程星璠
(中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司,陜西咸陽 712000)
隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,客運(yùn)專線高速鐵路的施工技術(shù)經(jīng)過反復(fù)的研討已經(jīng)有了比較一致的認(rèn)識(shí),其施工項(xiàng)目已經(jīng)全面鋪開。相比之下,對(duì)于客貨共線鐵路一次鋪設(shè)無縫線路快速鋪架施工技術(shù)的研究已顯得滯后,到目前為止,仍然在沿用傳統(tǒng)的架橋機(jī)、鋪軌機(jī)進(jìn)行邊鋪邊架換鋪法施工。雖然這種模式施工工藝比較成熟,但仍存在著需備用大量的工具軌和工序繁多(包括軌節(jié)釘聯(lián)、鋪短軌、換鋪長鋼軌、工具軌回收等)的缺點(diǎn)。為此,中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司于2008年元月立項(xiàng),在新建山西中南部鐵路通道項(xiàng)目中采用單枕連續(xù)法TCM60鋪軌機(jī)組與新研制的JQ190型架橋機(jī)有機(jī)結(jié)合,一次性完成長鋼軌鋪設(shè)和架設(shè)專橋((2010)2103重載鐵路T型橋梁)的任務(wù),確保了施工工期和工程質(zhì)量。
鋪軌設(shè)備是TCM60鋪軌機(jī)組,主要由拖拉機(jī)、鋪軌主機(jī)、輔助動(dòng)力車、運(yùn)枕龍門吊、軌枕雙層運(yùn)輸車組成,該機(jī)為機(jī)電液一體化自動(dòng)控制,作業(yè)時(shí)可自行牽引軌枕運(yùn)輸列車,自動(dòng)等距離連續(xù)鋪設(shè)軌枕。其主要運(yùn)架設(shè)備有:新研制的JQ190架橋機(jī)、運(yùn)梁車(YL190輪胎式和YL100軌式運(yùn)梁車)、龍門吊(MD95移動(dòng)式和GD95固定式龍門吊)。
TCM60鋪軌機(jī)組先鋪設(shè)1條股道軌至橋頭約70 m處停止作業(yè)并返回;利用已鋪好股道,JQ190型架橋機(jī)組等進(jìn)行架橋作業(yè),同時(shí)長鋼軌鋪軌機(jī)組在另一線進(jìn)行鋪設(shè)500 m長軌條作業(yè);架橋到一定的位置后,鋪軌機(jī)組與架橋機(jī)在兩線間互相交換,實(shí)現(xiàn)雙線同時(shí)作業(yè),提高鋪架效率,以達(dá)到縮短工期的目的。
2.1.1 鋪軌工藝流程
單枕連續(xù)法鋪軌施工工藝流程如圖1所示。
圖1 鋪軌工藝流程
2.1.2 鋪軌工藝要點(diǎn)
(1)施工準(zhǔn)備。確保鋪軌效果要嚴(yán)格按照直線50 m一個(gè)點(diǎn)、曲線20 m一個(gè)點(diǎn)布設(shè)軌道中心標(biāo)示線;每次作業(yè)前,都要對(duì)軌枕部件、連接情況和鋪軌機(jī)各項(xiàng)功能進(jìn)行檢查,尤其是布枕功能,確保初始鋪設(shè)的軌枕間距符合要求。
(2)拖拉長鋼軌。本設(shè)備拖拉長鋼軌的流程與普通的單枕連續(xù)法相似,經(jīng)過卷揚(yáng)機(jī)牽引、安裝拖拉夾具、拖拉前行、落下對(duì)齊等步驟實(shí)現(xiàn),具體內(nèi)容不在此贅述。需要注意的是:①拖拉機(jī)開始拖拉長鋼軌前行,每隔10 m左右,在長鋼軌下面對(duì)稱放置一對(duì)橫向中心距為3~3.25 m滾筒;②長鋼軌拖拉完畢后,主機(jī)需要先開始一段距離的布枕工作,直至主機(jī)后轉(zhuǎn)向架的前輪行至距已鋪軌端300 mm左右時(shí),用主機(jī)兩端的吊鉗將長鋼軌的尾端吊起,送入收軌裝置并收進(jìn)承軌槽內(nèi),利用夾鉗移動(dòng)長鋼軌的軌端與已鋪鋼軌軌端對(duì)正,并預(yù)留適當(dāng)?shù)能壙p,然后開始安裝簡易夾板。
