方向明,郭 勇
(中鐵一局集團新運工程有限公司,陜西咸陽 712000)
主要技術(shù)參數(shù)如下。
道岔前長a=60.573 m,后長b=96.627 m,全長L=157.2 m,轍叉角 a=1°21'50.13″,導曲線半徑 R=5 000.717 5 m,尖軌組件長 46.19 m,轍叉組件長30.591 m,最長導軌長49.192 m,見圖1。
圖1 右開道岔平面示意(單位:m)
主要結(jié)構(gòu)特點如下。
尖軌為切線型,采用44.24 m長的60D40鋼軌制造,為彈性可彎尖軌,尖端采用藏尖式[1]。
轉(zhuǎn)轍器設(shè)6個牽引點,采用分動鉤型外鎖閉裝置。
可動心軌轍叉采用鋼軌組合型,心軌用60D40鋼軌制造,跟端為雙肢彈性可彎心軌,翼軌用軋制的特種斷面鋼軌制造。
心軌設(shè)3個牽引點,采用鉤型外鎖閉裝置。
扣件采用分開式Ⅱ型彈條扣件。
道岔區(qū)鋼軌設(shè)置1∶40的軌底坡或軌頂坡,道岔內(nèi)鋼軌接頭采用鋁熱焊接[2]。
道岔鋼軌及組件均為長大構(gòu)件,從生產(chǎn)廠家運往施工現(xiàn)場需采用專用D型平板車。道岔的運輸過程是影響道岔鋪設(shè)的關(guān)鍵,因此選用提前發(fā)貨、現(xiàn)場倒裝的方案,即先將道岔發(fā)貨到施工現(xiàn)場存放,鋪設(shè)時再倒裝鋪設(shè)。
道岔臨時存放在專設(shè)的存放區(qū),存放區(qū)內(nèi)搭設(shè)鋼軌及組件存放平臺;臺位兩相鄰支點距離不大于4 m,整組臺位高低、水平差小于10 mm;存放區(qū)需做好防雨設(shè)施,保持場地平整、排水通暢。
道岔吊裝是保證道岔鋪設(shè)精度和質(zhì)量的關(guān)鍵,吊裝采用專用吊具和柔性吊帶,合理布置吊點位置,相鄰吊點間距不大于3 m,防止鋼軌或組件劃傷或變形[3]。
尖軌組件:尖軌組件長46.19 m,采用2個18 m長組合吊架進行吊裝,軌端伸出吊架最外側(cè)吊點不大于3 m,兩吊架最近吊點距離不大于5 m。
轍叉組件:轍叉組件長30.591 m,采用1個18 m組合吊架和1個9 m吊架進行吊裝,軌端伸出吊架最外側(cè)吊點不大于2 m,兩吊架最近吊點距離不大于2 m[4]。
軌件吊裝是施工作業(yè)中對軌件撓動最大的作業(yè),也是最易對軌件造成損傷的作業(yè),作業(yè)時要遵循如下控制要點。
(1)吊裝前,結(jié)構(gòu)工程師和專業(yè)吊裝人員要對吊裝作業(yè)現(xiàn)場進行詳細的了解,對吊裝作業(yè)區(qū)域、周圍構(gòu)筑物、吊點位置、軌件存放位置等進行現(xiàn)場察看,并就吊裝作業(yè)過程進行現(xiàn)場演示。
(2)吊裝過程中要緩起緩落,吊裝設(shè)備起升、降落、水平移動作業(yè)要同步進行,構(gòu)件吊裝過程中產(chǎn)生的豎向撓度不得大于構(gòu)件自由長度的1/500,在水平方向產(chǎn)生的彎曲不得大于構(gòu)件自由長度的1/1 000[5]。
(3)專用吊具要采用剛性構(gòu)件,在承受荷載狀態(tài)下不易產(chǎn)生變形,宜選用承載50 kN的柔性吊帶,保證吊裝過程中強度和承載力滿足要求。
(4)吊裝采用的大型設(shè)備要滿足使用要求,在吊裝作業(yè)半徑確定的情況下,設(shè)備的提升能力要有較大的富余,保證吊裝作業(yè)過程安全平穩(wěn),每次吊裝作業(yè)前,先進行試吊,并進行5~10 s的靜載試驗,安全平穩(wěn)后再進行起升作業(yè)。
道岔鋪設(shè)工藝流程見圖2。
圖2 道岔原位鋪設(shè)工藝流程
3.2.1 測量放線、道岔定位
施工前,在路基交接過程中,依據(jù)設(shè)計資料,利用測量控制網(wǎng)測設(shè)、復核道岔的岔前、岔心、岔后樁位,樁頂刻十字絲,確保樁位準確無誤,并建立道岔控制網(wǎng)。道岔前后各50~100 m線路范圍應(yīng)同道岔區(qū)完成聯(lián)測[6]。
在車站每端岔區(qū)設(shè)2~3個臨時水準點,設(shè)置位置離道岔施工地點不大于250 m,水準點位置要能滿足整個岔區(qū)道岔施工。
3.2.2 底砟攤鋪、平臺組裝
