地铁:高架线路整体道床轨道施工工艺

由于城市轨道交通大部分线路处于高架上,与地下铁道不同,其轨道结构的实施要考虑钢轨温度力的影响，桥梁、车站不均匀沉降的影响,大跨度预应力桥梁徐变及对城市环境的影响等,这使得高架线路整体道床轨道施工技术尤为重要。

目前,在我国城市轨道交通工程高架桥结构上采用较为广泛的一种形式是支承块加承轨台式轨道结构。该结构形式可以减少桥梁荷载,轨道养护维修,而且在施工精度和施工进度上也有所保证。在对噪声和振动控制要求较高的城内地段,还可考虑采用浮置板式轨道结构。

一、一般施工方法

支承块式承轨台道床结构,即将预制的钢筋混凝土短枕块(每块支承块顶面预留⒉只锚固螺栓孔),在相邻两股钢轨下各垫一块,用锚固螺栓及扣件将钢轨与支承块连在一起,并将预制好的支承块置入混凝土道床中。承轨台则为一种与桥梁梁部连成一体的一种沿纵向铺设在每股钢轨下面的条形钢筋混凝土结构。

高架线路上整体道床一般采用钢轨支撑架法施工,即墩架结合法，钢轨的铺设采用换铺法。

正线设计为区间无缝线路,高架线路上道岔均采用特殊设计道岔,道床采用无砟整体道床，一般地段采用普通支承块式承轨台结构,振动和噪声敏感地段采用弹性支承块式轨道结构。

1.钢轨支撑架法整体道床施工工艺流程

图1为钢轨支撑架法整体道床施工工艺流程图。

图1 钢轨支撑架法施工整体道床工艺流程

2.主要施工工艺及操作要点

(1)基底处理

在整体道床施工时,必须对混凝土桥面承轨台宽度范围内的基底进行凿毛处理,人工清理后用水或高压风清除浮杂物,清理桥面油渍，并对桥面预埋连接钢筋进行调整和除锈,必要时在承轨台宽度范围内加涂一层界面剂。同时应做好施工排水,确保工作面无流动水和积水。

基底处理后经监理按隐蔽工程检查认定。

(2)基标测设

①控制基标测设。桥面施工单位完成主体施工任务后,轨道施工前将移交的基标控制点、水准控制点进行贯通测量,测量仪器采用不低于2级全站仪和不低于DS1级水准仪。控制基标密度直线段不大于120 m,曲线段不大于60 m,直线段夹角与180°较差应小于8″，实测距离与设计距离较差应小于10 mm,曲线段控制基标间夹角与设计值较差应小于5。两控制基标间距测量相对误差在直线段为1/5 000,曲线段为1/10 000。高程测量实测值与设计值较差<2 mm。

②加密基标设置。在控制基标的基础上进行基标测设,加密基标间距为直线6 m,曲线5 m。距离测量的误差在直线段小于6 mm,曲线段应小于5 mm,横向误差相对于两控制基标不大于2 mm。相邻两基标间实测高程相对误差不大于1 mm,每个加密基标的高程实测误差不大于2 mm。

(3)作业面施工材料及设备吊运

根据现场条件,在具备道床施工地段利用公路将支承块、工具轨、扣件、钢轨等料具运至桥下，再用50 t吊车分别吊到桥面上,然后用施工单位运轨车将工具轨运至作业面，支承块、钢筋、扣件及模板等采用人工搬运散布至作业面。

(4)长轨放送

长轨列车到长轨放送位置后作好防溜措施，立龙门吊架,散放滚筒,滚筒间距纵.横向分别为6 m,1.5 m,人工散布木枕,间距为1.2 m。解除长轨锁定装置,拆除前端挡铁(放一对拆除一对)。用放送装置的卷扬机牵引长轨前进(放送顺序为从平板车两侧向中间依次放送)，使长轨前端喂入放送装置内部,解除牵引钢丝绳,启动长轨推送装置左右股同时向前推进。

(5)工具轨连接架设、挂枕及轨道状态调整

用拖拉机牵引炮车转向架运输25 m标准轨,每次运输4根，工具轨采用龙门吊散布后,用鱼尾板连接并扭紧螺栓，工具轨架设采用下承式支撑架。支撑架在直线上每隔3 m,曲线上每隔2.5 m设置一个,但在与轨枕或预留管沟重合时要调整钢轨支撑架位置。支撑架在直线段应垂直于线路方向,曲线地段应垂直线路切线方向,并将各部螺栓扭紧，不得虚接。

