便于快速施工的预制板式轨道结构及其施工方法
阅读说明：本技术 便于快速施工的预制板式轨道结构及其施工方法 (Prefabricated plate type track structure convenient for rapid construction and construction method thereof ) 是由 王占生 杨秀仁 陈鹏 朱宁 吴建忠 徐红军 徐寿伟 汪龙斌 翟贝贝 房斌 金晋 于 2020-08-11 设计创作，主要内容包括：一种便于快速施工的预制板式轨道结构及其施工方法,该轨道结构由钢轨、扣件、预制板、隔离层、填充层、弹性缓冲层等组成；隔离层与预制板可在工厂内复合成一体；轨道板预留有贯穿轨道板厚度方向的孔洞,孔洞内安装有弹性缓冲层,空洞内灌注填充层后形成柔性限位；充层采用无配筋的合成纤维混凝土或钢纤维混凝土；预制板与隔离层复合后,采用铺板装备对轨道板进行高精度定位,用支撑装置固定轨道板后,灌注纤维混凝土后即可完成预制板的铺设。由此,本发明解决了现有城市轨道交通预制板式轨道结构施工工序过多、施工要求高的问题,具有施工工序简单、施工速度快、精度高、轨道平顺性好、劳动强度低等特点,符合当前轨道交通绿色装配化发展方向。(A prefabricated plate type track structure convenient for rapid construction and a construction method thereof are provided, the track structure is composed of steel rails, fasteners, prefabricated plates, an isolation layer, a filling layer, an elastic buffer layer and the like; the isolating layer and the prefabricated slab can be compounded into a whole in a factory; a hole penetrating through the thickness direction of the track slab is reserved in the track slab, an elastic buffer layer is installed in the hole, and flexible limiting is formed after a filling layer is poured into the hole; the filling layer adopts synthetic fiber concrete or steel fiber concrete without reinforcing bars; after the precast slabs and the isolating layers are compounded, the track slabs are positioned with high precision by adopting a slab paving device, the track slabs are fixed by using a supporting device, and the laying of the precast slabs can be completed after fiber concrete is poured. Therefore, the invention solves the problems of excessive construction processes and high construction requirements of the existing urban rail transit prefabricated plate type rail structure, has the characteristics of simple construction process, high construction speed, high precision, good rail smoothness, low labor intensity and the like, and accords with the current green assembly development direction of rail transit.)
技术领域
