一种轻型铁路轨道的施工方法与流程

1.本申请涉及铁路轨道施工技术领域，特别涉及一种轻型铁路轨道的施工方法。


背景技术：

2.为了响应高速铁路的发展号召，业内采用无砟式轨道替换传统的“钢轨+轨枕+道砟”结构，其中，无砟式轨道多采用“钢轨+轨道板+封闭混凝土+槽型混凝土底座”结构。
3.但是，在这类无砟式轨道中，轨道板为预制的混凝土板，其受力性能和耐久性能均不能直接满足要求，故而还需要配设有预应力钢束，且这类轨道板采用混凝土板和预应力钢束的组合，还存在自重大、容易开裂的弊端。且当轨道板使用时间较长后，还可能会发生预应力钢束松弛的问题，也存在一定程度的施工安全隐患。
4.同时，常规的轨道采用普通的混凝土板时，混凝土板与与基座之间的砂浆层厚度较薄，当砂浆中出现气泡时，也容易对整个轨道的质量产生较大的不佳影响。


技术实现要素：

5.本申请实施例提供一种轻型铁路轨道的施工方法，以解决相关技术中轨道板中的预应力钢束松弛和施工质量不佳的缺陷。
6.本申请实施例提供了一种轻型铁路轨道的施工方法，所述施工方法包括步骤：
7.预制至少一个轻型铁路轨道板结构，所述轨道板结构包括两个间隔设置的支撑纵肋、横置在两个所述支撑纵肋上的钢面板和铺设在所述钢面板上的超高性能混凝土层，所述支撑纵肋均沿铁路轨道方向设置，所述支撑纵肋上开设有至少一个流通孔，所述超高性能混凝土层通过固设在所述钢面板上的连接组件与所述钢面板相连，所述超高性能混凝土层上开设有至少一个灌注孔，同时，所述灌注孔与所述流通孔连通并形成一个通道；
8.起吊所述轨道板结构于铁路轨道的底座上；
9.安装钢模板在所述轨道板结构的周侧，以使所述钢模板、所述底座与所述轨道板结构共同形成一个可供混凝土砂浆填充的空间；
10.现浇所述混凝土砂浆，所述混凝土砂浆从所述灌注孔中浇注入所述空间，并经所述流通孔布满所述空间，形成混凝土砂浆层。
11.一些实施例中，所述连接组件包括：
12.两个间隔分布的钢板组，所述钢板组包括多个沿铁路轨道方向间隔分布的钢板，所述钢板的底部固连于所述钢面板上，顶部开设有多个间隔分布的开口槽；
13.若干个剪力钉，所述剪力钉竖直设置在所述钢面板上；
14.单层的钢筋网，包括多个横向钢筋和多个纵向钢筋，所述横向钢筋与所述纵向钢筋纵横交错布置，所述开口槽中通长放置有所述横向钢筋。
15.一些实施例中，所述钢板位于所述支撑纵肋的正上方。
16.一些实施例中，所述开口槽包括圆形通孔和该圆形通孔上方的开口，所述开口与所述圆形通孔导通，且所述开口的口径小于所述圆形通孔的直径。
17.一些实施例中，所述超高性能混凝土层包括钢纤维，且所述钢纤维的长度不超过12mm；同时，所述开口的口径大于所述横向钢筋直径2～4mm，所述圆形通孔的孔径为25～35mm。
18.一些实施例中，所述支撑纵肋上还开设有多个抗剪孔，所述抗剪孔的孔径小于所述流通孔。
19.一些实施例中，所述流通孔的数量为多个，且一个所述支撑纵肋上的所述抗剪孔的数量高于所述流通孔的数量，多个所述流通孔和多个所述抗剪孔在所述支撑纵肋上沿铁路轨道方向均布。
20.一些实施例中，所述抗剪孔的孔径为20～40mm，沿铁路轨道方向的间距为150～300mm；所述流通孔的孔径为45～90mm，沿铁路轨道方向的间距为500～1500mm。
21.一些实施例中，还包括：
22.两个间隔设置的承轨台组，所述承轨台组设于所述超高性能混凝土层上，所述承轨台组包括沿铁路轨道方向间隔分布的多个承轨台，且所述承轨台位于所述支撑纵肋的正上方。
23.本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：该方法易于实施，降低起吊轨道板结构的设备的要求，提高整体施工效率，减小砂浆中的气泡对铁路轨道的不良影响，有效提高铁路轨道的使用寿命。
