一种预制板式减振轨道结构系统及配套施工方法技术领域
本发明涉及轨道交通的减振领域，尤其涉及一种预制板式减振轨
道结构系统和配套施工方法。
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。
传统减振轨道结构采用现场绑扎钢筋、现浇混凝土的施工方法，
一般每天的施工速度为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，现浇减振轨道地段的线路病
害时有发生，如道床容易开裂等。
为此，本发明的设计者鉴于上述缺陷，经过潜心设计和大量的试
验研究，提出了一种预制板式减振轨道结构系统，及与该构造配套的
快速施工方法及施工装备，以克服目前减振轨道结构系统存在的诸多
缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道交通用新型预制板式、减振性能
可调的减振轨道结构系统。该轨道结构系统适用于各种轨道减振需
求，采用工厂化制造，实现高度自动化专用设备铺设，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
构系统(包括减振和非减振轨道结构)存在的问题。
为解决上述问题，本发明公开了一种新型预制板式减振轨道结构
系统及配套施工工法。
新型预制板式减振轨道结构系统的减振性能可调，适用于人工或
自动化专用设备铺设，采用可调的临时竖向支撑装置(支撑腿)支撑，
该轨道结构系统依次包含工厂预制的高精度轨道板、以特殊方式复合
(可厂内复合或施工现场复合)在轨道板表面的弹性垫层、可调整支
撑高度的临时竖向支撑装置、后浇式轨道板固定桩及轨道板下部现浇
的自密实混凝土或其他等流动性较好的结硬性回填材料。新型预制板
式减振轨道主要的施工工艺顺序是：在工厂或现场生产预制轨道板结
构→在工厂或现场复合减振垫层→采用专用铺板装备对轨道板进行
高精度定位→利用竖向支撑装置对轨道板进行临时固定→一次或分
几次灌注轨道板下方的混凝土填充层。
1、新型预制板式减振轨道结构系统的征在于：
1)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。
2)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。
3)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。
4)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。
5)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)预埋弹性垫层复合连接用的预埋件。连接预埋预埋件可以
是螺栓套筒、膨胀螺栓固定端、简易胀栓甚至木质预埋桩等，也可通
过预留槽或预埋槽道等方式实现预制板与弹性垫的复合；
(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。
2、在工厂内或施工现场将减振垫层复合在预制轨道板底部及侧
面，实现板、垫一体。其要点为：
1)减振垫层采用弹性材料，包括不同结构和构造型式的减振胶片
材、聚氨酯类片材和其它类似具有弹性和减振性能的材料；
2)为满足不同减振等级的需要，减振垫层可采用在轨道板底部满
铺铺设、条状铺设和点状铺设等三种铺设方法。弹性垫层为面支撑时，
轨道板的下表面平铺于弹性垫层的整个上表面上。弹性垫层为条带支
撑时，弹性垫层包含至少两条并行的弹性支撑条，所述轨道板的下表
面铺设于两条弹性支撑条顶面上。弹性垫层为点支撑时，包含多个间
隔排列的长方体、圆柱、圆台或棱台型弹性垫层，所述轨道板的下表
面铺设于所述多个弹性点支撑之上；
3)减振垫层与轨道板的连接采用特有的不影响减振垫性能发挥
的连接方法；
4)为防止底部的填充混凝土灌入垫层缝隙导致减振垫弹性损失
甚至失效，在轨道板开孔部位，设置专用的底部带有“帽檐”的弹性
密封套筒，密封套筒底部的“帽檐”与减振垫底面进行有效的密封连
