QC小组成果(无砟轨道线形控制)

铁路客运专线后张法预应力混凝土简支箱梁
中铁十六局集团沪昆客专项目部五工区
一.工程概况
1、系统简介
CRTSⅠ型无砟轨道作为双块式无砟轨道的典型代表之一，具有一次成型，线形精度高，轨道后期整理、维护工作量少的优点。

其主要线形调整工作在道床浇筑前完成，工序繁杂，影响因素多，具有一定的难度。

如何在施工中采取科学合理的措施，提高成型后的轨道线形，是无砟轨道线形控制的核心内容。

2、结构组成
1、截面类型为单箱单室等高度简直箱梁，梁端顶板、底板及腹板局部内侧加厚。

2、桥面宽度：防护墙内侧净宽8.8m，桥上人行道钢护栏杆内侧净宽11.9m，桥梁宽12.0m，桥梁建筑总宽12.28m。

3、梁长为32.6m、24.6m两种，计算跨度为32.5m、24.5m。

横桥向支座中心距为4.5m，采用6面坡、人字坡和v字坡三种形式排水。

3、施工方式
箱梁采用固定的外膜调整内模至设计定型模板，混凝土浇筑采用专用的混凝土布料机。

4、线形指标
无砟轨道后张法预应力简支箱梁线形主要由梁长、梁宽、跨度、顶板厚度、底板厚度、腹板厚度及梁面平整度等要求。

检测名称技术参数检测名称技术参数检测名称技术参数
桥梁长度±20mm 桥梁跨度±20mm 底板厚度±5mm
腹板厚度+10，-5 顶板厚度-10,0 梁面平整
度
3mm/m
二.小组概况
无砟轨道后张法预应力简支箱梁QC小组于2010年7月30日成立并注册，属攻关型。

该小组人员中，主要由技术人员、管理人员组成，共9人，小组情况见下表。

在10年7月份，张长军组长与朱国松副组长即开始了对无砟轨道的前期技术准备，积极组织专业人员，收集相关技术资料，着手前期策划准备工作，
三.选题理由：
四.活动目标及可行性分析：
㈠.活动目标：
无砟轨道后张法预应力简支箱梁QC 小组成员概况表
小组名称 无砟轨道后张法预应力简支箱梁QC 小
组 本次活动起止时间
2010、7～2010.12
注册时间 2007.12.25 注册编号 小组类型
攻关型
小组人数 9 平均TQC 教育时间 256.8
平均年龄 26.6
序号 姓名 年龄 文化程度
组内职务 岗位/技术等级 TQC 教育时间
组内分工 1 张长军 34 本科 组 长 项目总工程师 300 总协调 2 朱国松 29 本科 副组长 轨道工程师 320 全面技术指导 3 陈万能 26 本科 组员 架子队副队长 240 作业实施 4 马驰 25 本科 组员 助理工程师 280 技术控制 5 辛宗卫 25 本科 组员 助理工程师 260 技术控制 6 占 志 23 中专 组员 助理工程师 290 测量监控 7 孟令名 24 本科 组员 助理工程师 290 测量监控 8 马旭东 26 本科 组员 助理工程师 260 混凝土 9
刘允超 28 中专 组员 助理工程师
240 模板 平 均 26.6
275.5
人员比例
中专：22.2%；大学以上：77.8%
管理人员22.2%：技术人员：77.8%
小组 已发表成果
制表人： 朱国松 制表时间：2007.12.25
★客运专线无砟轨道线型
㈠. 国内目前时速350km/h 客运专线中，首次使用CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道结构形式；桥面
㈢.国内双块式无砟轨道施工缺乏相关经验，线形控制无案例可
㈡. CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道线形精度要求高，尤其是外部几何尺寸的绝对允许偏差上，相对德国高速铁路标准提高了5倍，轨距控制、水平等指标从国外2mm 的标准提高到1mm ，允许误差控制指标非常严格；
㈣. CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道施工中的线形精度越高，后期轨道整理工作量就越小，扣件更换量也少，能有效节约资金，同时保证列车运行舒适、平稳、安制图人：朱国松 制图时间：2008.01.01
目标
值 1、浇筑后的道床板在采用原工具轨复测时，检测段的轨距、水平指标满足1mm 的比例大于96%；拉弦（短波）检测合格比例大于98%，绝对高程、中线偏差合格率大于96%。