24.本申请实施例提供了一种轻型铁路轨道的施工方法，在该施工方法中，通过改进轨道板结构，使得轨道板结构为超高性能混凝土和钢材结构的组合型，轨道板结构包括支撑纵肋、钢面板、超高性能混凝土层，在钢面板的上下侧分别设有超高性能混凝土层和支撑纵肋，钢面板和支撑纵肋形成一个钢结构，并与超高性能混凝土组合形成轨道板结构，提高受力性能和耐久性能，降低后期病害的概率，相较于常规的混凝土结构制成的轨道板来说，超高性能混凝土层的厚度更薄，故而自重更小，抗拉性能高，也能够有效缓解开裂的问题；同时，该方法易于实施，降低起吊轨道板结构的设备的要求，提高整体施工效率，减小砂浆中的气泡对铁路轨道的不良影响，有效提高铁路轨道的使用寿命。
附图说明
25.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本申请实施例提供的一种轻型铁路轨道板结构(超高性能混凝土层部分施工)的示意图；
27.图2为本申请实施例提供的一种轻型铁路轨道板结构的示意图；
28.图中：1、支撑纵肋；11、流通孔；12、抗剪孔；2、钢面板；3、超高性能混凝土层；31、灌注孔；41、钢板；42、开口槽；421、圆形通孔；422、开口；43、剪力钉；44、钢筋网；441、横向钢筋；442、纵向钢筋；5、承轨台。
具体实施方式
29.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
30.本申请实施例提供了一种轻型铁路轨道板结构，该方法易于实施，降低起吊轨道板结构的设备的要求，提高整体施工效率，减小砂浆中的气泡对铁路轨道的不良影响，有效提高铁路轨道的使用寿命。
31.本申请实施例提供了本申请实施例提供了一种轻型铁路轨道的施工方法，所述施工方法包括步骤：
32.预制至少一个轻型铁路轨道板结构，如图1所示，所述轨道板结构包括两个间隔设置的支撑纵肋1、横置在两个所述支撑纵肋1上的钢面板2和铺设在所述钢面板2上的超高性能混凝土层3，所述支撑纵肋1均沿铁路轨道方向设置，所述支撑纵肋1上开设有至少一个流通孔11，所述超高性能混凝土层3通过固设在所述钢面板2上的连接组件与所述钢面板2相连，所述超高性能混凝土层3上开设有至少一个灌注孔31，同时，所述灌注孔31与所述流通孔11连通并形成一个通道；
33.起吊所述轨道板结构于铁路轨道的底座上；
34.安装钢模板在所述轨道板结构的周侧，以使所述钢模板、所述底座与所述轨道板结构共同形成一个可供混凝土砂浆填充的空间；
35.现浇所述混凝土砂浆，所述混凝土砂浆从所述灌注孔31中浇注入所述空间，并经所述流通孔11布满所述空间，形成混凝土砂浆层。
36.常规的铁路轨道板结构为混凝土层的底部具有多个凸部，该凸部的厚度小，而该凸部的厚度与混凝土砂浆层的厚度相近，当混凝土砂浆层中出现气泡时，对于混凝土砂浆层质量的影响明显，且混凝土层的厚度可以视为整个铁路轨道板结构的厚度，普通混凝土的抗拉性能较差，也容易出现混凝土开裂的现象，因此常规的铁路轨道板结构还需要预埋预应力钢束，而预应力钢束在常规的轨道板使用较长时间后，还可能导致预应力松弛而降低受力性能，比如抗拉性能。
37.与常规的轨道板结构相比，本实施中的轨道板结构，一方面轨道板结构无需设置预应力钢束，降低了轨道板结构的制造难度，另一方面，采用超高性能混凝土与钢结构的组合，能够大幅度降低结构自重，改善受力性能，提高结构耐久性。