接。密封套筒还具有隔离轨道板与定位固定桩，避免直接进行硬接触，
并允许轨道板上下自由变形而不受定位桩约束的作用，以达到即实现
轨道板的弹性定位，避免应力集中，又确保轨道板弹性不发生损失的
作用；
5)轨道板底部复合减振垫层与板端、板侧一体成型，所述减振垫
层成型后为套靴(包套)的型式，减振垫的底部与侧边为一个整体。
侧面垫层的主要功能是实现轨道板与周边混凝土的弹性隔离，以避免
施工时混凝土灌入减振垫与轨道板之间的结合层，并保证轨道板可上
下自由变形而不受约束，避免减振“短路”的情况出现。底部垫层的
主要功能是提供轨道板弹性，实现轨道结构系统的减振功能；
6)根据需要，在弹性垫层外露的部位，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。
3、在工厂内或施工现场将减振垫层复合在预制轨道板上后，将
板运至铺轨现场，主要的施工工序如下：
1)运板车(带吊板、卸板功能)将板运至现场；
2)将轨道板放置到精调台车上。
3)精调台车可根据调板指令将放置于其上的轨道板进行多自由
度(纵向、横向、旋转及高程等)的调整，完成轨道板精调定位。包
括：调板控制系统指挥全站仪对置于轨道板上的测量标志进行自动测
量；根据测量结果计算轨道板的位置、空间姿态及与设计位置的偏差；
向精调台车发出调板指令；精调台车完成调整动作，并根据需要重复
上述程序，直至轨道板调整到位。
3)利用可调高度的轨道板专用竖向支撑装置，将精调到位的轨
道板空间形位支撑、固定住。每块轨道板根据需要设置若干个支撑点，
竖向支撑装置可设在板中，也可设置在板侧面。为适应底部隧道结构
可能存在的结构坡面，竖向支撑装置底部设置了可自主适应坡面角度
的万向可调活动球头垫板。竖向支撑装置采用可拆卸和重复利用设
计。竖向支撑装置应能确保轨道板始终保持绝对稳定，以便轨道板位
置精度在后续灌注板下填充层时始终满足精调的误差要求。
4)灌注板下混凝土填充层。通过轨道板中预留的灌注孔进行灌
注。为避免填充层灌注过程中因轨道板上浮后影响轨道板精度，填充
层灌注可分2～3次灌注到位。
5)填充层灌注并达到一定强度时，取出竖向支撑装置，其底部
的活动球头垫板自动与支撑装置脱离并留在混凝土中。为了确保支撑
装置能够顺利拆除，支撑体结构位于混凝土中的部分采用圆锥体形
式，并设有中心排气孔。
6)扣件的安装。填充层达到一定强度后，进行轨道板上部扣配
件的安装，采用轨道板运输车将扣配件运输至作业面，安装顺序为板
下弹性垫板→铁垫板→轨下弹性垫板。
7)钢轨的安装。采用轨道运输车将钢轨至作业面，并通过运输
车将钢轨卸至安装点散布开，通过人工方式将钢轨拨至铁垫板承轨槽
内，并安装轨距块、连接螺栓及弹条。
根据上述结构及配套施工工法，本发明的预制板式减振轨道结构
系统及配套施工方法通过采用预制轨道板、减振垫层，使得轨道结构
系统具有了减振功能，能够很好地解决轨道交通带来的振动问题，通
过在板内预留吊装、板垫复合、轨道板测量、轨道板下填充层灌注、
板的铺设定位、板的固定等多种功能用途的预埋件或安装条件，并采
用运板车、吊板车及精调台车等铺轨装备，实现了板的吊装、铺设及
精确定位，很好的解决了快速、高精度施工及后期的轨道板、弹性垫
层更换问题。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。
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显示了本发明的预制减振轨道结构系统的结构示意图
图2显示了本发明面支撑的俯视图
图3显示了本发明点支撑的俯视图
图4显示了本发明条带支撑的俯视图
图5显示了本发明板调整到位后通过调整杆固定板时的示意图
图6显示了本发明运板车的结构示意图
图7显示了本发明吊运车的结构示意图
图8显示了本发明具有精调功能的吊运车结构示意图
图9显示了本发明精调台车的结构示意图
具体实施方式
参见图1，本发明涉及一种预制减振轨道结构系统，所述预制
减振轨道结构系统为多层设计，从下至上依次包含填充层1、弹性垫
层4和轨道板6。
其中，填充层1为最底层，弹性垫层4铺设于填充层1上，优选
