一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道安装结构及调节方法与流程

本发明涉及轨道工程技术领域，特别是一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道安装结构及调节方法。

背景技术：

地铁大跨度跨江大桥施工难度较大，风险系数高。采用钢箱梁悬索桥可以最大程度上减少施工对航运的影响。主桥采用钢箱梁桥，温度变化时钢箱梁同步会热胀冷缩，在夏季与冬季温差比较大的施工地区，需要在主桥两端设置800mm的伸缩缝来保障钢箱梁梁体的伸缩。轨道施工时如何通过800mm的梁缝则成了亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道安装结构及调节方法，解决在平竖曲线段钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置一体化设备轨道精调问题，保证轨道平顺，以便列车能够安全稳定通过大梁缝处。

本发明采用的技术方案如下：一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道安装结构，包括布置于桥缝上方及两侧轨道线路上的梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器，所述轨道线路同时位于一平曲线和一竖曲线上；

梁端伸缩装置的中线与梁缝中心线重合；

钢轨伸缩调节器的基本轨和尖轨分别安装于梁缝两侧，且基本轨位于引桥侧，尖轨位于主桥侧；

钢轨伸缩调节器的基本轨与梁端伸缩装置引桥侧的至少一根钢枕固定连接；钢轨伸缩调节器位于梁端伸缩装置主桥侧外侧的轨枕为连接钢轨伸缩调节器基本轨的轨枕。

上述梁端伸缩装置的中线可为两侧水平剪刀持中机构的中心位置连线。

可选的，钢轨伸缩调节器中，靠近梁端伸缩装置的三根轨枕与尖轨根端的一根轨枕为b型枕，之间的轨枕为a型枕；靠近两端伸缩装置的三根轨枕不安装轨撑。本发明a、b型混凝土枕的配置方式使得钢轨伸缩调节器的结构得到优化，能够更加适应平竖曲线段的调节。

可选的，梁缝为800mm，梁端伸缩装置的顺桥向位移量范围为(-600，+760)mm，横桥向为±1mm；梁端伸缩装置包括12根钢枕，中部至少两根钢枕位于梁缝上方，中部至少4根钢枕之间的间距相同，其余钢枕之间的间距大于中部钢枕之间的间距。

可选的，钢轨伸缩调节器与梁端伸缩装置位于半径2000mm的曲线上，钢轨伸缩调节器的调节范围内正矢最大为5.9mm，最大超高为53mm；

钢轨伸缩调节器中位于梁端伸缩装置主桥侧一侧的各轨枕布置为扇形。可保证轨枕间距均匀方正，线型平顺。

本发明还提供一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道调节方法，包括：

将梁端伸缩装置放置于梁缝处混凝土梁面上的预设位置范围内；

将梁端伸缩装置顶起至设计标高，调整其中线和横向位置至预定位置；

对梁端伸缩装置进行固定，拆除梁端伸缩装置上的工具轨，将钢轨伸缩调节器的基本轨与梁端伸缩装置引桥侧的至少一根钢枕进行连接，且钢轨伸缩调节器的基本轨位于引桥侧，尖轨位于主桥侧；

对钢轨的水平高度、轨距和超高进行初步调节；

对梁端伸缩装置的纵向位置进一步调整，然后测量梁缝两侧梁面上的两根钢枕与道床边之间的距离，以及道床边与梁缝边缘之间的距离，使得梁端伸缩装置的纵向和横向位置均不超过预设精调误差；

调整基本轨位置，使梁端伸缩装置与钢轨伸缩调节器的伸缩量保持同步并相同；

对钢轨高程和曲线进行调整，以调节轨道坡度。

本发明可采用钢轨支撑架对梁端伸缩装置进行前述的固定及相关施工工序，直至钢轨伸缩调节器的基本轨与梁端伸缩装置钢枕连接后，将钢轨支撑架拆除。在对于钢轨的水平高度、轨距和超高进行初步调节时，同样可利用钢轨支撑架与钢轨连接后进行调节。