将支承块按设计间距用扣件与钢轨连接,间距允许偏差10 mm。将预制好的支承块吊装上桥放置在绑扎好的钢筋笼的轨枕盒内，上好铁垫板。

根据线路加密桩和控制桩，用万能道尺.直角道尺,锤球调整轨道的轨距,水平,高程、方向,使之达到规范要求。曲线地段还须用10 m或20 m弦线检查曲线外股正矢,并通过钢轨支承架螺旋构件精确调整轨道几何状态。

(6)承轨台钢筋绑扎和立模

根据设计文件进行每片梁、每个承轨台模板线的弹设,若桥梁长度有误差,可在整片梁范围内的承轨台结构缝处进行调整。依据所弹设的模板线进行承轨台钢筋笼绑扎,绑扎钢筋笼时注意道床的防杂散电流要求，并按之进行相应处理。
根据桥面已弹设墨线架立承轨台模板,对曲线段外轨超高较大或特殊承轨台时要制作特殊模板,模板安装必须平顺，位置正确牢固。用支墩法施工时，在直线上可贯通立模,中间用木板隔离或设计间隙缝;在曲线上和不打支墩施工时须分块立模。在支立模板时,每隔80 cm须用方木支撑，特殊地段可适当加密,以防浇筑混凝土时跑模,胀模。施工规范中对立模位置、不垂直度、表面不平整度和高程误差作出了相应规定。

(7)支墩混凝土灌注

当承轨台长度大于3.5 m时,需用支墩法施工整体道床，支墩应设在支承架附近，设置间距为2.5～3.5 m。支墩设于支承块下方，支墩尺寸弹性支承块为700 mm×500 mm×170 mm,普通支承块为600 mm×500 mm×170 mm，使支墩内,外侧灌筑砂浆厚不小于40 mm。支墩沿线路中线对称设置，并拆除钢轨支架。

(8)道床混凝土施工

用插人式振捣棒振捣密实,并不得碰撞钢轨、支承块,模板、支承架。每一处振捣时间按30~40 s控制。振捣完成后对道床混凝土进行抹面处理，抹面须经3遍~4遍方能完成,轨底至承轨台顶面的间距须做模具,再抹面时严格控制，并不得出现反坡,以免影响排水。

混凝土浇筑2~4 h后(视气温而定)松开钢轨扣件,使钢轨能自由伸缩而不带动支承块，以免温差较大，钢轨带动支承块使整体道床产生裂纹。混凝土初凝前按设计位置预设无缝线路位移观测桩。

(9)混凝土拆模及养生

混凝土强度达到5 MPa以上后方可拆模，拆模时要均匀用力,避免用铁锤集中敲击一处而使模板变形。承轨台拆模后,要对不慎造成的掉角掉块情况进行处理,用混凝土界面剂进行修补,既可达到设计强度，又不会引起修补表面的裂纹。
由于承轨台上表面带有2%的设计排水坡度﹐故混凝土养护宜采取麻袋润湿后覆盖养护，既可保留住水分,又可节约施工用水和劳动强度。混凝土浇筑12 h后,应覆盖麻袋开始浇水养护,要保持混凝土处于湿润状态，养生时间不得少于7 d.

(10)轨道状态检验

①混凝土强度应符合设计规定，并应无蜂窝,麻面和漏振。表面清洁，平整度容许偏差3 mm,变形缝直顺,在全长范围内容许偏差为10 mm。

②支承块,预埋件位置正确。

③轨道扣件接头夹板螺栓应扭紧并涂油。

二、冬季施工方法

1.冬期施工特点

(1)冬期施工由于施工条件及环境不利,是工程质量事故的多发季节,尤以C50支承块工程居多。

(2)质量事故出现的隐蔽性、滞后性。即工程是冬天干的,大多数在春季才开始暴露出来，因而给事故处理带来很大的难度,轻者进行修补,重者返工处理,不仅给工程带来损失，而且影响工程的使用寿命。

