提高静态标定线钢轨安装精度

-1-提高静态标定线钢轨安装精度1.前言中铁六局北京铁建有限公司承建的北京客运专线基础设施维修基地工程，在原有丰台保温段旧址利旧及新建厂房，其中静态标定及停放库中静态标定线是对铁路建设施工中的作业机械起标定作用，由于此项工程对轨道安装精度要求高，要求其轨距、轨向、纵向高低、横向水平、三角坑偏差均≤2mm，轨向偏差及纵向高低偏差均为10m弦测量的最大矢度值。为保证工程质量，研究开发了精调装置，用于实际施工，并获得了成功。在北京客运专线基础设施维修基地工程之前，在北京铁路局管线范围内还未出现过精度要求如此之高的静态标定线，亦没有专项施工工法来进行指导施工。通过此次施工，由中铁六局北京铁建公司直属第七项目部QC小组设计的施工方案及精调装置取得了重要的成果：首创了一整套快速有效的测量方案，构建了一整套钢轨固定及轨距调整的方案，并在工程中成功运用，成功的将标定线钢轨的轨距、轨向、纵向高低、横向水平、三角坑偏差均控制在2mm以内。2.方案特点2.1装置设计简单，操作方便快捷，能够通过此装置调节轨平、轨距，满足标定线钢轨精度的要求。2.2精调装置的配合工具，轨距定位工具杆能够直接控制调节轨距，避免了使用撬棍等工具对安装好的钢筋笼、模板等造成破坏。2.3精调装置整体通过预埋件由Φ100的钢管焊接固定，避免的钢轨架设安装精调完成后，浇筑混凝土时及混凝土凝固过程中对钢轨精度造成影响。3.适用范围-2-施工准备将钢管支撑及钢轨控制垫板焊接组装螺栓和精调平支座板通过四根螺栓来调节精调平支座板标高预埋埋件、将Φ100的钢管预埋件焊接焊接螺栓及精调平支座板架设钢轨精调轨平混凝土浇筑安装WJ-7A高速铁路扣件精度要求高的钢轨安装、检查坑上钢轨及其他混凝土构件上钢轨安装等施工。4.工艺原理静态标定线精调装置是使静态标定线满足精度要求的核心装置，其设计原理主要是通过四根长螺栓来调节螺栓上钢板的水平至满足精度要求，通过使用轨距定位工具杆来控制轨距、轨向，在测量过程中通过一套完整的测量计划配以高精度的经纬仪美国天宝TrimbleDIN电子水准仪（DS0.5），精度为0.5mm，来满足设计要求。5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程：5.2操作要点：-3-5.2.1施工准备施工现场加工钢管支撑及预埋板，在浇筑垫层时每隔2.4m预埋，浇筑完成后，将钢管支撑与埋板焊接，加工图见图5.1；在垫层预埋埋板时，要保证垫层上埋板上表面基本在同一标高上，在焊接钢管下料时，需计算好钢管长度，使每个上表面标高基本相同，为设计标高10mm，同时需保证钢管垂直度偏差不大于0.5；在钢管顶部焊接钢轨控制垫板时，垫板需与钢管满焊，焊接过程中需保证钢轨控制垫板与钢管垂直；图5.1图5.25.2.2进行钢筋绑扎。-4-绑扎钢筋遇钢管立柱或柱顶钢垫板位置时，可以适当调整钢筋位置以错开。注意对固定好的钢管支撑进行保护，避免碰撞移位。标定线伸缩缝处钢筋应断开。浇筑底板混凝土前通过铅垂吊线检查钢管支撑是否与水平面垂直，垂直度偏差1°，保证钢管支撑顶钢轨控制垫板中线在设计的轨底中心线上。为防止支撑移位，可通过调整模板拉筋位置，使拉筋从支撑侧面穿过，将拉筋与支撑焊接。满足要求后，才能进行模板支设、第一次浇筑混凝土；5.2.3浇筑混凝土过程中和浇筑完后，应注意核查钢管支撑是否发生位移，如发生位移，则需在混凝土终凝前调整完毕。5.2.4安装精调装置及精调测量按照静态标定线轨平精调装置设计图纸将轨平精调支座板与四根M22螺栓初步固定，并放置在固定好的钢管支撑顶钢垫板上，中心线对齐，并用高精度电子水准仪（DS0.5）、电子全站仪进行观测，保证每一个钢轨精调支座板安装时中心线在设计轨底中心线上，分别围焊、固定每块精调支座板上的四根螺栓，焊接过程中注意保护螺栓位置，避免触碰发生位移。用电子水准仪进行测量，通过四根M22螺栓上下螺母对精调支座板的高度及水平度微调，使精调支座板上表面标高控制在设计的轨底标高处，测量过程按测量施工方案进行，精调装置详见图5.2.4。-5-图5.2.45.2.8架设安装钢轨。按照2m间距布置轨距定位工具杆(见图5.2.8)，在轨底按照间距600mm悬挂WJ-7A高速铁路垫板扣件。图5.2.8安装前先用密封胶将扣件铁垫板与橡胶板密贴粘牢，在浇筑混凝土前再将锚固用尼龙螺旋管与锚固螺栓拧紧，防止浇筑时发生位移。