可选的，本发明方法还包括：在将梁端伸缩装置放置于梁缝处之前，对梁缝两侧的混凝土梁面进行凿毛和清理。

可选的，所述预设范围为梁端伸缩装置的中线与梁缝中线之间的偏位在20mm以内，梁端伸缩装置的横向位置与预先确定的位置之间的误差在20mm以内。

可选的，本发明方法还包括：在梁端伸缩装置与钢轨伸缩调节器连接完成后，复测钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置的中线偏位和横向位置误差，若误差在预设阈值范围内，则执行下一步骤。所述预设阈值范围可为±5mm。

可选的，对钢轨进行初步调节时，按照线路基标放样测设的加密基标5m点位置的标高进行轨道水平高度的调整；依次利用钢轨支撑架的丝杆调节轨道水平高度，利用钢轨支撑架的轨卡螺栓调整规矩，利用万能道尺调整钢轨超高。

可选的，在利用万能道尺调整钢轨超高时，测量梁端伸缩装置上左右钢轨的超高，根据测量值与预设值的高程差值，将整个轨排临时顶升相应高程数值，以使得左、右钢轨轨顶面达到高程预设值；

方法还包括：在钢轨超高初步调整后，将梁端伸缩装置与梁缝的梁端焊接固定。可防止在浇筑道床混凝土时伸缩装置整体以及左、右轨超高发生变化。梁端伸缩装置与梁缝的焊接可采用镀锌扁铁，对轨排进行整体顶升可采用门式支撑杆。

可选的，所述预设精调误差为，梁端伸缩装置的纵向位置以及横向位置与设计位置之间的误差不超过±1mm。

可选的，所述对钢轨高程和曲线进行调整为，在梁端伸缩装置精调定位后，调整轨道高程，然后利用弦长计算公式计算曲线正矢，再测量实际曲线正矢，根据曲线正矢的计算值与测量值的误差进行曲线调整；

重复梁端伸缩装置精调定位、高程调整和曲线调整，使得钢轨曲线满足设计要求，此时即可实现轨道与大桥的平顺对接。

有益效果

本发明能够解决地铁施工中大梁缝处钢轨伸缩装置轨道精调的问题，为钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置一体化首次提出的在平竖曲线段上的应用，可解决轨道通过大梁缝处的问题，有效的解决桥梁的温度变化对轨道伸缩的影响，同时通过坡度调整，实现桥面轨道的平顺，可保证车辆通过大梁缝处安全稳定，满足车辆通行安全稳定，乘车舒适的要求。

附图说明

图1所示为本发明一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道安装结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

实施例1

参考图1所示，本实施例为一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道安装结构，包括布置于桥缝上方及两侧轨道线路上的梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器，所述轨道线路同时位于一平曲线和一竖曲线上；

梁端伸缩装置的中线与梁缝中心线重合；

钢轨伸缩调节器的基本轨和尖轨分别安装于梁缝两侧，且基本轨位于引桥侧，尖轨位于主桥侧；

钢轨伸缩调节器的基本轨与梁端伸缩装置引桥侧的至少一根钢枕固定连接；钢轨伸缩调节器位于梁端伸缩装置主桥侧外侧的轨枕为连接钢轨伸缩调节器基本轨的轨枕。

上述梁端伸缩装置的中线可为两侧水平剪刀持中机构的中心位置连线。

钢轨伸缩调节器中，靠近梁端伸缩装置的三根轨枕，与尖轨根端的一根轨枕为b型枕，之间的轨枕为a型枕；靠近两端伸缩装置的三根轨枕不安装轨撑。

以梁缝为800mm为例，本实施例中，梁端伸缩装置的位移量顺桥向为(-600，+760)mm,横桥向为±1mm；梁端伸缩装置包括12根钢枕，中部至少两根钢枕位于梁缝上方，中部至少4根钢枕之间的间距相同，其余钢枕之间的间距大于中部钢枕之间的间距。

