高速道岔施工技术

1、高速道岔施工技术摘要： 道岔是实现列车转线运行的轨道结构，铁路轨道的重要组成部分，其结构复杂，零 件较多， 技术要求严格， 是我国高铁建设的关键技术之一。 迫于铁路运输对通过道岔速度的要求 不断提高， 道岔的应用朝着高速、 大号码方向发展。 道岔作为铁路线路的关键设备起着重要的作 用，同时也是限制列车运行速度的薄弱环节。 要保证道岔的质量， 必须按照铺设程序， 严格进行 事前、事中及事后的施工工艺，如何使道岔具有良好的技术性能一直是备受关注的课题。关键字： 高速铁路；道岔；施工技术0 引言国内高速铁路的大号码有砟道岔铺设一是原位铺设法， 二是采用整体移位铺设法 1。无砟道 岔施工遵循“专业化、

2、机械化、标准化”施工确保道岔的铺设质量，满足铁路建设的总体工期要 求的原则， 根据施工现场工况条件， 进行施工方案的技术经济比选， 优先采用原位组装施工法也 可采用道岔预组装整组铺设等其他施工方法。在铺设前，应详细审核图纸，全面掌握技术要求， 详细检查轨料及部件。 在铺设时要严格遵循铺设程序， 严格各个部件的尺寸， 对铺设质量进行实 时监控。 在铺设后， 要认真检查铺设质量， 确定是否满足规范要求， 如果达不到要求应进行整改。 1 高速道岔在高速铁路上，道岔有特殊的要求，在功能上和结构上与常速道岔相比没有原则上的差异， 但是他们的安全性和舒适性要求更高。高速道岔采用的是活动心轨道岔 2 ，辙叉

3、部分和普通道岔 有较大的区别。 活动心轨最大的特点在于列车高速运行中需进行变道时， 活动心轨道岔能够更好 的平稳列车车体，较少对列车速度的限制，更适合在高铁道岔中使用3 。高速道岔分为两类：一类是适用于直向高速行车的道岔。这类道岔不仅使用在新设计的高 铁线路上，也可用于普通线路改建成高铁的线路上，一般为常用号码道岔，如 9号、12 号等。 另一类是直向和侧向都能通过高速列车的大号码道岔，如 18号， 38 号等。一般铺设在新建的高 速线路以及旧线改建时需高速通过的部位 4 。1.1 高速道岔平纵断面方面的特征 导曲线以圆曲线为主，也有少数采用变曲率曲线的，如法国用于渡线的UIC60轨道岔的导曲

4、线采用单支三次抛物线，瑞士铁路在UIC-54E1 ：25 道岔中采用螺旋曲线。 采用大半径的曲线形尖轨，从尖轨尖端到最大可能冲击断面的半径较导曲线部分较大。尖轨与基本轨工作边在平面上多为切线形，减小列车逆向进入道岔侧线时的冲角。 各部分轨距小于常速道岔的轨距，减小游间，使机车平面车辆平顺通过。 根据车轮滚动面及辙叉外形尺寸及相互位置的分布情况，经数理统计分析，提岀了优化 的辙叉纵横断面。 采用可动部件辙叉，如可动心轨、可动翼轨等消灭有害空间。 在大号码道岔中导曲线外轨设置超高。有些国家的道岔设置轨底或轨顶坡。1.2高速道岔结构方面的特征新型高速道岔5在构造上采用了一系列的加强措施，具体措施如下

5、： 在基本轨和尖轨的贴靠部位，对基本轨距线下的轨头下颚做1:3的刨切，以获得藏尖式结构，确保逆向行车的安全，保持良好的竖向稳定性。在可动心轨辙叉中心，心轨与翼轨的贴靠部位采用这种结构，对心轨尖端起良好的保护作用。 采用高度比基本轨矮的特种尖轨钢轨加工成尖轨，尖轨为弹性可弯式。尖轨跟部轧制成 与普通轨相同的截面，与连接轨直接焊接相连。 大号码道岔的尖轨，一般较长，为确保尖轨转换可靠及扳动到位，常使用多根转辙杆， 并在长尖轨下设置尖轨扳动时的减摩擦装置。 采用特种断面的护轨钢轨。护轨轨面高于基本轨，这样可以增加护轨与车轮的接触面， 更有效的引导车轮，减少心轨的磨耗 在焊接道岔部位的接头，能提高列车