38.轨道板结构包括支撑纵肋1、钢面板2、超高性能混凝土层3，在钢面板2的上下侧分别设有超高性能混凝土层3和支撑纵肋1，钢面板2和支撑纵肋1形成一个钢结构，并与超高性能混凝土组合形成轨道板结构，能够提高受力性能，也即抗拉性能，能够有效缓解开裂的问题，无需另行设置预应力钢束，有利于降低施工耗材；其次，超高性能混凝土表面致密，一些腐蚀性因素很难进入到结构内部，故而耐久性能好，降低后期病害的概率；再次，相较于常规的混凝土结构制成的轨道板来说，超高性能混凝土层的厚度更薄，自重更小，降低施工过程中的对起重设施和运输设施的要求，在后期安装在基座上的定位也更省力和速率快一些；最后，该轨道板结构相较于普通混凝土轨道板重量轻，承载能力高，能够单位面积内存放更多的轨道板结构，降低预制工厂的存放空间需求。
39.进一步地，所述连接组件包括：
40.两个间隔分布的钢板组，所述钢板组包括多个沿铁路轨道方向间隔分布的钢板41，所述钢板41的底部固连于所述钢面板2上，顶部开设有多个间隔分布的开口槽42；
41.若干个剪力钉43，所述剪力钉43竖直设置在所述钢面板2上；
42.单层的钢筋网44，包括多个横向钢筋441和多个纵向钢筋442，所述横向钢筋441与所述纵向钢筋442纵横交错布置，所述开口槽42中通长放置有所述横向钢筋。
43.在本实施例中，在钢面板2上设置两个钢板组和若干个剪力钉43，所述钢面板2的厚度为8～16mm，所述钢板组中的多个沿铁路轨道方向间隔分布的钢板41上均开设有多个开口槽42，该开口槽42可供一个横向钢筋441放置，该横向钢筋441与所述钢板41形成pbl剪力键构造，有效可靠地连接钢面板2和超高性能混凝土层3，还能够承受轨道板结构的整体受力产生的剪力，提高轨道板结构的整体刚度，改善轨道板结构的整体受力性能，且钢面板2上的剪力钉43能够提升轨道板结构的的局部刚度；同时，采用超高性能混凝土作为钢面板2上的铺装部分，能够设置单层的钢筋网44，既能够使得超高性能混凝土层3的厚度较薄，也能够保证轨道板结构的受力性能满足要求，故轨道板结构自重更轻，降低施工过程中的对起重设施的要求。其中，轨道板结构在施工时，采用起重设备起吊轨道板结构，若轨道板结构自重大，则需要适配较大规格的起重设备，增加了施工成本。
44.在本实施例中，每个所述钢板组中的多个钢板采用带有开口槽42的钢板41，能够解决铺设钢筋网44时穿孔难的问题，同时，多个沿铁路轨道方向间隔分布的钢板41能够有效避免长条的钢板焊接固定变形引起的开口槽42的位置偏移，方便钢筋网44的通长布置，施工更为便利。
45.在本实施例中，所述横向钢筋441和纵向钢筋442纵横交错布置，且在超高性能混凝土层3中设置仅一层的钢筋网44即可满足设计要求，且结构简单，铺设效率高。若采用普通的钢纤维混凝土，由于其强度较低，不得不提高配筋含量来增加抗裂性能和预应力钢束，那么当轨道板结构中的混凝土凝固后还需要对预应力钢束进行切割，增加成本。
46.同时，横向钢筋441包括穿设在钢板41中的钢筋和该钢筋之间的横向布置的钢筋，相邻的两个横向钢筋441的间距为150～250mm，直径为8～12mm，且相邻的两个纵向钢筋442的间距为150～250mm，直径为8～12mm。
47.更进一步地，所述剪力钉43阵列分布在两个钢板组之间，且沿铁路轨道方向间隔的距离为100～500mm，剪力钉43为为圆柱头焊钉，是柔性剪力键，其剪切力较为薄弱，主要改善轨道板结构的局部力学性能，那么纵横有序布置所述剪力钉43一方面能够快速施工，另一方面也可以有序改善局部受力。
48.再进一步地，所述剪力钉43与所述钢板41的高度相同。在本实施例中，所述剪力钉43的高度为45～60mm，直径可以选用13、16、19mm。
49.且两个钢板组之间设置剪力钉43，能够使得轨道板结构在整体上和局部上的受力性能优良，无需将的超高性能混凝土层内部结构设计紧密即可达到设计要求，减少了施工耗材，提高了经济效益。
50.进一步地，所述钢板41位于所述支撑纵肋1的正上方，提高轨道板结构整体支撑能力。