以钢轨伸缩调节器与梁端伸缩装置位于半径2000mm的曲线上为例，钢轨伸缩调节器的调节范围内正矢最大为5.9mm，最大超高为53mm；

钢轨伸缩调节器中位于梁端伸缩装置主桥侧一侧的各轨枕布置为扇形。可保证轨枕间距均匀方正，线型平顺。

实施例2

本实施例为一种平竖曲线叠合段梁缝处伸缩轨道调节方法，可用于实施例1中的轨道安装结构，调节方法步骤包括：

将梁端伸缩装置放置于梁缝处混凝土梁面上的预设位置范围内；

将梁端伸缩装置顶起至设计标高，调整其中线和横向位置至预定位置；

通过钢轨支撑架对梁端伸缩装置进行固定，拆除梁端伸缩装置上的工具轨，将钢轨伸缩调节器的基本轨与梁端伸缩装置引桥侧的至少一根钢枕进行连接，且钢轨伸缩调节器的基本轨位于引桥侧，尖轨位于主桥侧；

利用钢轨支撑架与钢轨连接，对钢轨的水平高度、轨距和超高进行初步调节；

对梁端伸缩装置的纵向位置进一步调整，然后测量梁缝两侧梁面上的两根钢枕与道床边之间的距离，以及道床边与梁缝边缘之间的距离，使得梁端伸缩装置的纵向和横向位置均不超过预设精调误差；

调整基本轨位置，使梁端伸缩装置与钢轨伸缩调节器的伸缩量保持同步并相同；

对钢轨高程和曲线进行调整，以调节轨道坡度。

方法还包括：在将梁端伸缩装置放置于梁缝处之前，对梁缝两侧的混凝土梁面进行凿毛和清理；

在梁端伸缩装置与钢轨伸缩调节器连接完成后，复测钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置的中线偏位和横向位置误差，若误差在预设阈值范围内，则执行下一步骤。所述预设阈值范围可为±5mm。

所述预设范围为梁端伸缩装置的中线与梁缝中线之间的偏位在20mm以内，梁端伸缩装置的横向位置与预先确定的位置之间的误差在20mm以内。

对钢轨进行初步调节时，按照线路基标放样测设的加密基标5m点位置的标高进行轨道水平高度的调整；依次利用钢轨支撑架的丝杆调节轨道水平高度，利用钢轨支撑架的轨卡螺栓调整规矩，利用万能道尺调整钢轨超高。

在利用万能道尺调整钢轨超高时，测量梁端伸缩装置上左右钢轨的超高，根据测量值与预设值的高程差值，将整个轨排临时顶升相应高程数值，以使得左、右钢轨轨顶面达到高程预设值；

方法还包括：在钢轨超高初步调整后，将梁端伸缩装置与梁缝的梁端焊接固定。可防止在浇筑道床混凝土时伸缩装置整体以及左、右轨超高发生变化。梁端伸缩装置与梁缝的焊接可采用镀锌扁铁，对轨排进行整体顶升可采用门式支撑杆。

所述预设精调误差为，梁端伸缩装置的纵向位置以及横向位置与设计位置之间的误差不超过±1mm。

所述对钢轨高程和曲线进行调整为，在梁端伸缩装置精调定位后，调整轨道高程，然后利用弦长计算公式计算曲线正矢，再测量实际曲线正矢，根据曲线正矢的计算值与测量值的误差进行曲线调整；

重复梁端伸缩装置精调定位、高程调整和曲线调整，使得钢轨曲线满足设计要求，此时即可实现轨道与大桥的平顺对接。

实施例3

以下用一具体应用例进行安装结构及调节方法的说明。参考图1的应用例，某地平竖曲线段线路桥缝为800mm，规划轨道线路处于半径为2000m的曲线上，并且该段曲线还处于半径为3550m的竖曲线上。

利用本发明进行安装结构的设计如图1，梁端伸缩装置包括12根钢枕①-⑫，其中3根钢枕⑤-⑦悬空于梁缝上方。钢轨伸缩调节器的基本轨朝向引桥侧，尖轨朝向主桥侧，基本轨的钢轨连接两端伸缩装置的钢枕，梁端伸缩装置的主桥侧外侧有连接基本轨的3根轨枕1＃-3＃，该三根轨枕采用b型枕，4＃-21#轨枕采用a型枕，尖轨根端的22#轨枕采用b型枕。

调节方法包括以下步骤：

第一步：梁端伸缩装置及钢轨伸缩调节器一体化设备组装步骤

1、钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置属于一体化设备，首先将现场混凝土梁面进行凿毛及清理；

