杜以軍

(中鐵二十二局 第二工程有限公司，北京 100041)

SVM1000型鋪軌機(jī)組改進(jìn)方案及施工應(yīng)用

杜以軍

(中鐵二十二局 第二工程有限公司，北京 100041)

引進(jìn)的SVM1000型鋪軌機(jī)組采用的是單根軌枕鋪設(shè)法，使用過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不完善，導(dǎo)致鋪軌效率較低。通過改進(jìn)主機(jī)布枕裝置，加大了扣件安裝的工作空間，新增一臺(tái)國產(chǎn)軌枕搬運(yùn)龍門吊，穿軌槽改造成喇叭口的穿軌框，自主研發(fā)的鋼軌接頭對(duì)位器，能夠快速把鋼軌接頭準(zhǔn)確對(duì)位，提高了鋪軌效率。

SVM1000型鋪軌機(jī)組 改進(jìn)方案 施工應(yīng)用

2002年引進(jìn)我國的SVM1000型鋪軌機(jī)組由奧地利普拉塞陶伊爾公司制造，該機(jī)組是“單根軌枕鋪設(shè)法”類型中最具有代表性的機(jī)型，可以說其代表著當(dāng)時(shí)鋪軌設(shè)備的最高水平。設(shè)備引進(jìn)后先后在浙贛、石太、海南等項(xiàng)目進(jìn)行過無縫線路鋪設(shè)施工，由于受國外設(shè)計(jì)理念及當(dāng)時(shí)國內(nèi)施工現(xiàn)場條件限制，該套設(shè)備始終沒有達(dá)到理想工作狀態(tài)，設(shè)備整體效能劣于國內(nèi)同類產(chǎn)品，一些弊端已經(jīng)嚴(yán)重影響了鋪軌工作效率，無法滿足鋪軌施工需要。

2010年中鐵二十二局集團(tuán)承擔(dān)了湘桂鐵路460 km的鐵路鋪軌任務(wù)，為適應(yīng)現(xiàn)場施工需要，提高鋪軌效率，對(duì)國外引進(jìn)的SVM1000型鋪軌機(jī)組整體性能分析，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況，對(duì)該機(jī)組進(jìn)行了改進(jìn)，最后取得了良好效果。

1 SVM1000型鋪軌機(jī)組基本情況

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)與原理

SVM 1000型鋪軌機(jī)組由一臺(tái)拖拉機(jī)、布枕機(jī)、軌枕運(yùn)輸列車及一臺(tái)或多臺(tái)在軌枕運(yùn)輸車上開行的龍門吊(簡稱軌枕搬運(yùn)車)等裝置組成(見圖1)。拖拉機(jī)(一般采用大功率履帶推土機(jī))用于長鋼軌的拖拉;布枕機(jī)上設(shè)有軌枕傳送系統(tǒng)、軌枕布設(shè)機(jī)構(gòu)和長鋼軌收攏機(jī)構(gòu)，完成長鋼軌的鋪設(shè)和長鋼軌的收攏就位;枕軌運(yùn)輸列車用于裝運(yùn)鋼軌和軌枕:龍門吊用于將枕軌運(yùn)輸列車上的軌枕成組轉(zhuǎn)運(yùn)到布枕機(jī)的軌枕傳送系統(tǒng)。

圖1 SVM1000型鋪軌機(jī)組的組成示意

SVM1000鋪軌作業(yè)方法是單根軌枕連續(xù)鋪設(shè)法，整臺(tái)鋪軌車前端支撐在一臺(tái)可自行行駛的履帶車上，不需要在鐵路軌道上行走，在鋪軌機(jī)前端設(shè)置一臺(tái)履帶式拖拉機(jī)，用履帶式拖拉機(jī)在路基上行走。在運(yùn)輸時(shí)，液壓機(jī)構(gòu)將履帶式拖拉機(jī)吊起，前端轉(zhuǎn)向架落在軌道上，后端座落在軌行車架上，軌枕由門式吊機(jī)在存放平臺(tái)與軌枕車之間穿梭輸送，存放平臺(tái)上的軌枕可通過傳送鏈運(yùn)至軌枕鋪放機(jī)構(gòu)，并由該機(jī)構(gòu)按準(zhǔn)確的枕距、位置及方向自動(dòng)鋪放軌枕。SVM1000的作業(yè)效率主要取決于鋪設(shè)物料的運(yùn)輸工具數(shù)量、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸調(diào)度等因素。正常情況每班(12 h)可鋪軌1 000 m。

①由拖拉機(jī)預(yù)先從SVM1000型鋪軌車前端將長鋼軌拖出，并按約3 m的軌距將長鋼軌拖放于線路兩側(cè);②由SVM1000型鋪軌車中部的軌枕鋪放機(jī)構(gòu)鋪放軌枕;③由SVM1000型鋪軌車后部的液壓滾輪夾鉗將放置在線路兩側(cè)的長鋼軌收放到軌枕上軌槽內(nèi);④安裝鋼軌扣件，并予以緊固。整個(gè)軌道鋪設(shè)過程基本上可實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。