道岔底砟厚度按20 cm厚度控制,道岔兩端前后30 m范圍內(nèi)做好順坡[7],并同道岔范圍內(nèi)一并完成碾壓。底砟平整度滿足10 mm/3 m、密實度滿足1.7 g/cm3要求[8]。
利用方鋼、墊木搭設(shè)拼裝平臺,整組平臺高低差不大于5 mm,精細調(diào)整用厚度5、10 mm簿木板和木楔進行,平臺的平整度是決定道岔鋪設(shè)精度的關(guān)鍵,要經(jīng)過反復調(diào)整,確保平臺處于同一水平面。方鋼擺放示意見圖3。
圖3 方鋼擺放示意
3.2.3 道岔鋪設(shè)
(1)布枕時,在與軌枕接觸的鋼絲繩上套上橡膠套或在軌枕底部安裝鐵卡,多根吊裝時岔枕間用木楔塞上,防止岔枕碰傷或損壞。
(2)用水準儀調(diào)整岔枕高低,保證相鄰2根岔枕高低差不大于2 mm,整組道岔的岔枕高低差不大于5 mm。岔枕布設(shè)見圖4。
圖4 岔枕布設(shè)
(3)用2把100 m長卷尺調(diào)整岔枕間距(按岔枕間距累積值控制)。
(4)鋪設(shè)鋼軌。鋪設(shè)鋼軌順序為先轍叉后尖軌,先直股后曲股。首先根據(jù)道岔理論咽喉位置和心軌第一牽引點位置確定轍叉位置,再由轍叉組件與尖軌組件的位置來定位尖軌位置。鋪設(shè)導軌時先直股后曲股,從尖軌跟部往后依次布設(shè)。
(5)道岔粗調(diào)內(nèi)容包括:道岔方正、軌距、支距、尖軌及轍叉組件框架尺寸等,調(diào)整順序為先尖軌、后導軌、最后轍叉。
(6)檢查牽引點處框架尺寸并調(diào)整。
(7)道岔鋪設(shè)完成并粗調(diào)完畢后,利用手搖壓機同時起升道岔,起升過程中設(shè)專人統(tǒng)一指揮,保證平穩(wěn)同步起升,起升到道岔離組裝平臺15 cm時停止起升,拆除組裝平臺,再緩緩落下就位。
道岔鋪設(shè)的關(guān)鍵控制點如下。
道岔是由各組件構(gòu)成的整體,各組件位置精確到位,則道岔整體框架良好,道岔框架符合要求后,還需對道岔的直、曲尖軌尖端相錯量進行檢驗和調(diào)整。直、曲尖軌的定位是決定轉(zhuǎn)轍設(shè)備安裝后是否能運營良好的關(guān)鍵。尖軌與基本軌相對位置,直、曲尖軌相錯量要全部精確調(diào)整就位,保證道岔鋪設(shè)質(zhì)量。
3.2.4 道岔一次精調(diào)
(1)道岔就位并經(jīng)過精細整道后,用道尺、支距尺、弦線、板尺等檢測器具對道岔軌距、支距、方向、高低、水平等項點進行檢測,并調(diào)整使其達標,軌距、支距調(diào)整通過更換緩沖調(diào)距塊或軌距塊來完成,方向、高低、水平整改通過精細起道撥道完成[9]。
(2)尖軌與基本軌密貼和尖軌與滑床臺板密貼的調(diào)整:尖軌與基本軌密貼調(diào)整時要注意對水平、軌距等形位尺寸的控制,在基本軌方向良好的情況下,尖軌與基本軌處于密貼狀態(tài),如不密貼,先檢查尖軌有無硬彎或變形,再進行調(diào)整或更換。尖軌與滑床臺板密貼調(diào)整時要對尖軌與滑床臺板的總體狀況綜合考慮,首先檢查基本軌的高低,再對尖軌與臺板的總體密貼狀況進行測試,找出縫隙最大點和完全密貼點,然后判斷是基本軌高低問題、尖軌問題或是墊板組件問題?;拒壦絾栴}排除后,再處理密貼過緊且直接影響其他部位密貼的部分臺板,必要時可以同時配合起升岔枕來實現(xiàn),但要注意鋼軌水平的保持。
(3)調(diào)試完轉(zhuǎn)轍器部分的軌距、密貼及空吊板后,應(yīng)檢查頂鐵與尖軌軌腰的間隙,頂鐵與尖軌軌腰的間隙應(yīng)不大于1 mm,間隙大于1 mm時要在頂鐵與基本軌軌腰間加入調(diào)整墊片再進行組裝。
(4)可動心軌轍叉部分密貼及空吊板的調(diào)整:這2個項點在組裝時已達到標準,但是由于吊裝等原因可能會發(fā)生變化,如果不合格可采取與轉(zhuǎn)轍器部分同樣的調(diào)整方式進行調(diào)整,應(yīng)同時調(diào)整密貼及空吊板,不可單獨進行調(diào)整。
(5)輥輪的調(diào)整:輥輪的安裝位置為尖軌在密貼狀態(tài)下,靠近尖軌的輥輪與尖軌軌底有1 mm的縫隙,雙輥輪中靠近尖軌的輥輪頂面高于滑床臺面2 mm,遠離尖軌的輥輪高于滑床臺面3 mm,安裝、調(diào)整采用專用工具進行。
3.2.5 道岔焊接