2、将梁端伸缩装置运至大梁缝处，利用50t吊车进行吊装就位（初步就位），中线偏位及设备前后保证与设计误差不超过20mm；

3、利用4个10t千斤顶将梁端伸缩装置顶起至设计标高，先调中线，保证梁端伸缩装置中线与设计相符，接着进行前后位置调整，保证梁端伸缩装置中线偏位及前后偏差在设计允许范围之内；

4、将梁端伸缩装置采用钢轨支撑架进行前后左右固定，拆除梁端伸缩装置上的工具轨，将钢轨伸缩调节器的钢轨与梁端伸缩装置进行连接。注意：连接时钢轨伸缩调节器的尖轨位置，防止放反（调节器基本轨在引桥端，尖轨在主桥端）。同时1#-3#枕的轨撑和轨底的临时塞片要移除，保证安装后伸缩钢轨伸缩调节器和梁端伸缩装置可以一起滑动。

第二步：组装过程中的粗调

1、钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置连接完成后，重新复测钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置一体化设备的中线偏位和前后位置。误差不超过±5mm。

2、将钢轨支撑架与钢轨进行连接，按照之前线路基标放样加密基标5m点位置的标高来调整轨道高度。通过钢轨支撑架的丝杆来调节高度，支撑架的轨卡螺栓调整轨距，用万能道尺来调整超高。调整顺序为先调水平，再调轨距，最后调超高。

第三步：轨道精调

调整梁端伸缩装置的位置，由于钢轨伸缩调节器与梁端伸缩装置通过①-④钢枕连接（⑤-12钢枕属于可滑动钢枕），所以要精确定位梁端伸缩装置的位置。误差不超过±1mm。定位后用钢尺测量④-⑧钢枕，两根钢枕枕边距离道床边130mm，道床边距离大梁缝边缘为250mm。误差不超过±1mm。

2、12钢枕至4#枕中心间距为2400mm，误差不超过±10mm。

3、待钢轨伸缩调节器与梁端伸缩装置精确定位完成后，重新检查各个部件的螺栓扭矩，保证在设计范围之内。

4、由于钢轨伸缩调节器与梁端伸缩装置一体化设备设计在半径为2000m的曲线上，因此设计调节器范围内的正矢最大为5.9mm，最大超高为53mm。钢轨伸缩调节器1#～22#轨枕采用扇形布置，保证轨枕间距均匀方正，线型平顺。

5、调整基本轨位置，使梁端伸缩装置伸缩量和钢轨伸缩调节器的伸缩量保持同步并相同，保证同步伸缩。

6、梁端伸缩装置线型调整时需要调整①-④枕480x大阻力扣件和⑧-12枕可滑动扣件上的调整垫片。同时出厂时使用11-11mm的偏心套，后期轨距调整可以使用调整偏心套来精调轨距，轨距的最大调整量为±40mm。

第四步：轨道坡度调整

由于钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置处于半径为2000m的曲线上，并且该段曲线还处于半径为3550m的竖曲线上。这样的带缓和曲线和竖曲线的设计线性对轨道调节提出了超高的要求，在这个地方的顺坡和调整尤为重要，主要分为一下几点：

首先通过勘测院移交的控制点（平面和高程）和联测合格后放样梁端伸缩装置的位置，在旁边（5米之内）加密高程控制点精确控制高程，以保证线路及调节器与大桥的完美结合。

吊车吊装以放样中线位置误差20mm以内为准。在找出抬枕装置的中心位置在上面做好标记后。在用全站仪精确调整梁端伸缩中线位置和线路中线位置，重合误差为0。

位置定位以后再调整高程。由于梁端伸缩是一个整体，起道困难，需要千斤顶配和误差±1mm保证线路的平顺。高程完成后再用弦长计算公式计算曲线正矢（缓和曲线每个点都不一样），在精确量出每个点正矢，按照误差为”0”来控制线路的线性保证曲线的圆顺。这样反复的中线高程曲线的调整保证各项误差（正矢除外）都是在±1mm。

以上通过实现钢轨伸缩调节器及梁端伸缩装置的一体化安装调试，能够解决轨道通过大梁缝处的安全稳定问题，以及桥梁的温度变化对轨道伸缩的影响问题，可满足乘车舒适的要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。