地铁钢弹簧浮置板道床施工工艺研究

地铁钢弹簧浮置板道床施工工艺研究

摘要：钢弹簧浮置板道床应用在地铁领域，具有重大意义。首先介绍了钢弹簧浮置板道床的定义及优势，然后分析了其施工要点，并结合实例总结了其中存在的不足。最后针对不足提出了一些对策。

关键词：钢弹簧浮置板道床；隔振器；应急对策

0 引言

随着城市人口的饱和，交通愈发拥挤，为缓解交通现状，地下空间资源得到了充分利用。地铁在此背景下诞生并迅速发展起来，因具有速度快、运量大、污染轻、舒适安全等诸多优势，成了当前最主要的交通形式之一。地铁有其专用轨道，在运行中常会因振动而发出大量噪音，对周围居民生活及环境十分不利。道床起着传递分散荷载、固定轨枕的作用，是地铁系统中的基础部分，在不断探索研究中，钢弹簧浮置板道床的应用越来越多，起到了良好的减震降噪效果。

1 钢弹簧浮置板道床

钢弹簧浮置板轨道结构在减振方面颇具优势，最早由德国研发出来，包括钢弹簧减振器、道床板、钢轨、密封条、剪力铰等部件。将具有一定质量和强度的混凝土道床板浮置于钢弹簧隔振器上，距离基础垫层顶面30mm—40mm，组成质量—弹簧—隔震系统。因列车在行驶中会产生剧烈振动，因此通过在轨道基础和浮置板道床之间安装线性隔振器的方法，以减少振动量。隔振器主要由螺旋钢弹簧、黏质阻尼构成，可将上面传递的荷载进行吸收、调整，实现隔震减噪。

该道床结构由螺旋弹簧支撑，剪力铰负责浮置板之间的连接，具有诸多优势。如使用寿命较长，如无重大损伤至少可用30年；具有较好的隔震效果，可降低噪音达40分贝；更换时无需列车停止；固定性强，水平方向位移小；如因沉降形成高度差，可对钢板厚度加以调整，以解决此问题。然而，该结构的实际施工较为复杂，工作量大、具有一定难度，施工周期较长。施工时通常采用预铺方式，先浇筑基础垫层，然后开展浮置板道床的施工。

2 地铁钢弹簧浮置板道床施工要点

2.1 基底混凝土施工

该环节是基础共作，应加强重视。先在隧道基底混凝土表面进行凿毛，以提高施工面的牢固性。按照工程要求精确设置隔振器的位置，并合理预留排水沟，确保排水畅通。道床的标高十分关键，应将其严格控制在规定的范围内，隔振器的平整度误差不得超过2mm/m。

2.2 轨排架设工作

在施工中，关于轨排的架设吊装，通常依靠龙门吊协助完成。轨排架设多沿轨排纵向分布，间距以2.5m 为佳。作为轨排架设的基础，支撑架可对轨道所处状态加以调整，应进行合理的选择安装。下承式轨排支撑架较为常见，与减振器或扣件相抵触时，可对间距进行适当的调整。设置横梁高度时，应考虑到如何拆除支撑架以及轨下净空等因素。

2.3 隔振器和钢筋的安装

轨道基础和浮置板之间应设置隔离层，通常用两层塑料薄膜代替，铺设工作应在埋设钢筋前完成。浮置板内的钢筋铺设工作多在轨排初调后开始，且采用洞内绑扎焊接、洞外下料加工的方式。埋设减振器时应确保位置的精确度，并将连接端子引出。板与板之间依靠电缆线或连接板进行连接，然后与线路整体迷流系统相连。

