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提高铁路客运专线CRTSⅠ型双式无砟轨道线型精度中铁十六局集团路桥工程有限公司无砟轨道线形控制QC小组发表人：朱国松一、工程概况CRTSⅠ型无砟轨道作为双块式无砟轨道的典型代表之一，具有一次成型，线形精度高，轨道后期整理、维护工作量少的优点。其主要线形调整工作在道床浇筑前完成，工序繁杂，影响因素多，具有一定的难度。如何在施工中采取科学合理的措施，提高成型后的轨道线形，是无砟轨道线形控制的核心内容。1.系统简介2.结构组成CRTSⅠ型无砟轨道系统由钢轨、高弹性扣件、改进的带有桁架钢筋的双块式轨枕、现浇混凝土道床板和下部支撑体系（支承层或底座）组成，如下图所示。3.施工难点无砟轨道线形主要由轨道高程、中线、轨向、高低、水平、轨距等指标构成。通过学习国外相关资料，项目部分析认为，其中轨距及中线指标较难控制，因此决定成立无砟轨道线形控制QC小组，重点解决这两个问题。二、小组概况该无砟轨道线形控制QC小组于2007年12月25日成立并注册，属攻关型。该小组人员中，主要由技术人员、管理人员组成，共9人。CRTSⅠ型无砟轨道线形控制QC小组成员概况表小组名称CRTSⅠ型无砟轨道线形控制QC小组本次活动起止时间2008.01～2008.12序号姓名年龄文化程度组内职务岗位/技术等级TQC教育时间组内分工1张长军34本科组长项目总工程师/一级建造师300总协调2朱国松29本科副组长轨道工程师/一级建造师320全面技术指导3陈万能26本科组员架子队副队长240作业实施4马驰25本科组员助理工程师280技术控制5辛宗卫25本科组员助理工程师260技术控制6占志23中专组员助理工程师290测量监控7孟令名24本科组员助理工程师290测量监控8马旭东26本科组员助理工程师260混凝土9刘允超28中专组员助理工程师240模板控制小组已发表成果制表人：朱国松制表时间：2007.12.25三、选题理由1.国内目前时速350km/h客运专线中，首次使用CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构形式；2.CRTSⅠ型双块式无砟轨道线形精度要求高，尤其是外部几何尺寸的绝对允许偏差上，相对德国高速铁路标准提高了5倍，轨距控制、水平等指标从国外2mm的标准提高到1mm，允许误差控制指标非常严格；3.国内双块式无砟轨道施工缺乏相关经验，线形控制无案例可借鉴及参考；4.CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工中的线形精度越高，后期轨道整理工作量就越小，扣件更换量也少，能有效节约资金，同时保证列车运行舒适、平稳、安全。四、活动目标及可行性分析目标值1、线形指标项目允许偏差值（mm）业主要求合格率(%)小组目标合格率(%)备注轨距±19597中线±295962.通过本QC活动，积累轨道线形控制的经验，减少轨道后期调整工作量，节约资金，为今后类似工程提供借鉴及参考。制表人：朱国松制表时间：2008.01.02㈡.可行性分析◆开展试验段，在试验中验证控制措施及工艺的合理性，摸索相关经验；◆对国外类似工程进行分析、研究，邀请国外专家讲解施工工艺，与设计方（铁四院）沟通交流，了解设计意图；◆在具体操作中，分析可能对线形产生影响的各项因素，细化对应的各项保证措施，采用PDCA循环纠偏完善的方法，提升合格率。目标能够顺利实现◆查阅德国施工的原始数据，轨距及中线允许偏差标准虽然与国内不同，但较大偏差很少出现，即轨距﹥2mm，中线偏差﹥2mm（直线段）的比率均不大，通过相关措施，可使其偏差进一步减小；五、小组活动情况2008年3月5日在莲花坡1号、2号大桥间的曲线路基上浇筑了47m轨道板，小组进行活动：第一次PDCA循环混凝土浇筑施工完毕后第3天，小组对该段无砟轨道道床的线形指标进行了检测，检测仪器及环境满足相关要求；检测共采集了70个点，数据及合格率如下：检测数据表一序号检查项目检查轨枕数偏差1mm偏差≤1mm合格率（％）1轨距70214970.02中线70125882.9制表人：朱国松制表时间：2008.03.12从数据表一可以看出，影响本段无砟轨道线形质量的主要问题为轨距、中线偏差过大，小组针对现场的存在的问题进行分析，如图A、B。