通过轨平精调平支座板及静态标定线轨距定位工具杆初步精调-6-轨平、轨距，调整完成后拧紧扣件，固定钢轨。按照施工测量方案进行钢轨铺设完成后的测量精调，测量及精调完成后，拧紧钢轨扣件螺栓；5.2.9支设标定线侧壁模板，二次浇筑混凝土。为了浇筑过程中减少混凝土对WJ-7A高速铁路扣件的污染，可用塑料袋套装，在混凝土初凝后，再摘除，最后用抹子抹平。在浇筑施工过程中，为了能使标定线侧壁顶部更好的承受由WJ-7A扣件传递的荷载，可在混凝土初凝前将其上表面浮浆取出，填充上混凝土；5.3保证静态标定线的测量方案施工测量工具为美国天宝TrimbleDIN电子水准仪（DS0.5），精度为0.5mm，能够满足标定线的测量需求。其测量施工步骤为：5.3.1用美国天宝TrimbleDIN电子水准仪（DS0.5）仪器测量精调支座板标高（即轨底标高），每次测量首先取精调支座板对角线两点（如A、B点）进行测量，并通过调节A、B处螺栓，使精调板上表面标高满足误差在0.5mm范围内，再对A、B、C、D进行复测，并对超出误差范围的一角螺栓进行调节，直到四点同时满足精度要求，拧紧支座板上的四个螺栓，记录测量完成后的精调支座板上表面高程后，再进行下一块精调支座板的高程测量。测量示意图见下图。-7-5.3.2全部精调支座板测量及高程调整完毕后，抽查50%的精调支座板进行复测，每次复测都是对支座板中心线上E、F点进行测量，见上图；5.3.3将WJ-7A高速铁路扣件的铁垫板与绝缘缓冲垫板用401胶粘贴，避免浇筑混凝土时灌进砂浆，防止两者不能密贴，导致钢轨所受荷载无法均匀传至标定线混凝土侧壁，使钢轨整体沉降不均匀，影响其精度；5.3.4用轨距挡板将钢轨初步固定在精调支座板上，每隔2m安装一个轨距定位工具杆。通过拧紧轨距定位工具杆两头的螺栓，调节轨距统一为1.435m0.5mm后，将轨距定位工具杆及精调支座板上固定钢轨的铁垫板拧紧，使两条钢轨之间以1.435m的间距连成一个整体；5.3.5使用全站仪对标定线西侧钢轨内测进行钢轨轨向测量并调整，直至钢轨直线度偏差在0.5mm之内；-8-5.3.6西侧一条钢轨调整完毕后，用轨距尺测量标定线整体轨距，满足1.435m0.5mm的精度要求后，用全站仪测量东侧一条钢轨直线度，并通过轨距挡板对超出精度要求的局部进行调整，直至满足钢轨直线度在局部范围内为0.5mm之内的要求；5.3.7对标定线轨距进行复测，满足精度要求；5.3.8浇筑前用脚手管在轨道全长范围内东西两侧分别设4处支撑，整体固定轨道位置，避免混凝土浇筑后，标定线轨道整体出现较大偏移。6.施工过程中注意事项6.1在将精调支座板的四根螺栓与焊接钢轨控制垫板时，需保证四根螺栓都与垫板垂直，否则通过螺栓调节精调支座板标高时，会使垫板难以上下移动，甚至是难以安装精调支座板；6.2在精调支座板安装及标高精调完毕后，需拧紧螺栓固定支座板。安装钢轨时，不能将钢轨扔掷在支座板上，避免较大冲击对支座板精度产生影响；6.3调整钢轨，使其中心线与精调支座板中心线重合，在支座板上安装轨距挡板以固定钢轨。由于轨距挡板通过T型螺栓固定在支座板上，而精调支座板与轨底控制垫板之间距离按照施工方案施工仅为5-8cm，故在调整支座板标高之前需将T型螺栓安装，待钢轨安装上以后再安装轨距挡板，如果由于施工中特殊原因导致无法先安装T型螺栓，可通过切割机切割T型螺栓，在固定支座板后，使其能够满足安装条件，并且能够固定轨距挡板，具体切割长度可根据施工实际-9-情况确定；6.4二次浇筑混凝土前，为了避免污染WJ-7A扣件，可采用塑料袋套装扣件，待浇筑完成后再拆除；6.5浇筑混凝土时为了保护轨道，尽量减少工人施工过程中对模板、钢筋及钢轨的扰动，可在周围搭设临时脚手架以便浇筑；6.6浇筑过程振捣过程要符合工程施工规范，振捣棒不能碰触精调支座板、钢轨及WJ-7A扣件；6.7对浇筑表面抹面，保证混凝土面高过WJ-7A橡胶板4-5mm。7.应用实例7.1北京客运专线基础设施维修基地静态标定线工程北京客运专线基础设施维修基地静态标定线工程±0.000为标定线轨顶标高相当于绝对标高49.70m，钢轨底基础为钢筋混凝土基础，基础桩采用人工成孔灌注桩，总桩数32根，有效桩长6.5m，桩径0.8m，桩顶标高：-2.030m。成桩总数抽检率为20%，单桩竖向抗压静载验桩：检测数量3根，检测由专业试验室进行现场检测，其检测结果符合设计标准后进入标定线施工。静态标定线长37m，共用钢管支撑30套，精调装置30套，轨距定位工具杆17套，WJ-7A高速铁路扣件120套。