的是，该填充层由自密实混凝土制成，从而在灌注时提供很好的流动
性，并能提供很好的支撑效果。弹性垫层4的端部为密封材料(聚氨
酯填缝胶等材料)15，以确保粉尘、杂物、水等不进入弹性垫层4与
轨道6或弹性垫层4与填充层1之间的间隙。
该弹性垫层4设置于填充层1上，以提供填充层1的弹性缓冲，
避免其的快速损坏，可选的是，所述该弹性垫层4采用橡胶或聚氨酯
等弹性材料制成，可提供很好的减振效果。
该轨道板6设置于弹性垫层4上以进行减振，所述轨道板6上设
有并行的两条钢轨7，各钢轨7分别通过多个扣件5固定于该轨道板
6上。
可选的是，所述弹性垫层4可为面支撑(参见图2)、点支撑(参
见图3)和条带支撑(参见图4)三种方式。
在图2所示的面支撑中，轨道板6的下表面平铺于弹性垫层4
的整个上表面，所述弹性垫层4整体包覆于轨道板6的底部以及两侧
的侧部。
在图3所示的点支撑中，所述弹性垫层4包含多个间隔排列的长
方体、圆柱、圆台或棱台型弹性垫层4，所述轨道板6的下表面铺设
于所述多个弹性垫层之上。
在图4所示的条带支撑中，所述弹性垫层4包含至少两条并行的
弹性支撑条，所述轨道板6的下表面铺设于两条弹性支撑条的顶面
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上表面为水平面或带有斜坡，其上表面上可有凸
台，凸台表面为水平面或者斜面。
轨道板6的上表面预留有4个吊装、铺设用的起吊点11，对中
用的标记14，固定调整板用的预留孔12，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。
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穿透轨
道板6和弹性垫层4，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内安装有密封套3，所述密封套为弹性材料制
成的圆筒结构，确保从孔洞内关注填充层时，避免填充材料进入板和
弹性垫层之间，导致减振失效。同时在板与限位桩之间形成缓冲作用。
其中，所述轨道板6采用工厂化生产，弹性垫层与轨道板在工厂
内复合成一体(特殊情况下弹性垫层也可在现场铺设)，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14固定板
后，灌注填充层并铺设无缝线路。
其中，所述轨道板6的两侧设置可设有排水沟8，弹性垫层4下
部可设置水沟(此时排水沟8可不设)或不设置水沟。
为提供本发明的预制板减振轨道结构系统，在预制时应进行有效
的复合，其中，所述轨道减振结构的复合方法包含：
步骤一：轨道板预制
在工厂内完成轨道板内钢筋绑扎、轨道板混凝土浇筑，并在预制
完成后进行轨道板养生，可采用覆盖、蓄水、薄膜保湿、喷涂或涂刷
养护剂等养护措施。
步骤二：板垫复合
轨道板养生完毕后，将轨道板的底面、斜面和侧面包覆减振垫，
且该减振垫为板端、板下、板侧一体成型，避免裁切和二次联接。减
振垫层与轨道板的复合采用特有的不影响减振垫性能发挥的复合方
法。
本发明的配套施工工法主要包含如下步骤：
步骤一：轨道板的运输
使用专用的运板车将轨道板运输至作业地点，轨道板吊装在运板
车上，运板车设计有自锁装置，自锁装置自动固定轨道板并将轨道板
中心与车辆底板中心自动对齐，控制运输过程中轨道板的位置。运板
车运行至作业面，与其相联的卸板机构自动将轨道板卸至工作面。隧
道内运板车采用无轨运输方式，参见图6，所述隧道内运板车包含承
载多块轨道板的车体16以及位于车体下端的多个走行部18，在运板
的一端还设有可将轨道板放下的皮带式输送机17，自动卸板机构19，
其中，所述隧道内运板车还在前后均设有司机控制室，同时隧道内运
板车还可根据隧道结构断面的不同调整走行机构，以适应不同结构形
式的走行需求(平面基础及曲面基础均可)。
步骤二、轨道板的吊运
专用吊运车可将放置在作业面上轨道板吊起，并在隧道内圆形盾
构壁上运行，也能在水平面上运行，以适应各种不同类型的结构面(即
平面基础及曲面基础均可)。参见图7、图8，吊运车设有车架结构
20，可在曲面和平面上行走的走行机构21，控制轨道板上下的起升
