高速铁路无砟轨道施工的质量控制方法研究论文_杨宇行,田景英

高速铁路无砟轨道施工的质量控制方法研究论文_杨宇行,田景英

中国建筑土木建设有限公司 北京 100000

摘要:到目前为止,高速铁路以法国、日本、德国三个国家为主要代表的高铁技术体系。目前,全球已建成投产6850km时速250多km的高速铁路。国外运营证明,高铁具有运能大、速度高、安全舒适、能耗低、污染轻、低成本少、占地少、高效益等特点,发展高铁称为经济发展的强大支撑。2020年,我国高速铁路的里程将达到10万多km,百分之八十的全国主要省会城市将全部通车。首都北京到全国省会城市的时间将达到8h左右,省会城市将在省会建立0.5h、1h、2h的经济圈,邻近省会城市将构建2h、3h经济圈。我国人口基数较大,铁路运营系统将会是一个质的飞跃,我国铁路系统将会走进全世界最先进的水平。目前,我国采用的板式无砟轨道分别是CRTSⅠ型、CRTSⅡ型和CRTSⅢ型。高速铁路无砟轨道近年来才开始使用,因此,在设计、施工和运营维护等方面都没有足够的经验,基础理论方面尚未成熟,许多关键技术问题仍期待科研工作者去解决。

关键词:高速铁路;无砟轨道;质量控制方法

引言

当前,无砟型铁道已然是目前最先进的轨道组成结构,这种轨道不仅具有粉尘量少、保护环境等特征,由于其科技水平高,所构建的轨道强度都非常的高,同时还能够在很大程度上节约轨道的维修成本,从而节省大量轨道维护资金的投入,最重要的是该类型的无砟型轨道可在很大程度上提高车辆的运行速率。因此,在高速铁路的铺设过程中都会选择无砟型的轨道模式,同时也符合时代的发展需求。

1无砟轨道的结构及特点

1.1减少了线路养护维修工作量

无砟轨道经常采用整体性轨下基础,相比采用散粒体结构的有砟道床,在列车荷载作用下,道砟相对错位、颗粒磨耗、粉化等,不会导致道床结构出现变形。在列车荷载反复作用也不会产生变形积累,使轨道几何尺寸的变化基本控制在以下因素之内,如磨损、钢轨的松动等。

1.2具有较高的线路平顺性

有砟轨道的轨枕间距、道床边坡在列车荷载作用下,在道床中的支撑状态相对易于变化,造成轨道的几何形变。而无砟轨道的均一性比较良好,通常采用现场工业化浇筑或厂预制件作为下部结构,能使轨道运行的平顺性进一步提高。

1.3较长的服务期和较好的耐用性

整体性混凝土结构是无砟轨道的主要结构,一般设计为60年的使用寿命。因为该结构能使得线路减少病害,具有较好的稳定性和较高的平顺性,降低维修量,提供良好的耐久性,并能进一步延长服务期限。

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1.4较低的结构高度、自重轻

相比有砟轨道,无砟轨道道床板的厚度要小很多,因此无砟轨道自重较轻;相比有砟轨道,具有较低的结构高度,能将跨线处结构设计高程降低,将桥梁一期恒载降低约40%,同时还能有效降低隧道内无砟轨道结构的净空。

