大跨度钢梁桥明桥面合成轨枕轨道施工技术探讨

禹 威

（中铁二十五局集团第一工程有限公司，广东广州 510400）

1 工程概况

朝天门大桥位于重庆南岸区，为双层结构，上层双向六车道已经通车，下层是双向地铁轨道。区间全长1 741 m，朝天门大桥全长构成由南、北引桥和主桥共同构成。主桥为钢桁架系杆拱桥，主桥跨径布置为（190+552+190）m的连续拱桥。根据设计要求，朝天门特大桥环线轨道工程主桥采用明桥面合成轨枕进行施工。

2 施工难点分析

2.1 安装精度要求高

钢轨采用60 kg/m、U75V、25 m的标准长热轧钢轨，全线铺设长钢轨无缝线路；合成轨枕由硬质发泡聚氨树脂以及玻璃纤维聚合而成，设计尺寸型号需要根据现场测量数据再行确定，每根轨枕单独编号；SD-4型扣件与轨枕的联结方式为4根螺纹道钉与轨枕联结；轨枕与桥梁纵梁连接部件为勾螺栓。

2.2 施工定位放线精度要求高、难度大

施工测量、基标测设是轨道铺设的基准，尤其是基标测设的精度将直接影响轨道铺设的施工质量，施工前的测量放线是保证线路平顺度的关键。朝天门特大桥的测量困难，受上部行车以及气候环境温度影响，顺利完成测量工作是重中之重。

2.3 安全风险高

朝天门特大桥为明桥面结构，施工过程仅能利用钢桥横梁、纵梁作为施工平台，存在高处坠落、物体打击、触电、起重伤害等安全隐患。

2.4 安全环保要求高

朝天门位于重庆渝中区渝中半岛的嘉陵江与长江交汇处，桥下是南滨路、北滨路等交通要道。施工期间对安全、环保要求高，轨道施工过程中必须最大限度控制、预防安全隐患和环境污染，加强对施工区域的环境保护。

3 明桥面合成轨枕技术研究重点

针对大桥的外部环境、设计参数等，通过现场实践、验证修正相关技术参数；根据现场实际情况，选用最符合现场要求的合成轨枕加工工艺、尺寸、开槽等参数；优化轨道施工工艺流程，将上层行车震动、钢桥挠度变化、行车活载、桥梁横风等影响降到最低，确保轨道运行具有良好的稳定性及平稳性。

（1）重视材料的选择与加工。

重庆轨道交通环线为重庆市重要市内出行线路，预计客流量较大，为降低行车造成的噪声及振动，提高出行的舒适度，材料选用及细节处理尤为重要，需要重视研究钢梁与合成轨枕结合处密贴及紧固、合成轨枕弯曲弹性模量、合成轨枕与钢结构连接部位细节处理等方面的工艺与技术。

（2）动态测量精度控制。

朝天门特大桥主桥长932 m，受上层行车、桥梁横风、测量视距、明桥面无作业平台等影响，测量难度大、精度难以保证。精确的测量数据和严密的现场求证，才能确定每根轨枕的位置、高度、开槽位置、开孔位置的准确性。

（3）优化施工工艺。

朝天门特大桥轨道施工工艺的优化是确保线路平顺度的先决条件。受钢梁桥挠度、钢桥跨度、行车荷载、施工荷载、钢梁温缩等影响，线路纵向平顺度较困难，且受现场条件制约，后期精调难度大，对枕木寿命影响大。需要优化施工工艺，在施工过程注重控制轨道精度，确保轨道调整量高程不大于[-5 mm，2 mm]，水平方向偏差不大于2 mm。

（4）技术含量高，工艺复杂。

朝天门特大桥合成轨枕施工，首先确保合成轨枕与钢梁的匹配，使用钩头螺栓连接，再进行轨枕铺设、连接钢板安装、线路线形定位、扣件钢轨安装、梁端伸缩装置安装、钢轨伸缩调节器安装、防脱护轨安装、步行板安装等工序；最终要求行车线路平顺、稳定。

4 主要施工测量方案

根据多次上桥进行测量试验，朝天门大桥现场测量初步确定使用两种方法同步进行，两种方法采用的起算点与闭合点均为固定相同的点位，测量点位全部相同，具有可比性与追溯性。

（1）使用电子水准仪进行高程测量，在明桥面两侧引桥上布设高程转点，间距50 m，从小里程到大里程再到小里程测量闭合圈，确保点位精度。

（2）使用TS30全站仪进行三角高程测量，利用勘测院布设的精密导线点进行后视测量，再使用正倒镜的测量方法减少距离和角度产生的偏差；仪器架设在明桥面两侧引桥上，使用仪器的ATR锁定跟踪测量功能，最大限度降低行车等对测量精度的影响。

控制要点：现场全站仪测量使用正倒镜的测量方法减少距离和角度产生的偏差；仪器架设在明桥面两侧引桥上，使用仪器的ATR锁定跟踪测量功能，最大限度降低行车等对测量精度的影响；使用多次测量数据进行横向比较，使用横梁数据与纵梁数据进行纵向比较，尽量减少因桥梁行车、温度变化、视距过长造成的误差，最终数据与设计线路进行拟合，再进行调线调坡设计，根据最后线路反算轨枕高度，确保测量数据的精准可靠。