本发明涉及轨道交通的轨道预制装配化设计及施工的技术领域，尤其涉及一种便于快速施工的预制板式轨道结构及其施工方法。
背景技术
随着城市轨道交通的大规模网络化发展，城市轨道交通建设工期日趋紧张，轨道结构施工工序因更加临近开通运营时间，工期压力尤其突出，一般一条地铁线9个月左右的铺轨工期常被压缩至6个月甚至更短，传统的轨道结构型式决定了其施工作业环节多、以人工作业为主、施工精度不易控制和施工进度缓慢等特点。在整体施工工期和铺轨工期被压缩的情况下，严重影响了施工精度和铺轨质量，导致投入运营的线路平顺性和运行车辆的舒适性变差，且轨道病害频发，环境振动和噪声问题加剧。
传统现浇轨道结构采用现场绑扎钢筋、现浇混凝土的施工方法，一般每天施工速度为25m至50m，施工人数需80到100人，现浇混凝土量大，尤其是盾构隧道内由于作业面狭窄、且大量的人工作业环节导致施工精度不高、工作效率低下，且安全风险较高，设计、施工和养护维修的成本也随之增加。此外，现浇轨道结构的线路病害时有发生，如道床容易开裂等。
目前轨道交通用的预制板轨道结构，主要采用类似高速铁路的板式轨道结构，轨道板施工时，需先施工基底，基底施工需绑扎钢筋，并在基底预留限位凹槽，凹槽侧面弹性垫板，基底铺设土工布；板下填充层采用自密实混凝土，施工时需绑扎钢筋，四周需架立封闭模板，须安装抗上浮支架，采用的自密实混凝土拌制、运输、浇筑要求高；结构施工工序复杂，且因城市轨道交通以地下线为主，场地狭小，不利于快速施工。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关领域的工程设计经验，研究设计出一种便于快速施工的预制板式轨道结构及其施工方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于快速施工的预制板式轨道结构及其施工方法，通过设计出一种新型的便于施工的预制板式轨道结构，并配合专用铺设装备的采用，具有施工速度快、轨道结构精度高、线路平顺性好等特点，能有效克服现有轨道结构存在的问题。
为实现上述目的，本发明公开了一种便于快速施工的预制板式轨道结构，其特征在于：
所述预制减振轨道结构系统从下至上依次包含填充层、隔离层、轨道板，隔离层与预制板在工厂内复合成一体，所述轨道板上设有并行的两条钢轨，两条钢轨分别通过多个扣件固定于该轨道板上。
其中：所述轨道板断面为对称设置的多边形，其两侧为斜面结构以增强对隧道断面的适应性。
其中：轨道板的上表面预留有多个吊装、铺设用的起吊点、对中用标记和固定调整板用的预留孔。
其中：所述轨道板的中部设置两个及以上圆形或多边形孔洞贯穿预制板的厚度方向。
其中：所述孔洞内安装有弹性缓冲层，所述弹性缓冲层为弹性材料制成的圆筒结构，以确保在板与限位桩之间形成缓冲作用。
其中：隔离层采用改性聚氨酯的可喷涂材料喷涂到预制板底部及周边，或采用土工布等材料包裹。
其中：填充层采用无配筋的合成纤维混凝土或钢纤维混凝土以避免现场绑扎钢筋的环节且填充层的抗裂及承载能力也能得到保证。
还公开了一种便于快速施工的预制板式轨道结构的施工方法，其包含如下施工步骤：
步骤一：在工厂或现场生产预制轨道板结构；
步骤二：在工厂复合隔离层；
步骤三：采用铺板装备对轨道板进行高精度定位；
步骤四：利用竖向支撑装置对轨道板进行临时固定；
步骤五：一次或分若干次灌注轨道板下方的混凝土填充层。
由此，本发明的预制板式轨道结构及其施工方法可用于轨道交通领域，具有施工工序简单、施工速度快、施工精度高、轨道平顺性好、劳动强度低等特点，能有效解决现有城市轨道交通预制板式轨道结构施工工序过多、施工要求高的问题。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明的便于快速施工的预制板式轨道结构的其中一实施例的结构示意图。
图2显示了图1的俯视图。
图3显示了本发明的便于快速施工的预制板式轨道结构的另一实施例的结构示意图。
图4显示了图3的俯视图。
具体实施方式
参见图1和2，显示了本发明的便于快速施工的预制板式轨道结构的其中一实施例，该实施例中优选的应用于小直径盾构。参见图3和4，显示了本发明的另一实施例，该实施例中优选的应用于大直径盾构。
所述便于快速施工的预制板式轨道结构为多层设计，从下至上依次包含填充层1、隔离层4和轨道板6，填充层1为最底层，隔离层4铺设于预制板6下部。
隔离层4的端部为密封防水材料(PTN)，以确保粉尘、杂物、水等不进入轨道板6与填充层1之间的间隙，所述隔离层优选采用改性聚氨酯材料，在预制板厂内喷涂到板底及四周。