2.通过本QC 活动，积累轨道线形控制的经验，减少轨道后期调整工作量，节约资金，为今后类似工
程提供借鉴及参考。

制表人：朱国松 制表时间：2008.01.02
㈡. 可行性分析：
五.小组活动情况：
根据轨道线形的各项指标要求，小组采用头脑风暴发列举了各道工序中可能对轨道线形产生影响的方面，并针对这些可能预先制定了解决措施和相关负责人，具体如下：
◆对国外类似工程进行分析、研究，邀请国外专家讲解施工工艺，与设计方（铁四院）交流，了解设计意图；
◆开展试验段，在试验中验证控制措施及工艺的合理性，摸索相关经验；
目标能够顺利实现
◆在具体操作中，分析可能对线形产生影响的各项因素，细化对应的各项保证措施，采用PDCA 循环纠偏完善的方法，提升合格率。

制图人：朱国松 制图时间：2008.01.02
采用粗调机对轨排进行初步调整，调整后的误差为中线±5mm ，高程-5～0，确保螺杆受力均匀，稳定可靠； 辛宗卫 负责
轨排粗调
道床板模板的安装不能对粗调后的轨排造成扰动，纵横向模板均不能与轨排连接，横向拉杆及横向模板与工具轨的间隙应不小于5mm ； 刘允超 负责
模板安装 轨排精调前，首先对环境进行评价，满足要求后方可进行设站准备。

精调时，各项指标调整后的偏差尽可能接近仪器的自身偏差值； 马驰、占志 负责
对参加浇筑施工的工人进行工前教育，避免精调后的轨排受到人为扰动，造成轨排错位；
马旭东 负责
轨道精调
混凝土浇筑后，合理控制好螺杆的松动时间，避免轨距及高程发生变化；
陈万能 负责
混凝土浇筑 制图人：朱国松 制图时间：2008.02.23
部件松动
根据制定的预控措施，于2008年3月5日在莲花坡1号、2号大桥间的路基上浇筑了47m轨道板，该路段位于缓和曲线上，超高设计值约为50mm。

根据施工后对轨道线形的复测，小组进行了活动：
㈠.第一次PDCA循环
混凝土浇筑施工完毕后第3天，小组对该段无砟轨道道床的线形指标进行了检测，检测方法、过程及结果如下：
1、检测前，所有扣件全部采用双头扳手按施工时扭矩进行紧扣；
2、钢轨仍采用未拆除的工具轨，工具轨表面有轻微的锈蚀，检测前采用钢丝刷进行了除锈。

为避免轨缝未焊接原因造成的数据失真，对部分轨头处的数据予以标识，但数据未筛选；
3、检测仪器采用AMBERG轨道状态检测仪，配备TC1201全站仪及棱镜；
4、检测时环境良好，无雨、雾及较大风，气温6～12℃；
调查表一
序号检查项目检查轨枕数频数频率（％）累计频率（％）
1 高低70(延伸评价) 5 7.25 7.25
2 轨向70(延伸评价) 6 8.7 15.95
3 水平70
4 5.8 21.75
4 轨距70 21 30.4
5 52.2
5 高程70 13 18.8 71.0
6 中线70 20 29.0 100
合计W=420 N=69
检查合格率＝(W-N)/NW=（420-69）/420×100％=83.6％
制表人：朱国松制表时间：2008.03.12
从排列图一可以看出，影响本段无砟轨道线形质量的主要问题为轨距、中线偏差过大，因此，小组召开了全体QC 小组成员会议，经过认真讨论，对此其中的轨距指标列出因果分析图1如下：
从因果分析图1可以看出，造成轨距偏小的因素有多条，但仔细分析后要因主要有3个（见图中带框部分）： 要因验证：
根据以上对要因的分析，小组成员展开了讨论，并制订了相应对策，如下表
制图人：朱国松 制图时间：2008.03.12
钢轨内返，轨距变小
螺杆松动时间太晚
工序控制不到位
轨枕桁架存在吊装变形
弹性垫板压缩量不一致 技术人员缺乏责任心
工具轨质量问题
轨排钢筋桁架未能恢复 部分工具轨不能达标
桁架弹性弯曲
轨道轨距偏差大于
1mm 的比率较大
轨排螺杆支撑体系存在弊端
法 人
机
模具 制图人：朱国松
制图时间：2008.03.12
实施：
根据对策表一所制订的措施，小组成员分头行动，对各自负责的措施进行了落实：
序号 末端因素 要因确认
结论
1
工序间交接检查未实施 现场技术层面未能深刻认识到无砟轨道各工序间衔接检查的重要性，散枕工序在施工时，未对进场的轨枕进行再次检查，导致部分桁架变形的轨枕被使用。

表现为责任心欠缺，工序交接未按照要求进行。

属极个别现象。

×
2 螺杆支撑体系存在弊端 CRTS Ⅰ型无砟轨道采用轨排法施工，在支撑体系上，属于外侧支撑（螺杆在钢轨外侧），造成钢轨存在向内的弯矩，弹性垫板压缩量不一致，钢轨内返，轨枕桁架也受力轻微弯曲，从而影响轨距，为轨距不达标的主要问题。