6、过岔时的走行平稳 在道岔范围内使用新型轨下基础，以便与区间线路的轨下基础类型一致。近年来，我国已自主研制出新型高速道岔，在秦沈客运专线上铺设了CHN60轨的18号和38号高速道岔，其主要参数如下表 1-1所示，表1-1 CHN60轨18号和38号高速道岔的主要参数道岔号数18号38号导曲线形式及参数圆曲线，半径1100m半径3300m的圆曲线加三次抛物线道岔全长m69136.2道岔前长m31.72948.771道岔后长m37.27187.429尖轨长度m22.0137.60辙叉长度m18.59629.392长心轨长m13.67523.875侧向护轨长m7.510拉杆数量（根）3+26+3通过速

7、度直向250250(km/h)侧向801402有砟道岔的铺设方法2.1主要作业工序控制要点2.2有砟轨道的道岔铺设前工作(1) 准备编制测量方案，完成 CP皿7控制网的交接和复测(2) 道岔位置测量以线路导线控制网和高程控制网为基准，根据站场设计图进行中线和高程测量，确认无误后进行道岔桩位放样(3) 道岔控制基桩测设从CP皿测量控制网引测并建立道岔控制网。道岔区应在岔心、岔前、岔后位置及道岔前后100m200m范围内增设控制基桩，其位置一般在直股和曲股的两侧，并应埋置永久性桩位。道岔与区间有砟轨道衔接时应以道岔控制基桩为依据进行调整(4) 预铺道砟预铺道砟前对道砟进行检验，包括道砟的等级、材质

8、、级配等，对路基基床表面的平整度再次进行检验，清楚表面杂物、积水等。运砟车辆应缓行缓停，载重运行速度宜小于15km/h，压实强度不小于 160kPa.(5) 质量检验道砟整平和压实时的机械设备要统一指挥，并在摊铺机两侧设置专人观测传感仪的工作状况，发现误差及时调整或终止工作。铺设完成后道砟的密度不小于1.7g/cm3，平整度用3m靠尺检查，需在误差允许范围内。2.3有砟道岔铺设(1) 准备搭设道岔组装平台并组装道岔，检查道岔换铺设备状态。(2) 机械换铺法铺设道岔拆除临时轨排，由龙门架将换铺设备的上部小车吊放到道岔钢轨上，上部小车通过液压钳与道岔钢轨锁定并提升道岔至合适位置，下部小车进入，并运

9、输道岔至岔位，上部小车提升道岔，下部小车退出，上部小车调整并下方道岔，将道岔铺设就位，并进行道砟回填。(3) 原位铺设在岔位压实平整后的道床上放好台位线，按照平台尺寸要求搭设道岔拼接平台，并在平台 上按照道岔间距要求临时标注岔枕位置，在平台上组装道岔，用龙门吊吊装轨枕到位组装道岔。 道岔组装完成后应进行粗调， 然后整体顶起架空道岔， 撤除拼装平台， 完成道岔铺设， 回填道砟。（ 4 ）质量检验 道岔的铺设标准及允许偏差需符合设计规定，并按规定标记轨距、支距、查照间隔、道岔 规格和岔位编号等。2.4 铺设完成后期工作道岔铺设完成后 9 的工作主要有道岔铺砟整道，道岔焊接和道岔的精细调整等。道岔修

