机械化铺设道岔.docx
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机械化铺设道岔.docx
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机械化铺设道岔
机械化铺设大号码道岔
前 言
以往铁路采用的道岔一般为9#和12#道岔,最大为18#道岔,其长度最大不超过70m,可直接采用人工铺设道岔。
但随着我国铁路运营速度的不断提高,对过岔速度亦越来越高,因此,主要铁路干线都普遍采用60kg/m钢轨混凝土岔枕大号码道岔来代替以往50kg/m钢轨木枕小号码道岔,以提高过岔速度。
38#道岔已应用在秦沈客运专线上,其长度136.2米,重160.7吨,以后甚至还有更长更重的50#、、道岔,其长度约206米,重200多吨。
这样而来大大增加了道岔的长度和自重,如果继续采用传统的人工方法铺设道岔,施工难度明显加大,也增加了现场的施工人员,施工效率不高。
因此,利用机械化铺设道岔已成为我国今后铺设道岔的必然趋势。
一、国外铺设道岔情况简介
工业化国家在既有线上铺设道岔,一般先在道岔工厂按照图纸组装好,然后再运往施工现场。
这样既减少了现场工作量,又能保证预铺质量。
根据施工要求,工厂组装分为成组组装和分段组装两种。
道岔全长在40~70m之间,一般采用成组组装,更长的道岔一般采用分段组装、分段铺设的方法。
在工厂组装道岔必须配备有相应的专用道岔运输车。
先在工厂将组装好的道岔吊放在专用车辆上,由于道岔宽度较宽,运输时必须将道岔斜放,以保证不超出限界,再运往施工现场。
法国吉斯马公司开发的PUM专用设备,由多组机动龙门架与运送小车组成。
根据道岔长度和重量,采用不同组数作业。
优点:
投资少、不受道岔长度、重量的限制、技术上难度不太大。
缺点:
作业时间长、需铺设临时轨道、需用专用运输车运输,而且在运输道岔的过程中不能解决超限问题,也就不能解决长途运输问题。
奥地利普拉塞.陶依尔公司开发的“四柱起重架”与组合机组用于道岔的分组铺设。
“专用两用运输车”装有升降履带走行装置,可在无轨道时将道岔运到“四柱起重架”之下,完成铺设工作。
优点:
现场配合人员少、自动化程度高、施工效率高、可以解决道岔的长途运输问题、不用铺设临时轨道。
缺点:
一次投资大、技术难度高。
芬兰开发的DESEC型专用设备由“龙门起重框架”和“运送车”组成。
“龙门起重框架”下有四组升降履带走行机构,可以吊重在道床上任意走行,完成道岔的铺设工作,该机配有自动遥感装置可实现两机联动作业,适合道岔组装运输、铺设一条龙作业。
优点:
现场配合人员少、自动化程度高、施工效率高、不用铺设临时轨道。
缺点:
一次投资大、技术难度高。
二、我国道岔铺设现状
我国既有铁路线更换道岔受封锁时间限制,为了确保道岔铺设质量,减少施工封锁时间,必须采用换铺法。
换铺前需根据地形、地貌情况,并按照道岔的长、宽确定预铺位置,搭设组装平台,在平台上组装道岔,然后在封锁时间段内进行换铺作业。
由于现场情况不同,预铺的道岔不可避免的要做横向或纵向的位移才能到达铺设位置(如果能避免纵向移动道岔,就可以省去铺设临时轨道、拆除临时轨道这两道工序,节省时间)。
但即使配备纵、横移滑轮,用人工铺设P60-38#道岔(全长136.2m,总重约160t,分三部分铺设最长部分51.6m,最重部分65.1t,最宽部分4.8m)的难度也相当大。
而且在人工拉岔过程中力量不宜掌握,很容易发生道岔偏斜现象,如果一次不能就位,则需要纠偏,操作难度更大,并且对道岔本身影响很大。