√
3 轨枕桁架弹性弯曲未恢复
道床板混凝土浇筑后，混凝土给轨排提供了向上的支撑力，轨排弯曲有所恢复，为达到最佳效果，在混凝土初凝前，应松开支撑螺杆1-2mm ；使桁架处于自然状态，减少其弯曲对轨距产生的影响。

工人控制时间不当，此问题存在较普遍。

√
4
工具轨质量检测不到位
工具轨是进行轨道调整的模具，轨道几何状态都由通过工具轨反映。

在施工后，发现个别工具轨明显轨头左右不对称，不能达到按照铁科院规定的标准。

此问题少量存在。

√
制表人：朱国松 制表时间：2008.3.13
对策表一
序号
要因 对策 目标 采取措施
负责人 地点 时间
1
螺杆支撑体系存在弊端
修改其支撑体系
支撑体系内弯矩减小或抵消
1.在螺杆调节器位臵旁增加轨距撑杆；
2.撑杆施加后，在钢筋工序完成后，将轨距控制在1434.5mm ；
朱国松 现场 3月15号
2
轨枕桁架弹性弯曲未恢复
控制好螺杆松动时间
弯曲减弱
1.通过试验，确定混凝土初凝前
松动时间；
2.采用宜早不宜晚的原则，给操作工人做示范；
陈万能 马旭东
现场 下次浇筑
3
工具轨质量检测不到位
对工具轨全部检测
确保轨头
尺寸合格、无截面不
对称现象 1.采用铁科院高速T60轨检测标
准全面检测；
2.不满足使用要求的，
不得使用。

马驰 辛宗卫
现场
3月15日
制表人：朱国松 制表时间：2008.3.13
● 设计并委托加工完成轨距撑杆，指导现场进行支撑体系修正；
● 对工序负责人进行培训并使轨距在浇筑前达到1mm 以内；3月15日已完成
朱国松
检查：
为验证效果，小组组织施工人员于3月16日在莲花坡1号桥再次浇筑轨道板。

施工中，小组各成员认真落实各项对策，并开展试验。

3月19日对轨道各项指标进行了检查，现将检查结果列出如表：
由调查表二看出，在第一次PDCA 循环后，轨距偏差这一问题得到非常有效的改善和提高，检查合格率由70.0%上升至98.6%，证明采用轨距撑杆的对策是切实可行的。

但中线及高程合格率仍然较差，因此，小组进行了下一次循环。

㈡.第二次PDCA 循环
根据调查表二绘制排列图二如下：
调查表二
序号 检查项目 检查轨枕数 频数 频率（％）
累计频率（％）
1 高 低 70(延伸评价) 3 7.5 7.5
2 轨 向 70(延伸评价)
5 12.5 20.0 3 水 平 70 3 7.5 27.5 4 轨 距 70 1 2.5 40.0 5 高 程 70 9 22.5 62.5 6
中 线 70 19 47.5 100 合计
W=420
N=40
检查合格率＝(W-N)/NW=（420-40）/420×100％=90.5％
制表人：朱国松 制表时间：2008.03.19
● 通过垂球下落试验，根据面积与混凝土强度的关系，大致得出混凝土达到何种
强度可以松动螺杆，对工人进行了培训； 3月16日已完成
陈万能 马旭东
● 根据相关检测标准，采用铁科院提供的检测仪器，完成了所有工具轨的检测，
筛选出问题轨8根，其余全部符合要求。

3月15日已完成
马驰 辛宗卫
制图人：朱国松 制图时间：2008.03.16
从排列图二可以看出，本段无砟轨道线形的主要问题为中线偏差过大，就此小组经过认真讨论，列出因果分析图二下：
从因果分析图2可以看出，造成轨道中线位臵合格率低的因素有多条，但仔细分析后要因主要有2个（见图中带框部分）：
要因验证：
序号末端因素要因确认结论
1 浇筑机导轮
扰动轨排
浇筑机尾端驾驶室导向轮直接压在钢轨上，对轨排造成扰动，尤其在超高段上，轨排
自身重量与受压力直接导致轨排偏向低轨，中线位臵合格率低；
√
2
轨排无固定
措施
无砟轨道对于中线的允许误差仅为2mm，在土木工程施工中，各种外力、环境影响等都
将会对轨排造成一定的影响，因此，轨排无固定措施是影响中线位臵偏差的关键因素；
√
制图人：朱国松
制图时间：2008.03.21
机料
振捣时砼侧压力
碰撞轨排
螺杆滑动
砼下料时对轨排冲击
浇筑过程踩踏轨排
轨排无固定措施
浇筑机导轮扰动轨排
直立支撑容易移位
法
中线位臵合格率低
人
制图人：朱国松制图时间：2008.03.22
3
混凝土下料冲击及振捣
直立支撑式轨排容易移位，混凝土下料时放料不均匀，尤其在超高段振捣使混凝土对轨排产生侧压力，导致轨排移动；
×
4
人为扰动轨排
浇筑时，工人操作不当或踩踏轨排。