(3)冬期施工的计划性和准备工作时间性强。这是由于准备工作的时间短，技术要求复杂。往往有一些质量事故的发生,都是由于这一环节跟不上,仓促施工造成的。

2.冬季施工保温措施

(1)保温棚法

保温棚根据农业大棚的原理，采用40 mm钢管弯制底宽3.6 m,高1.75 m等半圆形骨架,纵向采用3根∅30 mm钢管穿插在骨架内侧3个套环内,将大棚骨架串联，大棚上覆盖一层1 mm厚塑料布,塑料布上覆盖保温阻燃帆布。棚内设置低压照明线路,每隔10 m安装一处照明灯。每隔60 m设置一处通风口和安全出口。
大棚采用半圆形设计,结构稳定,防风防雪效果好,减小了棚内空间,有利于棚内升温。同时搬运轻便,拆除组装速度快,不影响棚内其他施工作业。一般单作业面8人即可完成大棚的安装、拆除工作,根据施工进度单作业面配置400 m大棚倒用,采用左右线同时施工的作业组织方式，可以减少材料机具的倒运距离，如图2所示。

图2 保温大棚示意(单位:mm)

(2)蓄热法

蓄热法是以保温覆盖为主,利用水泥水化热,并根据需要适当将水和砂石预热,满足热工计算要求的养护方法,采用该方法,应结合降低水灰比、减少用水量,采用低流动性或干硬性混凝土。并应采用机械搅拌和机械振捣,或增加搅拌时间，使水泥颗粒与水进行充分水化作用，以促进水泥热量的增加。混凝土浇筑振捣后,在其表面用保温材料加以覆盖,以减少热量损失和混凝土的冷却速度,保证混凝土在正温度环境下达到预定强度。
图3为保温设施图。

图3 保温设施结构示意(单位mm)

3.冬季混凝土施工工艺

(1)混凝土搅拌、运输

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工程采用商品混凝土,为保证冬期混凝土浇筑满足两个作业面同时施工，需要保证混凝土运输速度快,浇筑时间短。
冬施期间于混凝土中掺加防冻剂,要求搅拌站提前两周提供防冻剂的使用说明书和混凝土配比单，并经试验是合格的产品。
要求混凝土供应商对搅拌站进行冬季暖封闭,提供热搅拌混凝土,并保证出机温度不低于15℃，入模温度不低于10 ℃。混凝土中掺加早强减水剂，使混凝土提前达到临界抗冻能力。
要求供应的混凝土应连续浇筑,间断时间不能超过30 min。

(2)混凝土的浇筑

浇筑混凝土应避开寒流天气,尽量选择上午10点~下午4点进行,避免大风大雪天施工，现场管理人员随时掌握天气变化情况，确保浇筑后的混凝土不受寒流影响。

混凝土入模前,应用塑料布覆盖待浇筑道床,把模板内及钢筋上冰雪、杂物清除干净。

混凝土浇筑前实验人员对混凝土的性能指标进行检测,测量并记录混凝土人模温度﹑塌落度等。

混凝土人模后及时完成振捣﹑抹面工作，对浇筑完保温棚未搭设完成的道床进行临时覆盖。

冬期施工混凝土试件留置:混凝土试件除按规定留置三组外,应增加两组与结构同条件养护的试件﹐用于检查临界强度。

(3)混凝土测温

①测温孔设置
测温孔的设置应选择温度变化较大,容易散失热量,易于受冻的部位设置。一般情况测温孔设置在道床面轨枕之间,孔深150 mm,直径能放进测温计为宜,每15 m设置一对。

②冬期施工测温范围及次数

大气温度、环境温度每昼夜6次。

混凝土出罐温度、入模温度,每工作班2～4次。

混凝土养护测温:采用蓄热法时至少每4 h 1次,对掺人防冻剂的混凝土,在强度达到3.5 MPa以前，每2 h测定1次，达到以后每6 h测定1次。

温度计布设要求,测大棚内温度时,温度计水银底端离混凝土高度150 mm。

测量测温孔孔内温度时,将测温计放入孔内,孔口用棉花堵塞,3 min后取出读数。

(4）混凝土养护时间

由正温转入负温养护前,对现场留置的同条件临界强度试块进行试压，抗压强度不应低于设计强度的40%。(暖棚法一般为3一4天左右。)

养护期间应测量棚内湿度,混凝土不得有失水现象。当有失水现象时,应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒养护剂养护。
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文章来源：

陈嵘，韦凯编著. 《城市交通轨道工程》[M]. 2018