机构22，还包含控制系统23、液压系统25、定位系统24等。
步骤三、轨道板的精调
轨道板的精调可采用两种方案，分别是：
1、方案1
在专用吊运车上设计精调机构和精确控制系统。参见图8，主要
包含：车架结构20和前后走行机构21，所述车架结构20上设有调
节油缸22，所述调节油缸22可包含两个纵向调节油缸和两个横向调
节油缸，分别通过连接至轨道板的调节杆对轨道板进行调节，并可通
过测量设备反馈数据给静态台车控制系统，调板车可自动完成轨道板
的高程，中线定位及超高的调整，使轨道板位置达到精调要求的精度；
所述走行机构21采用精密控制系统23，通过全站仪的测量反馈到液
压系统25，通过全站仪测量定位系统24，实现吊运车的精确定位，
完成轨道板的精调。精调完成后，在轨道板上安装轨道板支撑架13，
固定轨道板位置，确保轨道板在后续浇筑下部填充层1时位置精度始
终满足误差要求。
2、方案2
专用吊运车将轨道板卸至研发的精调台车上后，通过精调台车对
轨道板进行精调定位。
参见图9。所属精调台车主要包含：牵引车27、精调小车架26、
旋转托盘29、纵横导向轨28和30、高度调整油缸31等。通过测量
设备反馈数据给静调台车控制系统，实现轨道板姿态的自动调整。利
用核心旋转托盘29旋转使轨道板的轴线与线路中心线平行后，锁定
旋转自由度。利用纵向28和横向导轨30调整移动盘沿线路方向和垂
直于线路方向的位置，将移动盘上轨道板的投影位置(水平位置)调
整到位。利用设于移动机构之上的竖向调整千斤顶31调整轨道板高
程。最终使得轨道板位置达到精调要求的精度。精调完成后，在轨道
板上安装轨道板支撑架13，固定轨道板位置，确保轨道板在后续浇
筑下部填充层1时位置精度始终满足误差要求。
步骤二：混凝土灌注
检查减振垫和轨道板复合情况及减振垫四周密封状况后可进行
混凝土灌注。轨道板下部填充层采用自密实混凝土材料。
所述自密实混凝土浇筑采用现场拌合的方式。自密实混凝土应为
袋装，运输至现场后，采用搅拌设备完成混凝土的拌合，拌合均匀后
采用自带的输送管道通过轨道板中预留的灌注孔(兼限位凸台)进行
灌注。
其中，自密实混凝土灌注时为达到表面光洁及增加密实度，可插
入小型振动器辅助振捣。
灌注后，静停过程中因气泡溢出导致混凝土沉降，在混凝土初凝
前补充灌注至所规定的标高。为避免填充层灌注过程中因轨道板上浮
后影响轨道板精度，填充层灌注可分2次灌注到位，第1次灌注至板
底以上50mm,待混凝土终凝后在进一步灌注。
步骤三：扣配件铺设
自密实混凝土达到一定强度后，进行轨道板上部扣配件的安装，
采用轨道板运输车将扣配件运输至作业面，安装顺序为板下橡胶垫板
→铁垫板→轨下橡胶垫板。
步骤四：钢轨铺设
采用轨道板运输车将钢轨至作业面，并通过运输车将钢轨卸至安
装点散布开，通过人工方式将钢轨拨至铁垫板承轨槽内，并安装轨距
块、连接螺栓及弹条后进行焊接连接。
本发明具有如下优点：
1、结构形式可更好的适应地铁盾构隧道的尺寸，大幅降低土建
误差对轨道铺设的影响。
2、采用预制板结构，提高了铺设进度及施工质量，增强了轨道
结构系统的可靠性，且外观更为美观。
3、采用预制板及弹性垫层工厂复合的方式，可实现吊运、上部
承重时对板的保护，且因取消了现场铺设弹性垫的环节，提高了施工
进度。
4、板上采用了预留起吊点，对中标记、调整杆安装孔、测量棱
镜安装孔等多种措施，实现了轨道板的快速、精确施工，且提高了减
振轨道结构系统的可更换性。
5、采用自密实混凝土灌注，增强混凝土的流动性，确保轨道板
下混凝土的密实度。
6、实现了限位装置和底部混凝土的一次成型。
7、采用自行研制的精调台车系统进行铺板施工，施工工序简单，
施工进度大幅加快，铺设精度高，劳动强度大幅降低。
由此，本发明的板式轨道减振结构机配套施工工法可用于轨道交
通领域，不仅减振性能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，其
能有效降低城市轨道交通车辆运行产生的振动及二次结构噪声问题。
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。