×
制表人：朱国松 制表时间：2008.03.22
根据以上分析，小组经仔细论证，制订了改进的措施，如下表：
实施：根据对策表二所制订的措施，各负责人分头行动，对各自负责的措施进行了落实：
检查：
4月2日，在DK1599+900段施工过程中，小组成员精心组织，改善施工方法，认真落实对策，取得了较好的效果。

现将该段的检查结果列出如表6：
对策表二
序号
要因 对策
目标
采取措施
负责人
地点
时间
1
浇筑机导轮扰动轨排 移除导向轮
不对轨排扰动
与浇筑机厂家联系，将导向轮移除，放臵在模板槽内，与轨排无连接；
朱国松 现场
3月28日前
2
轨排无固定措施
对轨排进行固定
轨排稳定
路基上每隔两根轨枕打设地锚，精调后与桁架焊接；桥梁上采用拉杆，将精调后的轨排与防撞墙固定在一起。

马驰 现场 全过程
制表人： 朱国松 制表时间：2008.03.24
● 与中铁十一局浇筑机制造厂家及石家庄铁道学院机械设计方进行协商，对驾驶楼导
向装臵重新设计，取消原有行走在钢轨上的导向轮；
● 设计方案经过三方确认后，对浇筑机进行改造，3月28日完成了对浇筑机的修改；
全过程
朱国松
● 路基上近靠桁架打设20钢筋作为地锚，精调后与桁架焊接，桥梁上采用拉杆将轨排
固定在防撞墙上，通过精调复测，轻微冲撞等轨排扰动对轨排影响不大，起到了很到的加固作用；全过程
马驰
第二次PDCA 循环后，检查结果显示，影响无砟轨道线形的主要问题已得到控制，在后继节段施工中，小组将制定的各项措施补充到无砟轨道施工方案中，指导施工，巩固施工中无砟轨道的内外部几何形态的质量稳定，2008年11月底，小组管段内的无砟轨道基本结束，在各项指标的控制上，均取得了较好的合格率，总体质量优良。

六.活动效果检查：
1.解决了在高速铁路无砟轨道线型控制问题，施工完后的无砟轨道精度较高，武广公司及德国海德坎普技术咨询公司多次检查中，均给予了充分肯定。

2.由于线形精度较好，长钢轨铺设时扣件更换量大大减少，据初步估计，管段内50余公里能节约扣件材料、人工费等1042000元，如下：
3. 通过CRTS Ⅰ型无砟轨道施工，掌握了客运专线无砟轨道的施工特点，为以后类似施工提供了借鉴，同时培养了一批在无砟轨道方面具有丰富施工经验的一线工人。

4.通过QC 小组活动，小组全体成员在质量意识、个人能力等方面均有不同的提高，这是非常宝贵的精神财富，对此，小组进行了自我评价；
调查表三
序号 检查项目 检查轨枕数 频数 频率（％） 累计频率（％）
1 高 低 70(延伸评价) 3 17.6 17.6
2 轨 向 70(延伸评价)
3 17.6 35.2 3 水 平 70 2 11.8 47.0
4 轨 距 70 0 0 47.0
5 高 程 70 7 41.2 88.2 6
中 线 70 2 11.8 100 合计
W=420
N=17
检查合格率＝(W-N)/NW=（420-17）/420×100％=96.0％
制表人：朱国松 制表时间：2008.04.05
人工费＝日工数×日工资＝3200×60＝192000元
材料＝200×3500＝700000元 机械=500×50=25000元 其他＝125000元
Σ＝104200元
制图人： 张长军 制图时间：2008.11.29
七.遗留问题及今后打算：
由于无砟轨道施工的复杂性及高精调要求，为进一步提高线形，尽可能地减少铺设长钢轨时的调整工作量，将是我们小组下步仍待提高的问题。

在以后的施工中，我们小组成员将在现有成果的基础上，紧紧围绕“优质高速、降耗节能”这一中心目标，本着“小而活”的思想，进一步普及TQC 教育，深入开展QC 小组活动，解决施工现场发生的实际问题。

小组成员自我评价表
评价项目 自我评价
活动前（分）
活动后（分）
质量意识 3.5 4.5 个人处理问题能力
3 4.5 TQC 知识 2 4.5 团队精神
3
4.5
制表人：张长军 制表时间：2008.11.30。