桁架变形，轨底坡改变螺杆外支撑，钢轨内返轨距变小图A钢轨内外侧弹性垫板压缩量不一致轨排架设后普遍轨距偏小支撑螺杆在外侧图B结合现场实际，小组召开了全体QC小组成员会议经过认真讨论列出因果分析图1如下：制图人：朱国松制图时间：2008.03.12轨排支撑体系缺陷5螺杆底部摩擦力不够法8工具轨截面不对称模具9轨头弯曲工具轨质量问题6扣件锁定顺序有误4钢轨内返人1散枕工序未复验轨枕桁架变形3吊装未采用专用器具7螺杆松动时间太晚桁架弹性弯曲未恢复线形指标合格率低机2轨枕堆放不当序号末端因素要因确认结论1散枕工序未复验散枕工序施工时，未对进场的轨枕进行再次检查，导致部分桁架变形的轨枕被使用，轨底坡改变，影响轨距及中线，属极个别现象；×2轨枕堆放不当部分轨枕未按要求堆放在平地上，底层轨枕有扭曲现象且被使用；×3轨枕吊装未采用专用器具直接用钢丝绳吊装，导致下层轨枕钢筋桁架受力不均，轨底坡改变，轨距、中线不满足要求，属偶然现象；×4钢轨内返CRTSⅠ型无砟轨道采用轨排法施工，在支撑体系上，属于外侧支撑（螺杆在钢轨外侧），造成钢轨存在向内的弯矩，弹性垫板压缩量不一致，钢轨内返，轨枕桁架也受力轻微弯曲，从而影响轨距，为轨距不达标的主要问题，如图A；√5螺杆底部摩擦力不够支撑螺杆底部为圆型，受力面积小，且容易滑动，造成中线偏差大；×6螺杆松动时间太晚道床板混凝土浇筑后，混凝土给轨排提供了向上的支撑力，轨排弯曲有所恢复，为达到最佳效果，在混凝土初凝前，应松开支撑螺杆1-2mm；使桁架处于自然状态，减少其弯曲对轨距产生的影响。工人控制时间不当，此问题存在较普遍；√7扣件锁定顺序有误扣件锁定时，没有采用双头扭矩扳手同时锁紧，造成弹性垫板受力不均，影响轨距；×8工具轨截面不对称工具轨是轨道线形的模具，轨道几何状态都由其反映。施工中发现个别工具轨明显轨头左右不对称，此问题少量存在；√9轨头弯曲工具轨轨头弯曲，使中线在轨排接头处产生较大偏差。×制表人：朱国松制表时间：2008.3.13对策表一序号要因对策目标采取措施负责人地点时间1钢轨受向内弯矩，弹性垫板压缩量不同，钢轨内返修改其支撑体系轨距偏差≤0.3mm1.在螺杆调节器位置旁增加轨距撑杆；2.撑杆施加后，在混凝土浇筑前，将轨距控制在1434.5mm左右；朱国松现场3月15号2螺杆松动时间太晚控制好螺杆松动时间轨距偏差≤0.2mm1.通过试验，确定混凝土初凝前松动时间；采用宜早不宜晚的原则，给操作工人做示范；陈万能马旭东现场下次浇筑3部分工具轨轨头截面不对称，造成测量失真对工具轨全部检测轨距偏差≤0.3mm；中线偏差≤0.5mm1.采用铁科院高速T60轨检测标准全面检测；不满足使用要求的，不得使用。马驰辛宗卫现场3月15日制表人：朱国松制表时间：2008.3.13实施：根据对策表一所制订的措施朱国松轨距撑杆实施1：⑴设计并委托加工完成轨距撑杆，指导现场进行支撑体系修正；⑵对工序负责人进行培训并使轨距在浇筑前达到1434.5mm左右；3月15日已完成检测合格并标示陈马万旭能东确定螺杆松动最佳时间实施2：通过垂球下落试验，根据面积与混凝土强度的关系，大致得出混凝土达到何种强度可以松动螺杆，对工人进行了培训；3月16日已完成马辛宗驰卫实施3：根据相关检测标准，采用铁科院提供的检测仪器，完成了所有工具轨的检测，筛选出问题轨8根，其余全部符合要求。3月15日已完成检测合格并标示检查：为验证效果，小组组织施工人员于3月16日在莲花坡1号桥再次浇筑轨道板。施工中，小组各成员认真落实各项对策，并开展试验。3月19日对轨道线形进行了检查，现将检查结果列出如表：检测数据表二序号检查项目检查轨枕数偏差1mm偏差≤1mm合格率（％）1轨距7016998.62中线7096187.1制表人：朱国松制表时间：2008.03.19分析由检测数据表二看出，在第一次PDCA循环后，轨距偏差合格率由70.0%上升至98.6%，证明采用轨距撑杆的对策是切实可行的。