2.4 混凝土浇筑

在模板制作安装完成后，调整轨排的精确度，而后开始混凝土的浇筑工作。可由运输车直接往泵送斗卸料，通过输送泵将混凝土运至浇筑点。在外套筒上边缘进行浇筑，需将轨道

高程降低30mm左右。浇筑工作尤为关键，禁止与钢轨发生碰撞，浇筑振捣时振捣工具不得和钢筋及减振器相碰。当混凝土强度达到规定值时，可将模板和钢轨支撑架拆除。

2.5 钢弹簧浮置板道床顶升

混凝土养护工作结束后，可开展顶升工作。先打开隔振器外套筒的盖板，依次放入防土盖，利用小液压顶顶下压弹簧组顶升，然后放入刚垫片进行定位。顶升设备采用总控液压顶升设备，每块浮置板布置4个动程一致的小液压顶。顶升高度通常为30mm，且分4轮进行，在顶升结束后，需再次对浮置板的高度进行调整。在隔振器内安装锁紧安全板，并将外套筒盖板盖上。

2.6 密封工作

在混凝土质量合格后，需将杂物进行彻底清理，并开展密封工作，即安装橡胶密封条。位置在浮置板左右两侧与隧道主体结构的交界处，确保密封性符合要求，在运行中不会轻易掉落。

3 地铁钢弹簧浮置板道床在实际应用中存在的问题

某地铁#8某段工程为K12 ＋ 80——K12 ＋ 300采用的是钢弹簧浮置板道床，由于设计存在不合理之处，在检查维修中，伤损钢轨更换不便，容易引起安全事故。其中存在的问题主要有以下几方面：

3.1 排水不畅

在设计排水沟时，初步设计为直径为220mm的半圆形，但实际施工却成了深60mm、宽200mm的半椭圆形。以至于断面不足，且有部分杂物堆积，阻碍了道床排水。中心排水沟的疏通孔较小，加大了疏通困难。在冲洗时若浮置板轨道位于坡道下段，排水孔极易被污水堵塞，使得隔振器被浸泡其中。

3.2 承轨槽空间狭隘

钢轨槽的深度为200mm，轨内侧与道心道床面边缘相距220mm，轨外侧与路肩道床面边缘相距310mm。锯断钢轨和轨腰钻孔的作业空间较小，对钢轨的应急加固处理形成阻碍。另外，轨底和承轨槽道床面相距50mm，一旦遇到紧急情况，难以完成紧急救援。

3.3 隔振器设置不合理

因轨道末端道床处的排水不能流入集水井，需另外开槽并增设水泵，容易长期浸泡浮置板道床，影响到隔振器的质量。同时，隔振器安放于钢轨底部，不利于维修保护工作。在发现故障进行更换时，需要将轨道无缝线路进行解体。

3.4 道床道心混凝土面过高

此工程中，道床面只比钢轨轨面低20mm，加上施工精度较低，致使部分低段的道床面与钢轨处于同一高度，在钢轨正常磨损后易造成侵限。隔振器盖板与钢轨底部只有42mm，且钢盖板和内筒体是由螺栓负责连接的，在实际运行中螺栓易滑落。若螺栓冒起和钢轨相连，可能会将钢轨烧毁。

4 钢轨伤损应急对策

2013年6月，K12 ＋ 120——K12 ＋ 200段工程，浮置板道床钢轨焊接缝出现剥落掉块轻伤，有险情发生。当通知原施工单位后，却无法重焊修复。为此采取了以下措施：首先是紧急加固处理，将伤损处的铁垫板和扣件撤除，并将上下股线路抬升，然后按照向前、向后递减率不大于2.0‰顺坡。处理焊缝伤损时，将其前后50mm范围内的浮置板道床面凿低20mm，并安装急救器。加固后需及时对伤损状况进行观察记录。

其次是焊接永久处理。因承轨槽空间不足，在设计锁定轨温范围时，采取松卸扣件，抬升伤损处前后各50mm钢轨，使其比道床面略高，然后垫入木条，完成焊缝钢轨锯除。插入短轨进行铝热焊焊复。施焊之前应严格对平焊头轨面和作用边，两端夹角控制在1°以内；在焊接后的轨温300℃以下进行初打磨，常温时细打磨。