10、整后内轨距允许偏差在士 1mm范围内，轨距变化率不应大于 0.5%o,支距允许偏差在 士 mm内。道岔捣鼓前应根据 CP皿轨道控制网和加密桩对道岔整体平顺性进行人工整治，保证 误差在允许范围内。道岔的焊接主要才赢铝热焊，并在焊接完成后对焊接接头进行探伤检查。 道岔精细调整的设备包括大型道岔振捣车、风动卸砟车等配套机械，需检查道床及补砟， 对道岔的几何尺寸及平顺度进行调整3 无砟道岔铺设无砟道岔铺设的基本步骤为： CP皿复测-清理道岔板-道岔控制点放样-取岀螺栓涂油- 摆放UPF垫板-安装弹性基板-放置轨下胶垫-分段吊装钢轨件-粗调道岔线型-安装锁闭装 置-粗调道岔-道岔内铝热焊接-道岔精调-道

11、岔验收。原位组装换铺法是指在岔区先摊铺道碴，整好道床，铺设临时轨道与线路衔接，待道床稳 定及前后长轨锁定后，拆除临时过渡轨排， 摊平、碾压道碴，在道床密实度和表面平整度达到规 定要求后， 在原位搭设组装平台， 用轨道吊或轮胎式龙门吊进行道岔卸车和组装。道岔现场组装完成后，调试道岔各处几何尺寸达标， 再进行道岔内部焊接，利用顶升设备将道岔顶起，撤除组 装平台，补充道碴进行整道，落下道岔检查并精调道岔，使道岔各处几何尺寸均达到要求， 最后进行道岔与两端长轨之间的锁定焊接，完成有碴道岔的铺设。整体移位铺设法在工厂内组织，分段运输，采用专用施工机械现场拼接铺设；或采用散件缺点是需要专门的起升、移位设运

12、输， 在施工现场设置专用组装平台进行组装， 再采用专用施工机械整体移位至铺设地点并进行铺设的方法。该方法的优点是组装质量容易保证，施工进度快。备，如果控制不好，移位过程中也可能造成道岔的变形9 。3.1 无砟道岔基桩测设道岔控制基标测量前，应按相关测量规范复测CP皿控制点。然后以 CP皿控制网和高程控制网为基准， 采用全站仪自由设站测设道岔控制基标，根据站场设计图进行中线和高程测量并进行桩位放样。道岔区应在岔心、岔前、岔后位置及道岔前后100m200m范围内增设控制基桩,其位置一般在直股和曲股的两侧， 并应埋置永久性桩位， 道岔区控制基桩的测量方法和误差应符合相关的规定。此外，道岔区控制测设需

13、加密基桩，可设在道岔线路中心线上或道岔两侧，点间距宜为 5 10m10。3.2 岔区混凝土底座施工 施工定位测量前需清除杂物，并进行湿润处理，测量时要做好标记，确定侧模板和端模安 装位置点，凹槽的边线位置等，测量需精确。根据模板边线。精确安装侧模板、结构端缝模板和抗剪凹槽模板，模板安装需稳固牢靠， 接缝不得漏浆，且满足允许偏差。其次，钢筋的绑扎，宜在基地加工，分类捆扎好运往工地，做好绝缘处理。钢筋的间距， 混凝土保护层厚度要满足规范要求。底座板施工前应对路基表面进行清洁，洒水润湿2h ，要保证路基充分湿润但不泥泞。底座板混凝土浇筑通过溜槽放料，控制混凝土落差不大于2m,混凝土初凝后用钢丝爬刷和

14、刮尺进行拉毛处理，拉毛深度1.82. 2 mm。浇筑完成采用草帘或土工布洒水养生，养生期不少于7d，避免时干时湿。3.3 道岔组装、初定位施工清理混凝土底座及凹槽上的杂物，保持清洁，按要求铺设隔离层及橡胶垫板。土工布铺设 平整无褶皱、无破损，接缝采用对接，不能重叠。弹性橡胶垫板密贴于底层纵向钢筋对应位置附 近3.3.1 道岔原位组装铺设(1) 在设计道岔位置安装道岔原位组装平台，组装平台应具备组装和调试道岔的能力(2) 按以下工序进行：安装混凝土岔枕-安装道岔垫板、扣件-吊装道岔钢轨-联结、紧固道岔-起平调整道岔。安装完成要检查轨距、支距、钢轨轨头方正等几何尺寸指标，减小误差。( 3)道岔组装