可是中线合格率仍然未达到小组制定的96%目标，因此，小组进行了下一次循环。第二次PDCA循环小组对中线偏差可能存在的原因进行了认真讨论，列出因果分析图二如下：螺杆失稳人6浇筑过程踩踏、碰撞轨排料4未对称振捣砼改变轨排受力3砼下料口位置不当法精调误差过大机2轨排无固定措施1浇筑机导轮扰动轨排中线位置合格率低5在环境恶劣的条件下精调人为扰动轨排从因果分析图2可以看出，造成轨道中线位置合格率低的因素有多条，但仔细分析后要因主要有3个：序号末端因素要因确认结论1浇筑机导轮扰动轨排浇筑机尾端驾驶室导向轮直接压在钢轨上，对轨排造成扰动，尤其在超高段上，轨排自身重量与受压力直接导致轨排偏向低轨，中线位置合格率低；√2轨排无固定措施无砟轨道对于中线的允许误差仅为2mm，在土木工程施工中，各种外力、环境影响等都将会对轨排造成一定的影响，因此，轨排无固定措施是影响中线位置偏差的关键因素；√3砼下料口位置不当砼下料时，下料口距离轨排过高或斜向卸料，使轨排偏移；×4未对称振捣混凝土下料时未对称振捣，尤其在超高侧振捣使混凝土对轨排产生不均匀侧压力，使轨排移动；×5环境条件恶劣情况下精调精调对环境要求较高，大风、阳光直射、地表烟囱效应明显、雨、雾天气禁止精调作业，否则不能正确反映轨排几何状态，导致轨排错位；√6浇筑过程踩踏、碰撞轨排浇筑时，工人操作不当碰撞或踩踏轨排，使已精调好的轨排线形发生变化，此问题较少出现。×制表人：朱国松制表时间：2008.03.22根据分析，小组论证并制订了改进措施，如下：对策表二序号要因对策目标采取措施负责人地点时间1浇筑机导轮扰动轨排移除导向轮中线偏差﹦0mm与浇筑机厂家联系，将导向轮移除，放置在模板槽内，与轨排无连接；朱国松现场3月28日前2轨排无固定措施固定轨排中线偏差≤0.5mm路基上每隔两根轨枕打设地锚，精调后与桁架焊接；桥梁上采用拉杆，将精调后的轨排与防撞墙固定在一起；马驰现场全过程3环境条件恶劣情况下精调严格操作程序中线误差≤0.3mm邀请精调仪器厂家现场培训，尽快熟悉仪器使用环境要求，积累经验。占志现场3月28日前制表人：朱国松制表时间：2008.03.24实施：根据对策表二所制订的措施导向轮与钢轨不再接触朱国松实施1、与中铁十一局浇筑机制造厂家及石家庄铁道学院机械设计方进行协商，对驾驶楼导向装置重新设计，取消原有行走在钢轨上的导向轮；设计方案经过三方确认后，对浇筑机进行改造，3月28日完成了对浇筑机的修改；实施2：路基上近靠桁架打设20钢筋作为地锚，精调后与桁架焊接，桥梁上采用拉杆将轨排固定在防撞墙上，通过精调复测，轻微冲撞等轨排扰动对轨排影响不大，起到了良好的加固作用；马驰实施3：邀请了长沙悦诚及AMBERG两家精调仪器厂家的技术人员，进行现场操作的再次培训，重点掌握影响仪器使用的环境判断；占志打设锚钉固定轨排检查：4月2日，在DK1599+900段施工过程中，小组成员精心组织，改善施工方法，认真落实对策，取得了较好的效果。检测数据表三序号检查项目检查轨枕数偏差1mm偏差≤1mm合格率（％）1轨距700701002中线7026897.1制表人：朱国松制表时间：2008.04.05六.活动效果检查1.解决了在高速铁路无砟轨道线型控制问题，施工完后的无砟轨道精度较高，武广公司及德国海德坎普技术咨询公司多次检查中，均给予了充分肯定；下图为施工完毕的轨道，线形极其平顺。2.由于线形精度较好，长钢轨铺设时扣件更换量大大减少，据初步估计，管段内50余公里能节约扣件材料、人工费等1042000元；3.通过CRTSⅠ型无砟轨道施工，掌握了客运专线无砟轨道的施工特点，为以后类似施工提供了借鉴，同时培养了一批在无砟轨道方面具有丰富施工经验的一线工人；4.通过QC小组活动，小组全体成员在质量意识、个人能力等方面均有不同的提高。七.总结及今后打算：通过两次PDCA循环后，影响无砟轨道线形的主要问题已得到控制，