(3)布枕作業(yè)。通過液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),將混凝土軌枕傳送至轉(zhuǎn)接臂上,散枕臂抬高并伸出,轉(zhuǎn)接臂打開,混凝土軌枕落在散枕臂上,然后散枕臂落下并抽回落枕;當(dāng)走行距離達(dá)到設(shè)定值時(shí),勻枕?xiàng)U落下并推動(dòng)混凝土軌枕前進(jìn),當(dāng)混凝土軌枕間距達(dá)到預(yù)定值時(shí),勻枕?xiàng)U提起,由此來完成混凝土軌枕間距的控制,整個(gè)過程均由一系列感應(yīng)裝置操縱液壓系統(tǒng)自動(dòng)完成。
(4)布放橡膠墊板。在布枕的同時(shí),在長鋼軌就位之前人工放置橡膠墊板,放置時(shí)應(yīng)確保承軌槽內(nèi)平整無雜物。
(5)收軌。在布枕的同時(shí),鋪軌機(jī)利用三重收軌裝置逐步將長鋼軌收回,確保其準(zhǔn)確落入承軌枕槽內(nèi);在收軌同時(shí)將鋪軌機(jī)前方的滾筒收放至鋪軌機(jī)的滾筒架上,當(dāng)1節(jié)長鋼軌鋪設(shè)完畢,將滾筒轉(zhuǎn)放在拖拉機(jī)后方的滾筒架上,以便在下一次拖拉長鋼軌時(shí)使用;鋪軌時(shí),要每隔5根軌枕進(jìn)行1根軌枕扣件的預(yù)安裝。
(6)補(bǔ)扣件。在枕軌運(yùn)輸車的后面,用專用彈條扳手等工具在鋼軌左右同時(shí)補(bǔ)上剩余部件。
重復(fù)以上(2)至(6),進(jìn)行長鋼軌軌道的鋪設(shè)工作,直至鋪設(shè)長鋼軌軌道至橋頭70 m處停止作業(yè),鋪軌機(jī)及長鋼軌牽引車返回,準(zhǔn)備進(jìn)行架橋施工。
2.2.1 架橋工藝流程
架梁施工分為3個(gè)主要過程,分別為T梁片運(yùn)輸、T 梁片架設(shè)和架橋機(jī)縱移過孔。其工藝流程如圖2所示。
圖2 架梁施工工藝流程
2.2.2 架橋工藝要點(diǎn)
(1)施工準(zhǔn)備。檢查設(shè)備部件緊固、磨損等指標(biāo)是否正常;將架橋機(jī)、移動(dòng)式倒裝龍門吊、輪胎式運(yùn)梁車、固定式龍門吊運(yùn)輸至由長軌條鋪軌機(jī)鋪設(shè)的軌道末端,在預(yù)定位置安裝,達(dá)到工作狀態(tài)。
(2)T梁片運(yùn)輸。移動(dòng)式倒裝龍門吊將最前端第1片T梁倒裝至輪胎式運(yùn)梁車上,由其運(yùn)送T梁片至架橋機(jī)尾部進(jìn)行喂梁;同時(shí)固定式倒裝龍門吊將待架梁片依次倒裝到第1組空運(yùn)梁平板車上,等待下次運(yùn)輸工作。
(3)T梁片架設(shè)。架橋機(jī)在運(yùn)梁車配合下共同完成拖梁和取梁,通過前、后起重小車進(jìn)行提梁、移梁、落梁、整機(jī)橫移,完成雙線4片梁的架設(shè)。在拖梁、取梁過程中,在圖3所示工作位,首先前起重小車吊起T 梁,啟動(dòng)前起重小車及運(yùn)梁車的拖梁小車進(jìn)行拖梁;T 梁后端到達(dá)后起重小車位置時(shí),由后起重小車將梁片吊起,實(shí)現(xiàn)取梁。 在移梁、落梁過程中,如圖4所示,在運(yùn)梁車離開后,起重小車同步將混凝土T梁前移到位;下落梁片至一定高度后,小車與整機(jī)橫移配合將梁片橫移到位,前、后起重小車下落梁片到墩頂,并精確調(diào)整到位。通過重復(fù)此工藝,在實(shí)現(xiàn)4片T梁的架設(shè)后焊接所有橫隔板,穿拉鋼絞線,然后架橋機(jī)準(zhǔn)備縱移過孔。
圖3 拖梁、取梁工藝示意圖(單位:m)
圖4 移梁、落梁工藝示意圖
(4)架橋機(jī)縱移過孔。架橋機(jī)在架設(shè)完畢一段橋梁后,需要前、后起重小車與自前向后的0至3號(hào)柱相配合經(jīng)過5步操作進(jìn)行縱移過孔,為下一段架梁做好準(zhǔn)備,詳細(xì)具體過程為:①吊梁小車與柱銷接,前、后起重小車分別與1號(hào)、2號(hào)柱銷接;②機(jī)臂一次縱移,提起3號(hào)柱,前、后起重小車驅(qū)動(dòng)機(jī)臂、0號(hào)柱、3號(hào)柱前移14 m,如圖5所示; ③機(jī)臂二次縱移,先支撐3號(hào)柱,提起2號(hào)柱,后起重小車驅(qū)動(dòng)2號(hào)柱縱移18.7 m,之后,支撐2號(hào)柱提起3號(hào)柱,前、后起重小車驅(qū)動(dòng)機(jī)臂、0號(hào)柱、3號(hào)柱前移18.7 m到位,如圖6所示;④1 號(hào)柱縱移過孔,先支撐0號(hào)、1號(hào)、3號(hào)柱,提起2 號(hào)柱,后小車驅(qū)動(dòng)2號(hào)柱繼續(xù)前移14 m到位 ,然后支撐2號(hào)柱,提起1號(hào)柱,前小車驅(qū)動(dòng)1號(hào)柱前移32.7 m到位,如圖7所示; ⑤吊梁小車釋放銷接,前、后起重小車銷接釋放,準(zhǔn)備進(jìn)行下一段T梁架設(shè)。