新建铁路线铺设道岔,一般采用现场铺设法,在铺轨到达道岔位置之前即完成道岔的现场铺设工作。
这就要求有运输设备,能把道岔料通过铁路以外的方式(如公路)提前运送至设计岔位附近。
小号码道岔(12#道岔最长轨料19.192m)可以作到,但对于大号码道岔(最长轨料49.192m)受施工现场便道的限制操作起来难度就很
大。
一般对于大号码道岔也需要采取换铺法。
三、施工方案比选
根据国内外道岔施工情况,从工期、设备、费用以及精度控制等方面确定的五种主要方案,分别比较如下:
1工厂组装、公路或铁路现场铺设方案
其优点是:
A、施工时不受外界干扰;B、突击性强,可以缩短总工期。
缺点:
A、运输费用昂贵;B、组合件的整体性难以保证;C、需配备专用大型吊装设备。
2公路散件运输现场预铺方案
其优点是:
A、可以缩短总工期;B、施工时不受外界干扰;C、不影响铺轨、整道的正常施工。
缺点:
A、运输费用昂贵;B、组合件的整体性难以保证;C、修建临时便道并配备大型吊装设备。
3铁路散件运输、横移推进、纵移到位方案
其优点是:
A、运输费用低;B、突击性强。
缺点:
A、铺设精度、调整质量不易控制;B、设组装平台及滑道,产生额外费用;C、受场地狭小的限制,施工困难大。
4铁路散件运输、原位组装换铺方案
其优点是:
A、运输费用低;B、毋需配备大型吊装设备;C、施工灵活,一次性封锁时间短;D、容易保证铺设、调整质量。
缺点:
A、施工过程中受行车影响;B、作业时间长。
5铁路散件运输、现场预铺、机械换铺方案
其优点是:
A、运输费用低;B、施工过程中不受行车影响;C、施工灵活,一次性封锁时间短;D、容易保证铺设、调整质量。
缺点:
A、需使用专用道岔铺设机具;B、需配备大型吊装设备;C、一次性投入费用高。
基于以上分析,方案5比较适合高速铁路施工要求,容易保证工期和铺设精度。
经过比选,决定采用轨排临时过渡、铁路散件运输、现场预铺、机械换铺的方案。
四、道岔铺设机械设备的确定
根据以上国外三种道岔铺设设备的综合比较,以及我国的实际情况,选用以下施工设备:
1、类似吉斯玛公司的“上位机”。
可用于道岔轨料的吊卸、已组装完毕的道岔的横移、纵移。
每台能负重20t、提升行程2000mm、摆动行程1375mm、轨道走行速度5km/h。
用于铺设50#道岔需8台,38#道岔需4台。
2、“下位机”,用于运输已组装完毕的道岔。
每台能承重20t、轨道走行速度0-12km/h。
3、铁路平板车(6辆)。
将道岔轨料运至铺设现场进行组装,考虑到道岔轨料较长,必须在平板车上设转向架,以避免在运输过程中钢轨受到扭伤。
4、15t汽车吊(2台)。
用于配合道岔轨料的卸料、上位机的吊运等。
五、道岔铺设
(一)施工总体方案
对于Ⅰ线道岔铺设:
1.当Ⅰ线长轨铺设抵达道岔位置(即车站),用轨排临时过渡,其它地段正常长轨铺设;2.在Ⅱ线上搭设道岔组装平台,利用铁路散件运输道岔轨料、进行道岔的现场分段预铺;3.利用上、下位机吊装、运输、换铺分段道岔;4.进行道岔整道(小型捣固机配合道岔整道机)、电务安装及维护。
对于Ⅱ线道岔铺设:
采用同Ⅰ线道岔铺设相同的方案及铁路散件运输道岔轨料、进行道岔原位现场预铺相结合的联合方案。
(二)工艺说明
1、施工现场准备工作
(1)按设计放出四大桩(岔前、岔心及两个岔尾桩),并在岔内每20-30m测设一中心桩,并与前后至少100m长线路联测复核。
(2)场地平整:
要求道碴为一级碎石道碴,目测道碴粒径、级配及清洁度符合要求,道碴铺垫的长度及宽度、厚度(>15cm)及平整度(≤2cm)满足道岔铺设的直顺要求。
(3)清点好撬棍、活动扳手、上III型扣件专用扳手、50m长钢尺等工具,分类堆放,专人保管。