道岔焊接作為道岔無縫化的關(guān)鍵工藝,是道岔鋪設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),道岔焊接采用鋁熱焊,選擇與岔軌材質(zhì)相應(yīng)的焊劑進行焊接[10]。
焊頭是整組道岔的薄弱環(huán)節(jié),焊接過程中,要把握好軌頭加熱時間和預熱溫度,防止過燒或加熱不均影響焊接質(zhì)量[11]。
道岔內(nèi)鋼軌間的焊接無需在鎖定軌溫范圍內(nèi)完成,但需滿足鋁熱焊接相關(guān)技術(shù)標準。岔內(nèi)鋼軌焊接完成,道岔基本軌、導軌應(yīng)力放散完成后,再完成尖軌焊接及道岔與區(qū)間線路焊聯(lián)。
道岔內(nèi)部接頭焊接順序見圖5。各焊頭焊接順序為:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12。
圖5 道岔焊接順序
3.2.6 應(yīng)力放散,道岔鎖定
道岔作為一個固定區(qū),不能進行拉伸放散,應(yīng)力放散采用在鎖定軌溫范圍內(nèi)自然放散的方式進行。
(1)拆開扣配件,讓鋼軌處于自然狀態(tài),在軌底每10 m支墊1個滾筒,用銅錘輕輕敲擊軌腰,直、曲基本軌從中間朝兩頭敲打,直、曲導軌從轍叉朝岔前方向敲打,敲打完畢立即取出滾筒,鎖定道岔,復緊扣件。道岔鎖定后,對道岔進行機械搗固作業(yè)時,一次起道量不得大于20 mm,不得連續(xù)拆除道岔配件,防止道岔內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中,改變道岔鎖定軌溫。
(2)道岔與區(qū)間鋼軌焊接時,道岔前后100 m作為道岔的一部分,焊接時松開扣件,每10 m支墊滾筒釋放應(yīng)力,鎖定焊接完成后緊固扣件,道岔與線路形成跨區(qū)間無縫線路。
3.2.7 尖軌自由伸縮控制
道岔尖軌無扣件鎖定,若尖軌與基本軌相對位置發(fā)生較大變化,直接會影響轉(zhuǎn)轍機正常工作。尖軌的伸縮量控制是確保工電設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。尖軌焊頭焊接在基本軌和導軌應(yīng)力放散完成后在鎖定軌溫范圍內(nèi)進行,是確保基本軌和導軌在內(nèi)部無應(yīng)力的情況下完成尖軌與導軌焊接。尖軌自由端會隨著軌溫的變化產(chǎn)生少量的自由伸縮,不會影響轉(zhuǎn)轍設(shè)備的正常使用[12]。
3.2.8 機械搗固、道岔精調(diào)
利用CPⅢ控制網(wǎng)、軌檢小車對道岔區(qū)進行聯(lián)測,為機械搗固提供精確數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)對道岔區(qū)進行集中起、撥、搗作業(yè)。搗固作業(yè)順坡長度應(yīng)伸出道岔區(qū)前、后不小于100 m,順坡不大于6‰。
機械搗固與精調(diào)作業(yè)是一個系統(tǒng)的作業(yè)過程,需要將兩項工序結(jié)合起來,同步進行整改,提高道岔鋪設(shè)質(zhì)量。
漳州車站(廈深鐵路中間站)42號大號碼道岔已全部鋪設(shè)完畢,并于2012年6月29日正式開通運營,經(jīng)過運營檢驗,道岔設(shè)備各項指標正常,滿足使用要求。道岔的組件多為長大構(gòu)件,自重大、易變形,要在運輸、吊裝、存放等方面控制好產(chǎn)生變形的因素,避免產(chǎn)生塑性變形。在道岔施工方法上,盡量采用原位鋪設(shè)法一次就位,要減少道岔組件和鋼軌倒運和吊裝的次數(shù),縮短存放的時間,鋪設(shè)完成后盡早完成精調(diào)。42號道岔作為一個獨立的單元軌節(jié),全長為157.2 m,軌溫升降帶來的道岔伸縮量較大,在鎖定軌溫控制上要精細嚴格,防止鎖定軌溫超標尖軌伸縮量過大影響轉(zhuǎn)轍機正常工作,通過對道岔進行滾筒放散,能有效地控制道岔的鎖定軌溫,控制道岔的伸縮位移。采用原位鋪設(shè)法鋪設(shè)大號碼道岔,符合經(jīng)濟性、安全性、可靠性的要求,道岔鋪設(shè)較為簡便,適宜于現(xiàn)場施工。
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