5 施工方法及控制要点

朝天门特大桥明桥道床结构包括合成轨枕、钩头螺栓、60 kg/m钢轨、SD-4型扣件、连接钢板、防脱护轨、梁端伸缩调节器、钢轨伸缩调节器等。钢轨采用60 kg/m、U75V、25 m标准长热轧钢轨，全线铺设长钢轨无缝线路；合成轨枕由硬质发泡聚氨树脂以及玻璃纤维聚合而成，轨枕长度均为3 000 mm；SD-4型扣件与轨枕的联结方式为4根螺纹道钉与轨枕联结；轨枕与桥梁纵梁连接部件为勾螺栓。

5.1 轨枕散布

合成轨枕生产厂家根据提供的数据进行合成轨枕生产，严格按照编号进行轨枕尺寸、开孔位置、开槽深度加工，运输至现场后摆放至指定位置；现场使用小随车吊配合人工进行轨枕运输，摆放至编号位置前应逐根检查合成轨枕尺寸、外观、槽口情况等。

控制要点：严格按照轨枕编号进行轨枕散布，在合成轨枕钩头螺栓安装前，必须确保轨枕间距准确、轨枕位置准确、轨枕下部开孔与桥梁螺帽位置对应，如遇到轨枕超厚，应打磨完成后再进行安装。

5.2 连接钢板安装

朝天门特大桥全桥采用连接钢板进行整体加固，使用连接钢板与螺栓连接合成轨枕，连接钢板尺寸为厚20 mm、宽100 mm；连接钢板长度尺寸严格按照现场测量数据进行加工，钢板钻孔可加工成椭圆形，防止现场出现位置冲突。

控制要点：连接钢板安装前需要对合成轨枕进行钻孔处理，钻孔位置应根据连接钢板孔位进行调整；连接钢板进场应根据长度尺寸分类，防止错用。

5.3 扣件钢轨安装

朝天门特大桥钢轨扣件吊装采用机械加人工配合方式。利用朝天门特大桥明桥面两侧引桥为作业运输通道，按照规定位置将扣件、钢轨等材料进行摆放，使用小型汽车吊转吊至正线明桥面范围，进行人工铺设。

控制要点：扣件摆放完成后，先临时固定部分扣件，不可直接进行螺旋道钉钻孔作业，待钢轨铺设完成后，全桥进行线路精调后再进行钻孔打入道钉；综合考虑全桥节段，至少进行3次全桥精调。第一次进行全桥线形与设计线形对比，找出偏差较大部分进行调整；第二次在不同时段不同温度情况下进行，降低温度变化导致桥梁伸缩造成的影响；第三次全桥精调应综合考虑桥梁竖曲线之间的衔接，确保线路运行平稳。全桥线形调整完成后安装扣件螺旋道钉，钻孔时保证其垂直度及深度，清理干净后再扭入螺旋道钉，大桥两端待安装梁端伸缩调节器后再进行道钉钻孔。

5.4 梁端伸缩调节器安装

梁端伸缩调节器安装于大桥伸缩缝处，伸缩装置设计位移量为±480 mm；调节器安装使用轨道车运输至现场，随车吊配合人工进行安装；梁端伸缩调节器出厂前应进行场内试拼，确定尺寸数据，特别注意整体高度、螺丝孔位置。施工流程为基标设置（钢板埋设）、伸缩装置吊运、伸缩装置粗调、伸缩装置精调（伸缩器前后各50 m）、综合安装固定。

控制重点：梁端伸缩调节器安装前需按照不同温度、不同时段进行梁缝监测，对比梁缝宽度变化数据确定最大伸缩范围；伸缩调节器安装时，注意安装的温度和零点设置，必须根据施工时的温度计算好初始伸缩量，调整到位后再进行安装；梁端伸缩调节器安装必须注意滑动扣件的扭矩问题，严格按照设计扭矩安装螺栓，原则上可滑动区域螺栓不可太紧；梁端伸缩调节器前后50～100 m必须联测，以防调动量超出范围；完成后应注意伸缩器运行状况，记录滑动变化，上油脂保护。

5.5 钢轨伸缩调节器与防脱护轨安装

钢轨伸缩调节器安装使用小型吊车配合人工进行，吊装过程中应注意成品保护；生产前加强与设计人员、厂家的联系，跟踪生产进度及尺寸数据，进场前进行厂内试拼装；钢轨伸缩调节器运输进入现场前应确定好尖轨朝向，以防现场转向。防脱护轨安装较为简单，应注意提前进行现场调查，标记出安装防脱护轨区域，特别注意是单侧安装还是双侧安装；需要提前统计现场信号计轴器的实际位置，断开防脱护轨，增加弯折段数量及改变部分护轨长度。

控制重点：加强梁端伸缩装置、钢轨伸缩调节器、防脱护轨厂家之间的沟通，防止现场安装过程出现不可逆冲突；钢轨伸缩调节器尖轨位置必须密贴，施工过程应使调节器保持尖轨锁定、基本轨可伸缩状态，防止尖轨爬行或基本轨异常伸缩。

6 结语

朝天门钢梁桥合成轨枕施工是轨道工程在大跨度钢梁桥上的成功应用，通过技术研究及现场实践，克服了钢桥铺轨受制因素多、环境复杂、精度要求高、工期短等难题，特别是在大跨度钢结构明桥面无作业平台、桥面横风、公轨钢桥挠度变化频繁、安全风险高等难题方面，提供了有效的施工经验。通过该技术的实施，有效降低了轨道结构重量，减少了行车噪声和振动，明显提高了列车运行的平稳性及舒适性。本次朝天门钢梁桥合成轨枕轨道施工技术的研究为以后类似的钢桥铺轨提供了可借鉴的成功经验。