2高速铁路无砟轨道施工质量控制方法

2.1轨道基础工程的沉陷趋势管控

无砟型轨道与之前的有砟型铁路相比来看有着非常多的明显优势。其主要表现在该轨道结构具有较强的平稳性、均衡的刚强度分布、高强度的结构,同时还具有较强的抑制变形能力、较低的维护保障成本、此外还能够提高高速铁路列车行驶的稳定性、顺滑性等多方面的指标,因此其早已是中国甚至全球范围内高铁轨道的重要结构和优化方向。但是,还是要关注车辆在无砟轨道上的行驶平稳性,这就必须以轨道结构的平稳性为前提和基础,无砟型轨道在铁路结构中的变形趋势及沉陷指数是具有十分细化的参数标准。在高速铁路轨道的施工过程中,必须时刻关注轨道基础结构的施工工作,依靠务实、高新的轨道基础结构施工技术及施工工艺,严格依照预先制定的技术指标及施工规范开展好铁路轨道的基础结构施工,选择适宜的轨道基础结构建设填料并开展好浇筑工作。对于轨道基础结构的沉陷及形变方向进行相关的研究分析,在开展无砟轨道施工前,首先查找和处置好轨道基础结构发生形变和沉陷的原因和影响要素,等结构形态走向稳定、牢固并且总体上满足于施工技术标准时,便可以进行轨道的铺设工作。此外,轨道上一切的桥梁和涵洞的建设都必须先牢固其支撑结构,才能够确保轨道的整体施工质量。

2.2无砟轨道几何尺寸及线性的控制要点

首先,各种轨道、接头、扣件等零部件的尺寸、种类、数目必须符合相关的技术指标,钢轨间的接头必须相对安装,并且接头的绝缘端,距离轨枕要超过70mm;其次,各轨道单元的长短必须符合工程的建设进度和浇筑时应力释放的最佳标准,以600~1800m为最佳,最短距离不可低于300m,路线确定时,轨道的几何尺寸和外轨超高必须符合设计标准。再次,轨道在预先打磨完成之后,轨道的平直度造1m范围以内的最大允许误差必须在0.3mm以下,轨道前端的实际横截面与理论值之间的最大误差必须保证在±0.2mm以内,打磨面宽度的最大变化在沿钢轨长度80mm的范围内不应大于打磨面最大宽度的25%;最后,在满足轨道平顺度标准的前提下,轨面高程允许误差在4~6mm,紧靠站台为0~4mm,轨道中心线与设计偏差允许在8mm,线间据的允许误差为0~8mm。此外在对线形尺寸进行管理的过程中,还必须关注下列几个要点:

(1)外围的几何规格。从铁路的高程及中线误差上进行管理,把高程及中线偏差严格限制在2mm以下。同时在轨道的施工过程中,必须保证铁路外围几何规格可以确保车辆在轨道上行驶的稳定性。检测高程的过程中,由于螺杆支持度及扭矩等影响,所以常使用预设偏高轨道来管理其中存在的误差量。

(2)内围的几何规格。对此需要把握其中的要点,采用精密调节的手法进行矫正。

(3)轨道接头及焊缝的处置。大多是状况下,在确保施工质量的要求下,轨道焊接的连缝必须限制在8~20mm。把轨道的连接缝控制为最小,从而保障重大的装置可以在轨道穿过。从这方面来看,该轨道的设计必须是极小或无轨道缝隙的。

2.3无砟轨道刚度均衡性管理

在对无砟轨道的刚度均匀性进行管理的过程中,其本质上就是解决路桥连接段与岔道的刚度均衡性。在高铁无砟轨道施工方案的规划过程中,早已对路桥连接段的长短、类型、建设技术及施工工序确定了相应的技术指标,所以在工程的建设中必须在这个基础上增强施工方案及工艺的监督管理强度,从而保证施工的工序能够符合标准需要,防止由于路桥连接段的刚度不均匀而造成轨道的不稳定的问题。此外,在设计无砟轨道施工方案的过程中,必须全方位考虑轨道岔路的刚度,并依据标准来确保其与系统的刚度相一致。

结语

综上,无砟轨道技术是当前高速铁路施工中核心技术,在高速铁路建设和发展中发挥着非常关键性作用,也是未来高速铁路建设和发展的趋势。作为高速铁路的设计者和建设者们更要提高认识,加强对无砟轨道施工技术的深入研究和实践经验的积累,进一步掌握高速铁路无砟轨道设计和施工的关键技术,提高无砟轨道施工质量,提升高速铁路运行的安全性和稳定性,促进高速铁路建设的良好发展。

参考文献

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论文作者:杨宇行,田景英

论文发表刊物:《防护工程》2019年12期

论文发表时间:2019/9/2

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