圖5 機(jī)臂一次縱移示意圖(單位:m)
圖6 機(jī)臂二次縱移示意圖(單位:m)
圖7 1號(hào)柱縱移過孔示意圖(單位:m)
(5)末孔梁架設(shè)??梢詫?號(hào)柱下柱體向前折翻,1號(hào)柱上、中柱體重合,降低前端柱體的高度,從而完成架橋機(jī)縱移過孔,如圖8所示。
圖8 末孔梁架設(shè)示意圖
(6)其他工作條件應(yīng)對(duì)方案。架設(shè)變跨梁時(shí),可以調(diào)節(jié)2號(hào)柱與機(jī)臂的相對(duì)固定位置實(shí)現(xiàn)。架設(shè)有縱坡時(shí),各柱均采用伸縮結(jié)構(gòu),使柱身高度可調(diào),通過調(diào)節(jié)各柱體的高度,最大可在20‰ 縱坡下施工。架設(shè)曲線梁時(shí),在3號(hào)柱安裝了擺頭油缸,在架橋機(jī)一次縱移過孔完成后,通過擺頭油缸與1號(hào)柱橫移輪組,實(shí)現(xiàn)機(jī)臂繞2號(hào)柱支點(diǎn)擺頭,從而使架橋機(jī)可在600 m半徑的曲線上架梁。
傳統(tǒng)的換鋪法主要是在鋪架基地使用工具軌拼裝25 m軌節(jié),施工列車將軌節(jié)運(yùn)送至鋪軌地點(diǎn)并使用鋪軌機(jī)鋪設(shè)25 m軌節(jié)。當(dāng)鋪設(shè)的工具軌達(dá)到一定長度時(shí),長軌運(yùn)輸車將廠焊長鋼軌卸至線路兩側(cè)碴肩上,現(xiàn)場將500 m長軌條焊接成1500 m單元軌條,在鎖定軌溫時(shí),拆除新鋪線路上1500 m單元軌節(jié)長度范圍內(nèi)普通線路扣件,利用軌道車牽引換軌小車將砟肩上的單元軌節(jié)換鋪至線路上,進(jìn)行單元軌節(jié)應(yīng)力放散及鎖定,并同時(shí)回收工具軌。
雖然這種模式施工工藝較成熟,但存在著需備用大量的工具軌、工序繁多(包括軌節(jié)釘聯(lián)、鋪短軌、換鋪長鋼軌、工具軌回收等)及投入設(shè)備多、勞動(dòng)力多、成本高的缺點(diǎn)。
相較于傳統(tǒng)換鋪法,客貨共線鐵路一次鋪設(shè)無縫線路快速鋪架施工技術(shù)取消了工具軌,減少鋪短軌后換鋪長鋼軌等繁雜工序,在大幅提高鋪架效率的同時(shí)節(jié)約了成本:①鋪架基地規(guī)??s小,基地內(nèi)只需混凝土枕存放區(qū)及一個(gè)長鋼軌存放區(qū),相較于傳統(tǒng)基地規(guī)模減小了3/4;②減少了設(shè)備使用,減少了軌節(jié)釘聯(lián)機(jī)、龍門吊、機(jī)車、換軌車、收軌車及大量平板車等相關(guān)機(jī)械設(shè)備投入;③施工工序減少,傳統(tǒng)的短軌拼裝、倒裝、運(yùn)輸、鋪設(shè)及換鋪長鋼軌等工序去掉了,節(jié)省了近一半的人、材、機(jī)等工程成本;④取消了工具軌,節(jié)省了工具軌的購置(租用)、運(yùn)輸、調(diào)遷等費(fèi)用。
近些年,隨著鐵路交通的迅速發(fā)展,客貨共線鐵路傳統(tǒng)的邊鋪邊架換鋪施工的模式在施工組織中存在的弊端越來越明顯。客貨共線鐵路一次鋪設(shè)無縫線路快速鋪架施工技術(shù)中,TCM60鋪軌機(jī)組單枕法鋪軌經(jīng)驗(yàn)成熟,與新研究的JQ190型架橋機(jī)配套設(shè)備相結(jié)合,通過中南通道項(xiàng)目鋪軌架梁生產(chǎn)實(shí)踐,研究總結(jié)出一整套的客貨共線鐵路一次鋪設(shè)無縫線路快速鋪架施工技術(shù)和方法,提高了客貨共線新建鐵路的施工能力,節(jié)省了大量人力、物力,社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益顯著。