51.进一步地，所述开口槽42包括圆形通孔421和该圆形通孔421上方的开口422，所述
开口422与所述圆形通孔421导通，且所述开口422的口径小于所述圆形通孔421的直径。
52.在本实施例中，所述圆形通孔421上还开有开口422，便于横向钢筋441穿设在沿横桥向布置的多个钢板41上，能够快速施工使得钢板41和横向钢筋441形成pbl剪力键，整体传力性能更为可靠。
53.优选地，所述超高性能混凝土层3包括钢纤维，且所述钢纤维的长度不超过12mm；同时，所述开口422的口径大于所述横向钢筋441直径2～4mm，所述圆形通孔421的孔径为25～35mm。
54.进一步地，所述钢板41的厚度为8～12mm，高度为45～60mm，长度为250～450mm。
55.本实施例中，在超高性能混凝土中的钢纤维长度不超过12mm时，钢纤维能够与横向钢筋441和所述钢板41上的开口槽42的尺寸匹配，同时，所述圆形通孔421的孔径为25～35mm，开口422的口径大于横向钢筋441的直径2～4mm，圆形通孔421的孔间距为150～250mm，以使得超高性能混凝土层3满足轨道板结构的密实性，确定轨道板结构具备良好的力学性能。
56.进一步地，所述超高性能混凝土层3的厚度为60～100mm，在这一厚度下，轨道板结构也能符合设计要求。为了确保超高性能混凝土层3在轨道板结构中的质量满足结构受力性能要求，采用扩展性600mm以上、抗压强度100mpa以上、抗折强度20mpa以上且具有免蒸养特性的超高性能混凝土。
57.优选地，所述支撑纵肋1上还开设有多个抗剪孔12，所述抗剪孔12的孔径小于所述流通孔11。在本实施例中，所述抗剪孔12可供从灌注孔31流入的混凝土砂浆穿过，提高支撑纵肋1与该支撑纵肋1外的混凝土砂浆的连接可靠性，且孔径更大的流通孔11能够使得两个支撑纵肋1之间的混凝土砂浆正常地流至两个支撑纵肋1外。
58.进一步地，所述流通孔11的数量为多个，且一个所述支撑纵肋1上的所述抗剪孔12的数量高于所述流通孔11的数量，多个所述流通孔11和多个所述抗剪孔12在所述支撑纵肋1上沿铁路轨道方向均布。
59.更进一步地，所述抗剪孔12的孔径为20～40mm，沿铁路轨道方向的间距为150～300mm；所述流通孔11的孔径为45～90mm，沿铁路轨道方向的间距为500～1500mm。且所述灌注孔31、流通孔11、抗剪孔12在后续的工艺中均可供混凝土砂浆凝固形成一个混凝土砂浆柱，以加强轻型铁路轨道板结的可靠连接。
60.如图2所示，进一步地，还包括：
61.两个间隔设置的承轨台组，所述承轨台组设于所述超高性能混凝土层3上，所述承轨台组包括沿铁路轨道方向间隔分布的多个承轨台5，且所述承轨台5位于所述支撑纵肋1的正上方。
62.在本实施例中，所述承轨台5、钢板41和支撑纵肋1大致在同一竖直面上，且所述支撑纵肋1的厚度为8～12mm，高度为50～100mm，并通常布置。支撑纵肋1具备一定的高度，该高度为混凝土砂浆层的大致厚度，相较于常规混凝土板下的混凝土砂浆层来说，本实施例的混凝土砂浆层明显厚于常规的，假使混凝土砂浆层中出现了少部分的气泡，对于整个厚度较厚的混凝土砂浆层来说，影响不大，且过于单薄的混凝土砂浆层也容易出现浇灌不密实的缺陷。
63.进一步地，在浇注超高性能混凝土的过程中，还进行振捣整平操作，保证超高性能
混凝土层3密实无孔洞，并及时收面抹平，覆盖养生薄膜，保湿养护。
64.在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
65.需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。