(4)道岔组装平台搭设
在车站Ⅱ线中心附近进行道岔组装平台搭设,为了保证组装平台平稳牢固,平台两侧用槽钢搭设形成钢梁,槽钢间每隔3~4米用角钢联结起来,以增强组装平台的整体刚度。
道岔组装平台可分节进行拆卸,道岔组装平台示意图见图-4。
2、道岔组合件运输、吊卸
道岔的尖轨、基本轨组合件和辙叉组合件具有长、重及精度高的特点,必须整体运输和吊卸,并保证工件不能产生过大的挠曲变形。
(1)运输
尖轨—基本轨组装件采用夹具将尖轨固定于基本轨上,装卡夹具点应多于3处(尖端处附近,尖轨断面35-50mm,尖轨70断面处等),可动心轨辙叉将活动心轨拨至直股开通方向,用楔形木块逼紧可动心轨,辙叉底部设置4-6根短枕木,并按重心位置均匀分布,用螺纹道钉将短枕木与辙叉垫板连接起来。
将组合件置于运输托架上固定好,机车运至铺设地点。
(2)吊卸
根据道岔组装件的特点,用带有转向架的运输平板车将道岔各部件运往施工现场,利用10t吊车配合上位机将其卸到组装平台附近,卸料时应轻吊、轻放,以防止混凝土岔枕损伤和道岔钢轨变形影响道岔铺设质量。
3、道岔组装
以P60-38#道岔为例,由于其长度较长(136.2m),组装时可分三个部分(见图-3)按照道岔铺设图进行分段组装,1#~82#岔枕为第一部分,83#~154#岔枕为第二部分,155#~227#岔枕为第三部分。
其中第一部分总长:
49.192m,总重:
48.4t,前宽:
2.6m,后宽:
2.8m(尖1动2.9m,尖2动2.9m,尖3动2.92m,尖4动2.94m,尖5动2.96m,尖6动3.02m);第二部分总长:
51.577m,总重:
47.2t,前宽:
2.9m,后宽:
3.7m,(其中悬空8.4m);第三部分总长:
43.784m,总重:
65.1t,前宽:
3.7m,后宽:
4.75m(心1动4.23m,心2动4.33m,心3动4.47m)。
P60-38#道岔全长136.2m,Ⅲ型混凝土岔枕,Ⅲ型弹性扣件,总重约160t。
P60-50#道岔组装与P60-38#道岔相似,同样分三部分进行组装。
4、内部焊头焊接
组装完毕后,对道岔的各部位尺寸进行检查验收,发现有误差的及时调整。
然后按照《大号码道岔焊连技术条件》的要求,用铝热焊接工艺将各部分的内部焊头焊接起来。
之后对焊头进行打磨。
5、组装平台拆除
焊头焊接完毕后,将上位机开到已组装好的道岔上,然后用上位机将欲铺设的第一部分道岔吊起,移到下位机车上。
(用人工将该部分道岔下方的组装平台迅速拆除掉,拆除时应注意安全。
)
6、道岔铺设
尽量选择在道岔设计锁定轨温范围内,将道岔落下,铺设道岔。
利用上位机来调整道岔的纵横量。
铺设就位后,重复第5个步骤,完成第二、第三部分的道岔铺设。
7、各部分间的焊头焊接
待三部分的道岔均已铺设完毕后,用铝热焊接工艺将之间的焊头焊接起来。
8、上碴整道
待焊接完毕后,立即进行补碴整道,首先使用小型捣固机进行道岔初整,然后使用08-475道岔整道机械对已铺设好的道岔的方向和高低进行精整,使其几何尺寸达到设计要求。
9、应力放散及锁定
当道床状态达到初期稳定阶段时,且轨道几何尺寸在允许偏差范围内,根据道岔铺设轨温、整道时的轨温等综合情况对道岔进行应力放散及锁定。
六 质量要求
1.运输时以50长的高强度桁架支承组合件,桁架置于两节负重平板车上,两端各使用一节游车。
2.对上岗人员进行培训,使其熟悉各配件的装配位置及其装配、调节方法。
组装时应注意组合标记正确,并及时检查核对。
3.配备专用检测工具如支距尺、道尺等,并专人保管、专人检测。