填充层1采用无配筋的钢纤维细石混凝土，取消了现场绑扎钢筋的环节，同时填充层的抗裂及承载能力也能得到保证。填充层为开放是结构，减少了填充层浇筑时的上浮力，省去了抗上浮支架安装等工序。
轨道板6上设有并行的两条钢轨7，钢轨7通过多个扣件5固定于该轨道板6上。
可选的是，所述轨道板6断面为对称设置的多边形，其两侧为斜面结构，以增强对隧道断面的适应性。
所述轨道板6上表面为平面，其上表面上有凸台，凸台表面为斜面。
轨道板6的上表面预留有四个吊装、铺设用的起吊点11，对中用的标记，固定调整板用的预留孔，安装棱镜用孔可利用安装扣件用尼龙套管，也可在板内专门预埋尼龙套管，对中用的标记可通过在板内预埋套管或直接利用安装扣件用套管实现。
其中，所述轨道板6的两侧可设有纵向连接装置10，从而通过纵向连接装置10将轨道板6之间进行连接，更好的避免板间的相互错动，其中，所述纵向连接装置10可包含轨道板6上的多个安装孔以及通过螺栓固定于安装孔内的连接条，从而将两块预制板之间采用纵向连接方式。
其中，所述轨道板6的中部设置两个孔洞2，所述孔洞2贯穿轨道板6的厚度方向，通过孔洞2灌注填充层后，形成板的限位桩。
其中，所述孔洞2内安装有弹性缓冲层3，所述弹性缓冲层为弹性材料制成的圆筒结构，确保在板与限位桩之间形成缓冲作用，达到柔性限位的目的。
其中，所述轨道板6采用工厂化生产，隔离层与轨道板在工厂内复合成一体(特殊情况下隔离层也可在现场铺设)，利用运板车运至现场后，通过精调平台车铺板、精调后，采用调整杆固定板后，灌注填充层并铺设无缝线路。
所述轨道板6为临时定位支撑腿预留的安装预留条件，支撑腿的安装通过在板内或板侧面安装套筒装置，采用支撑腿上自带螺纹通过与套筒内的螺纹咬合固定及调整。
在预制板与填充层相接部位，可设置密封措施，以防止施工、运营过程中粉尘、污物或地下水进入结合层。
其中，在图3和图4的实施例中，所述轨道板6的两侧可设置单独排水沟8，或利用轨道板侧面与结构壁形成水沟侧壁。
本发明配套的施工方法包含如下施工步骤：
步骤一：在工厂或现场生产预制轨道板结构；
步骤二：在工厂复合隔离层；
步骤三：采用铺板装备对轨道板进行高精度定位；
步骤四：利用竖向支撑装置对轨道板进行临时固定；
步骤五：一次或分几次灌注轨道板下方的混凝土填充层。
由此，本发明的特点在于：
1)填充层采用无配筋的钢纤维细石混凝土，省去了钢筋加工、运输、绑扎等施工工序，同时确保了填充层在地质不良地段的抗裂能力。填充层为开放是结构，减少了填充层浇筑时的上浮力，省去了抗上浮支架安装等工序。
2)在工厂或现场采用高精度模具预制高精度的钢筋混凝土轨道板。
3)轨道板上表面为水平面或人字斜坡面形式。轨道板断面为多边形，圆形隧道地段两侧为斜坡面结构，以增强对隧道断面的适应性，矩形、马蹄形隧道断面地段轨道板断面可为矩形断面，也可与圆形隧道断面一样两侧为斜坡面形式。
4)轨道板表面设置专用承轨凸台，凸台上安装连接钢轨用的扣件。
5)板内钢筋间距按一定模数(如25mm、50mm整数倍)及形状布置，实现了板内钢筋网的自动化生产。
6)轨道板采用加厚设计，增加自重，下部填充层为开放式结构，能有效防止施工上浮，省去了反力架等施工工装安装。
7)轨道板上为满足特殊施工和使用需要预留相应的孔洞和预埋部件，主要包括以下方面(可根据具体需求选择性采用)：
(1)安装钢轨扣件的预埋件(尼龙套管等)；
(2)贯穿轨道板厚度方向的1-3个孔洞(用于板下填充层的浇筑、固定桩的位置预留、板下填充层浇筑情况的观察等)；
(3)为安装临时定位竖向支撑装置预留安装条件。竖向支撑装置可安装在靠近板中或者板侧面的位置。
(4)为自动测量定位标志预埋安装条件。通过在板内预埋套管或直接利用安装扣件用套管等方式实现；
(5)为轨道板铺设定位用的对中标记；
(6)板外弹性隔离层，可通过喷涂或粘接等方式实现预制板与隔离层的复合；
(7)预埋起吊用的3-4个专用吊钉；
(8)预留轨道板纵向连接用的预埋件；
(9)预埋安装接触轨用的预埋部件(必要时)等。
(10)轨道板预留孔内侧粘贴一定厚度的弹性缓冲垫，实现柔性限位。
(11)根据需要，在预制板与填充层相接部位，可设置密封措施，以防止施工、运营过程中粉尘、污物或地下水进入结合层。
由此，本发明的板式轨道结构用于轨道交通领域，可根据需求进行针对性设计，且具有施工工序简单、施工速度快、施工精度高、轨道平顺性好、劳动强度低等特点，符合当前轨道交通环保、高效及减少病害的方向，社会效益巨大，能有效解决现有城市轨道交通预制板式轨道结构施工工序过多、施工要求高的问题。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。