15、调试完成后，按规定的检验项目对道岔组装质量进行检验。3.3.2 道岔预组装、移位铺设( 1 )道岔预组装完成，质量检验测评合格后，按道岔铺设图分解，运至铺设现场( 2)选择合适的运输措施，并根据装载方式，预先确定行驶路线等(3) 以道岔铺设图为准， 将道岔轨排依次吊装至各段轨排纵移小车上， 推动小车纵向移动， 将道岔轨排纵移至设计位置3.4 道岔初定位各段道岔轨排纵向定位后，安装侧向和竖向支撑调节位置，并在长岔枕区域安装钢轨辅助支撑架，依据 CP皿及道岔控制点，对道岔进行初定位，偏差控制在：高低-5 0mm，方向3mm以内。初定位后拆除原位组装平台和轨排纵向移动小车，进行系统的第一次精调。3.

16、5道岔混凝土道床板施工3.5.1 道岔轨排第一次精调依据CP皿控制点进行道岔轨排的第一次精调11，以基本轨一侧为基准，采用轨道几何形状测量仪检测道岔方向、高低、水平、轨距等几何形位指标，根据显示偏差进行调整，直至各监测点的偏差满足设计要求3.5.2工电联调道岔转辙机安装前，对电气、机械性能进行测试，同时检查外锁闭及安装装置，工务配合电务技术人员进行调试，并做好定位标记。3.5.3道岔轨排二次精调安装道床混凝土前需对轨排进行二次精调，采用轨道几何形状测量仪检测道岔方向、高低、 水平、轨距等几何形位指标，根据反馈数值逐点调整，至符合实际要求，并对轨排进行固定，固 定的装置要有足够的强度、刚度和稳定

17、性。调试完成后还需对螺栓进行复紧。3.5.4安装模板及钢筋绑扎道床混凝土模板采用定型钢模板，转辙机两侧岔枕加设临时支撑，其基坑模板根据设计结 构形式选配。安装完成后，调整模板的尺寸，满足模板安装的允许偏差。道岔一次精调后即可绑扎上层钢筋网，并调整钢筋网的位置，其间距、混凝土保护层厚度 均需满足规范要求。3.5.5混凝土浇筑及养护混凝土浇筑前需进行洒水润湿，道岔钢轨部件、垫板、扣件等应加临时保护膜。道床混凝土板初凝后，松开除尖轨和心轨外的扣件螺栓，拆除竖向支撑螺栓，遗留孔洞以同级砂浆填充密实及时养护。3.6质量检测按标准检测道岔混凝土浇筑后的各部分尺寸及铺设精度，质量合格后进入下一道工序。检测采

18、用动态检测和静态检测相结合的方式，最终的验收12以动态检测为准，现场调整以静态检测结果为准。静态检测的平顺度允许偏差见下表3-1表3-1静态检测平顺度允许偏差序号项目容许偏差备注1轨距 1mm相对于标准轨距 1435mm1/5000变化率2轨向2mm弦长10m2mm/测点间距8a( m)基线长48a(m)10mm/测点间距240a( m)基线长480a(m)3高低2mm弦长10m2mm/测点间距8a( m)基线长48a(m)10mm/测点间距240a( m)基线长480a(m)4水平2mm不包含曲线和缓和曲线上的超高值5扭曲2mm基线长3m包含缓和曲线上由于超高顺坡造成的扭曲量差7与设计中线偏差10mm注：表中a为扣件节点间的距离，单位为m。4结语高速道岔是高速铁路和客运专线轨道结构的关键，其结构与状态对列车运行安全和质量有重大影响。自我国开启动车时代以来，人们的岀行已离不开铁路带来的便捷和效率。目前，我国的高速道岔水平与国外相比有一定的优势，但也有许多问题亟待解决，主要有：(1) 高速道岔的设计理论需进一步完善。(