检测时严格遵照大号码道岔铺设验评标准。
不合格的查找原因,及时处理、调整至合格。
4.箱装散件、岔枕及60kg/m钢轨用人工滑杆卸车,控制下滑速度,并在滑下端置缓冲垫物。
散件以组为单位分开堆放,避免组装时混拿乱用。
卸车及堆放场地应事先平整。
5.吊卸时应平起平落、轻吊慢放,以防工件变形。
辙叉组合件着地时应加强保护可动心轨第一、第二牵引点的转换凸缘,不得将其撞坏。
6.由于轨温的变化,长钢轨的纵向温度力将直接作用于道岔的辙叉部分和转辙器部分,使无缝道岔的导轨和辙叉产生位移,必须严格控制道岔锁定轨温及予留轨缝值。
7.排轨首先从尖轨—基本轨组合件排起。
道岔前端方正差应小于4mm。
基本轨安装锁闭铁孔的中心连线对直基本轨的垂直度不得大于3mm。
满足要求后将转辙器部分锁定,再根据轨缝要求往后排轨。
限位器子母块居中,误差不大于0.5mm,道岔全长误差为20mm,各牵引点处开口值偏差为2mm。
8.轨距、支距调整方法选用的顺序为:
利用垫板与螺钉间的缝隙调整→换用轨距块调整。
9.尖轨尖端密贴为0.2mm,心轨前端密贴为0.5mm,其它部位密贴为0.8mm;尖轨尖端轨距为1435±1mm,连接部分、辙叉及其它轨距控制点的轨距为1435±2mm,支距误差为±2mm;横向水平差±2mm,导曲线部分不得有反超高;方向及高低用10m弦量偏差不大于2mm;各焊缝偏差不大于2mm,滑床板坐实坐平,牵引点前后各一块垫板与台板的间隙不大于0.5mm;焊缝调整须保证焊缝偏差不大于±2mm,同时满足道岔全长偏差不超过±20mm;焊连原则是先岔内后岔外;岔内先外股后直股,尖轨跟端最后焊连。
10.无缝道岔与区间长钢轨焊接后,应及时整道。
补碴、捣固时每次起道量不大于40mm。
轨顶高程现场实时测量控制。
捣固后应全面整修。
11.为防止因温度变化导致尖轨和心轨的转辙机扳动不灵活,采用限位器控制尖轨与基本轨的相对位移,在心轨与翼轨间用间隔铁螺栓使其联结固定,必须严格控制尖轨调整质量及电务安装调试的质量。
七 机具设备
使用的主要机具设备见表1。
八 劳力组织
劳力组织见表2。
表1 主要施工机具
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
上位机、下位机
套
8
道岔铺设机
2
小型捣固机
台
6
配12个液压起道机,辅助整道
3
起道机
个
10
4
铝热焊设备
套
2
法国QPCJ工艺
5
道岔整道机
08-475
台
1
进行综合整道
6
铁路平板车
辆
6
运输道岔轨料
7
汽车吊
台
2
15t,吊卸轨料
表2 劳动力组织表
序号
工种
人数
工作内容
1
现场指挥
1
负责人员组织管理,安全教育
2
技术负责
1
负责施工组织、技术交底、处理现场技术问题
3
技术员
3
胶垫及垫板等配件的安放位置、检查记录、岔位定位等
4
工班长
2
吊卸、安装、整道的劳力分配,铝热焊人员分配
5
安全员
2
负责吊卸、安装时安全检查
6
工人
20
布岔枕、上钢轨、安放配件、整道、焊接、应力放散等
合计
29
九 安全措施
1、封锁线路期间,安排专人防护。
2、组装道岔时,安排两名专职安全员,现场指挥一人,保证组装件同时起吊和下落。
3、施工期间过车,必须在铺设、初调完毕后。
且要采取以下三种防护措施:
A、机车限速5公里/小时;B、用夹板及宽20~22mm的轨塞保护岔内钢轨轨头;C、使用勾锁器等器具固定住心轨和尖轨;D、道岔必须经过至少一遍粗整道,尤其是保证岔心、尖轨处的平整。
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