1.2 設(shè)備使用過程中發(fā)現(xiàn)的主要弊端

1)SVM1000型鋪軌機(jī)組采用的是垂直向下傳遞軌枕布枕機(jī)構(gòu)(見圖2)，這種布枕形式能夠很好地保證軌枕的正確布設(shè)，軌枕的間距和傾斜度滿足質(zhì)量要求，但前提是必需對(duì)已碾壓成型的碎石道床拉出約寬1.2 m、深7.0 cm鋪軌槽，在抽出布枕鉤時(shí)不至于摩擦或拖動(dòng)軌枕，保證軌枕靜止不動(dòng)，從而保證軌枕位置的準(zhǔn)確性，而實(shí)際施工時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)拉槽不到位，布枕鉤在落枕時(shí)還會(huì)刮碰道砟，道砟面稍有不平就會(huì)導(dǎo)致軌枕一端落地而另一端被主機(jī)帶動(dòng)造成軌枕傾斜或間距不準(zhǔn)，原主機(jī)又未配置機(jī)械勻枕裝置，后續(xù)人工方枕工作量很大。另外，我國鐵路客運(yùn)專線道床施工要求采用機(jī)械攤鋪碾壓法成型，對(duì)平整度和壓實(shí)度要求較嚴(yán)格，中間拉槽會(huì)破壞道床的平整度和壓實(shí)度，嚴(yán)重影響鋪軌質(zhì)量。

圖2 布枕原理示意

2)原機(jī)組鋪設(shè)機(jī)收軌夾鉗與后轉(zhuǎn)向架間距離較短，僅有1.5 m左右，扣件安裝空間狹小，撬棍、扳手等工具無空間使用，上扣件較為困難，而且主機(jī)行進(jìn)鋪軌時(shí)容易擠傷扣件工作人員的手、腳。

3)原機(jī)組軌枕搬運(yùn)車只有一臺(tái)，搬運(yùn)軌枕速度與主機(jī)鋪軌速度不匹配，當(dāng)搬運(yùn)軌枕距離＞200 m時(shí)會(huì)出現(xiàn)停機(jī)待枕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鋪軌效率，國產(chǎn)TCM60鋪軌機(jī)組布枕速度與SVM1000型鋪軌機(jī)組相同，但中間不存在主機(jī)等待龍門吊運(yùn)送軌枕時(shí)間，以2 km為施工單位計(jì)算可以節(jié)省8～9 h時(shí)間。

4)原主機(jī)拖軌系統(tǒng)存在出軌動(dòng)力裝置動(dòng)力不足，出軌位置過高，翻軌幾率較高及出軌時(shí)通過穿軌槽過程中摩擦阻力較大等問題。

5)原機(jī)組電氣和液壓元件均為國外生產(chǎn)，國內(nèi)無專業(yè)廠家維修人員，而原廠定貨周期長達(dá)3～4月，而且部分原件編號(hào)已有改變難以找到準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息，加之原件價(jià)格較昂貴、儲(chǔ)備備件代價(jià)較高，常常會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)元件損壞，造成鋪軌停工幾個(gè)月。

6)原主機(jī)控制程序按鋪設(shè)300 m長軌編制，不能鋪設(shè)500 m長軌。

7)原龍門吊智能控制較差，缺少掉道感應(yīng)自動(dòng)停車系統(tǒng)，安全隱患大。

2 SVM1000型鋪軌機(jī)組升級(jí)改造方案

通過對(duì)設(shè)備弊端的分析，結(jié)合國內(nèi)同類設(shè)備施工過程中存在的各類問題，制定出以下升級(jí)改造方案。

1)改進(jìn)主機(jī)布枕裝置，將鋪設(shè)鉤整體縮短，油缸行程變小5 cm，這樣就不需要對(duì)道床進(jìn)行拉槽處理也可進(jìn)行布枕，同時(shí)增加自動(dòng)勻枕裝置，保證軌枕布設(shè)的精度。

2)增加扣件安裝平板，加大了扣件安裝的工作空間，使扣件安裝人員可以直立安裝扣件，并可使用電動(dòng)工具，即提高了工作效率，又確保了人身安全。

3)新增一臺(tái)國產(chǎn)軌枕搬運(yùn)龍門吊，縮短軌枕搬運(yùn)距離，提高鋪軌工作效率。同時(shí)將原龍門吊整個(gè)控制電路改為國產(chǎn)化，用國產(chǎn)集成塊或應(yīng)用廣泛的集成板代替原來原件，便于維修及使用。將龍門吊走形部分改裝為國產(chǎn)構(gòu)造，即將鏈條傳動(dòng)改為齒輪傳動(dòng)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性;將走行馬達(dá)同新購龍門吊改為一致型號(hào)，便于維修、購置及互換;將剎車閘瓦改進(jìn)成混合閘瓦。

4)對(duì)原機(jī)穿軌槽改造成喇叭口的穿軌框，并降低高度，減小摩擦并避免發(fā)生鋼軌側(cè)翻的現(xiàn)象，主機(jī)前端增設(shè)液壓卷揚(yáng)，動(dòng)力來源于主機(jī)液壓系統(tǒng)，兩端可同時(shí)抽軌。

