ⑻、轨道板粗铺 轨道板粗铺采用铺板龙门吊完成,铺板之前需要安装定位圆锥、支垫方木条, 并清洗底座混凝土表面。 ①、准备工作 利用高压水枪清洗底座混凝土表面,以防止泥块和混凝土碎片影响 CA 砂浆灌 注。将定位圆锥套入 GRP 点旁边的锚杆钢筋,用蝶形螺母固定。 为保证铺板后轨道板吊具的撤离和精调器的安装, 铺板前在轨道板铺放位置两 侧按前、中、后三个位置两侧摆放 30cm 长、2.8cm 高的用于起支承作用的方木条。 ②、轨道板粗铺 轨道板由双向运板车运送至铺板龙门吊下后,铺板龙门吊降下起吊横梁,起吊 横梁上装有距离定位器,直接对准轨道板。横梁就位后由起重机驾驶员操作液压装 置锁闭起吊横梁,锁闭时侧面的爪钩依垂直方向旋入。检查闭锁机构的四个爪夹点 的锁栓是否都已完全锁闭,然后用附加的绞盘在起吊横梁上调整横向倾角,以便能 以相应的超高使轨道板能够平行放置在混凝土承载层上, 从而使轨道板精确就位并 避免损坏。

支垫方木条和 U 型发泡泡沫块

粘贴 U 型发泡泡沫块

轨道板下落就位前,在轨道板底面粘贴 6 块 U 型发泡泡沫块,每块 U 型发泡泡 沫块长 30cm、宽 10cm,发泡泡沫块安放在精调器安放的位置,主要是为 CA 砂浆灌 注起模板及挡护作用。 铺板龙门吊将轨道板吊运至轨道板安放位置的正上方下落在已预先摆放好的 木条上,接近混凝土承载层时必须缓慢下降,避免放置时产生冲击损坏轨道板。在 放下时将轨道板通过事先安装在混凝土底座板或承载层上的塑料定位圆锥体准确 定位(准确度约为 10mm) 。此时应特别注意侧向位置,与上次铺设的轨道板的相对
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位置以及空端的位置。 为保证铺板的连续性及减少与灌浆的干扰, 轨道板的上桥方向始终在铺板龙门 吊的前方(铺板方向的前方) 。 轨道板在桥面的吊装、运输、铺设,设专人监护施工过程,铺设时,有专人检 查轨道板板号和就位情况,填写铺板记录。 ㈣、轨道板精调流程 ㈣、轨道板精调流程

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