5)對(duì)原軌枕搬運(yùn)車液壓泵增加精濾器，安裝先進(jìn)的走行制動(dòng)和掉道感應(yīng)自動(dòng)停車系統(tǒng)，促使整機(jī)安全性能大幅提高。

6)對(duì)原主機(jī)控制程序升級(jí)，能夠操作鋪設(shè)500 m長軌。

7)原機(jī)組易損部件盡量用國產(chǎn)元件代替，便于維修和更換。

8)研發(fā)鋼軌接頭對(duì)位器(圖3)，國內(nèi)外同類設(shè)備在鋼軌接頭對(duì)位工序均采用夾鉗，效率低。自主研發(fā)的鋼軌接頭對(duì)位器，能夠快速使鋼軌接頭準(zhǔn)確對(duì)位，提高了鋪軌效率。

圖3 自主研發(fā)的鋼軌接頭對(duì)位器

3 升級(jí)改造實(shí)施及應(yīng)用情況

根據(jù)升級(jí)改造方案和鋪軌工期安排，設(shè)備升級(jí)改造于2011年2月開始前期技術(shù)準(zhǔn)備，同年6月開始陸續(xù)改造，9月份改造完成并試鋪，之后正式投入鋪軌施工，至2012年底總共完成鋪軌360 km，在設(shè)備使用和效益方面均取得了較好效果。

1)機(jī)組鋪軌效率大幅度提高，10 h內(nèi)可以完成1.5 km鋪軌，最高日鋪軌曾達(dá)到3.5 km，相比原機(jī)組提高了50%的鋪軌效率。

2)布枕工序無需對(duì)道床進(jìn)行拉槽，原道床的平整度和壓實(shí)度未被破壞，保證了鋪軌質(zhì)量。由于布枕鉤提高后布枕間距和傾斜會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，采用新增的自動(dòng)勻枕裝置(圖4)，仍能夠?qū)崿F(xiàn)精確布枕，枕間距90%以上滿足設(shè)計(jì)要求。

3)出軌軌跡線(圖5)降低后，沒有發(fā)生鋼軌側(cè)翻的現(xiàn)象。

圖4 新增的布枕機(jī)構(gòu)

圖5 降低后的出軌軌跡線

4)在扣件安裝平板車內(nèi)(圖6)，施工人員可以站立，使用電動(dòng)扳手?jǐn)Q緊軌枕扣件螺絲，且空間加大后，人員安全得到保證。

5)新增一臺(tái)軌枕搬運(yùn)車(圖7)后，不僅提高了單班工效，而且一旦一臺(tái)出現(xiàn)故障后，另一臺(tái)也可以維持繼續(xù)鋪軌，不至于全部停工。

圖6 新增的扣件安裝平板車

圖7 新增的軌枕搬運(yùn)車

6)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本次升級(jí)改造費(fèi)共計(jì)430萬元，若新購類似型號(hào)設(shè)備需1 700萬元，若租用類似型號(hào)設(shè)備每公里租金約5萬元，鋪設(shè)360 km線路需1 800萬元，相比之下可以節(jié)約資金超過1 000萬元，并且該設(shè)備可以繼續(xù)在其它類似鋪軌項(xiàng)目發(fā)揮作用，還會(huì)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)備升級(jí)改造改造過程中鍛煉了技術(shù)和操作人員，取得多項(xiàng)技術(shù)成果，社會(huì)效益顯著。

總體上講，本次對(duì)SVM1000型鋪軌機(jī)組升級(jí)改造是成功的，但在使用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些不足。例如，由于主機(jī)動(dòng)力不足。每次只能裝運(yùn)軌料1.5 km，影響了鋪軌進(jìn)度，如果再增加一臺(tái)輔助動(dòng)力車，則每次就可裝運(yùn)軌料2.0 km，鋪軌效率可以提高30%左右。

4 結(jié)束語

SVM1000型鋪軌機(jī)組升級(jí)改造是在良好的制造質(zhì)量基礎(chǔ)上、緊密結(jié)合施工實(shí)際情況進(jìn)行的，通過改進(jìn)功能，增加部分設(shè)施，大幅度提高了整機(jī)工作效率。升級(jí)改造后的SVM1000型鋪軌機(jī)組硬件配置和制造質(zhì)量與國外的TCM60型鋪軌機(jī)相當(dāng)，優(yōu)于國內(nèi)CPG500型鋪軌機(jī)，鋪軌效率與國內(nèi)CPG500型鋪軌機(jī)相當(dāng)，優(yōu)于國外TCM60型鋪軌機(jī)，因此與同類型的設(shè)備相比，具有獨(dú)特的優(yōu)勢，必將在鐵路建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

［1］郝銀根．單枕連續(xù)鋪設(shè)單元軌節(jié)的施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2004(9):57-58．

U215．5+52

B

10．3969/j．issn．1003-1995．2013．09．35

1003-1995(2013)09-0111-03

2013-02-15;

2013-06-20

杜以軍(1970— )，男，山東滕州人，高級(jí)工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)