烏鞘嶺隧道彈性整體道床施工設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

楊秋蓮

烏鞘嶺隧道是亞洲第一長隧,是國家西部大開發(fā)的重點(diǎn)工程,也是新世紀(jì)鐵路實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的標(biāo)志性工程。烏鞘嶺隧道采用了彈性支承塊式整體道床,收到了良好的效果。與舊式整體道床相比,它所提供的軌下靜剛度系數(shù)約400 kN/cm,靜剛度下降了1倍～1.5倍,軌道動應(yīng)力大量降低,具有抗列車沖擊和抗疲勞作用能力強(qiáng)、使用壽命長、列車運(yùn)行平穩(wěn)、速度高、免維修等特點(diǎn)。但其精度要求高,施工難度大。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為了保證鋪設(shè)彈性整體道床工程質(zhì)量,在進(jìn)行鋪設(shè)之前,必須將主要的施工設(shè)備準(zhǔn)備好,彈性整體道床施工所需設(shè)備包括自行式龍門吊、組合式軌道排架、移動式組裝平臺、吊機(jī)行走軌、插入式振搗器、混凝土輸送泵。所需設(shè)備規(guī)格及數(shù)量見表1。以下就鋼結(jié)構(gòu)件自行式龍門吊、組合式軌道排架、移動式組裝平臺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做簡要介紹。

表1 試驗(yàn)段施工專用設(shè)備配備表

1.1 自行式龍門吊

自行式龍門吊為拼裝式框架結(jié)構(gòu),主體用型鋼和鋼板制造。主要零部件包括起重機(jī)、主梁、走行機(jī)構(gòu)、端梁和吊梁等,是用于現(xiàn)場施工吊裝軌道排架的專用設(shè)備。

1)自行式龍門吊的主要參數(shù):a.起重能力:5 t;b.門內(nèi)凈空:3 300×3 170;c.軌道中心距:3 700 mm;d.輸出轉(zhuǎn)速:15 m/min。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主梁采用單根30號的工字鋼,端梁采用20號的工字鋼雙拼,走行機(jī)構(gòu)主架為32號的工字鋼。行走輪踏圓面半徑為260 mm。主梁、端梁、走行機(jī)構(gòu)均采用螺栓栓接,易于拆裝,吊梁為4號的工字鋼拼接而成。3)自行式龍門吊機(jī)主要特點(diǎn):a.電動葫蘆具備高低兩種啟動速度,能滿足在不同工況下安裝和拆卸軌道排架。b.吊梁上設(shè)有聯(lián)動四點(diǎn)抓軌機(jī)構(gòu)和防晃裝置,保證了起吊軌道排架時(shí)受力均勻和平穩(wěn)安放。c.走行機(jī)構(gòu)采用兩級傳動,輸出速度低,運(yùn)行平穩(wěn),滿足施工中對軌道排架位置準(zhǔn)確的要求。

1.2 組合式軌道排架

組合式軌道排架為整體式框架結(jié)構(gòu),主體用50 kg/m鋼軌和型鋼制造,主要零部件包括:軌道式排面、支腿、軌向鎖定器、快速懸掛扣件、側(cè)模等。每榀排架理論長度為6.25 m,左右對稱安裝22塊彈性支承塊,整體鋪裝質(zhì)量為3 800 kg,排架間縱向連接使用50 kg/m鋼軌夾板和螺栓,多榀排架連接后呈標(biāo)準(zhǔn)軌道模式。軌道排架的各部尺寸鋪設(shè)按60 kg/m鋼軌技術(shù)條件設(shè)計(jì),軌面高程以遠(yuǎn)期預(yù)留換鋪75 kg/m鋼軌技術(shù)條件考慮。

1)軌道排架的主要技術(shù)參數(shù)。a.排架軌距:1 435+2-0mm;b.高低水平調(diào)整量+100 mm,-50 mm;c.軌面調(diào)整量±45 mm;d.鋪設(shè)道床斷面尺寸:2 600 mm×550 mm;e.相鄰支承塊間距:(568±5)mm;f.結(jié)構(gòu)外形尺寸:6 250 mm×2 700 mm×650 mm。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。a.軌面式排面。軌面式排面由2根6.25 m長50 kg的鋼軌和三件18a號的槽鋼制造,鋼軌和托梁以厚度為20 mm的鋼板連接,排面鋼軌高出托梁52 mm,2根鋼軌間做出固定的1 435 mm軌距和1∶40坡度的軌底坡。在排架全長范圍內(nèi)的鋼軌下等距布置與軌道扣件尺寸相同的支承塊掛籃,掛籃采用12號的槽鋼制作,用以懸掛彈性支承塊。b.排架支腿。排架支腿用12號槽鋼制作成矩形結(jié)構(gòu),下部設(shè)有M65×8的螺套安裝高低調(diào)整螺栓,螺栓的調(diào)整量為+100 mm,-50 mm。軌面式排面與排架支腿總裝圖見圖1。c.排架側(cè)模板。排架側(cè)模板為組合式結(jié)構(gòu),用5號角鋼和3 mm鋼板制造,分為浮動模板和固定模板兩類。浮動模板套裝在排架支腿上起支撐作用,支腿調(diào)整高低時(shí)浮動模板始終與道床底面接觸,這樣可以有效地解決道床底面與軌面高程的尺寸誤差。固定模板按軌排結(jié)構(gòu)分為接頭和中間兩種,使用時(shí)與浮動模板間用插銷連接成組合件,拆裝方便,兩類模板間設(shè)計(jì)成可伸縮的搭縫,可滿足在曲線上施工時(shí)內(nèi)縮外伸的條件,防止漏漿,整套模板按道床寬度與軌排組合成一體,當(dāng)軌排左右調(diào)整時(shí),模板隨之移動,從而能較準(zhǔn)確地保證道床側(cè)面的直線和道床寬度。d.軌向鎖定器頭部設(shè)有絲杠微調(diào)機(jī)構(gòu),尾部為卡式支撐板,可以有效地防止調(diào)整時(shí)軌向鎖定器錯(cuò)位和扭轉(zhuǎn),使用時(shí),先按固定位置尺寸將伸縮內(nèi)管拉出(或收回),用銷軸在相應(yīng)臺階孔外定位,再調(diào)整絲杠至正確位置后對稱鎖定軌排,絲杠調(diào)整范圍為±45 mm。e.快速懸掛扣件為偏心鎖定機(jī)構(gòu),由懸掛桿、彈簧、偏心套筒組成。使用時(shí)將懸掛桿凸緣插入支承塊預(yù)埋鐵座梯形槽內(nèi),彈簧置于支承塊掛籃上平面,扳動偏心套筒90°角,即可將支承塊懸掛于掛籃上呈鋪筑狀態(tài)。

1.3 移動式組裝平臺

移動式組裝平臺為拖車式整體結(jié)構(gòu),主體用型鋼和鋼板制造,主要零部件包括組裝平臺、支承塊對位位置和行走輪,是用于現(xiàn)場施工支承塊與軌道排架快速組裝的專用設(shè)備。1)移動式組裝平臺的主要技術(shù)參數(shù):a.承載能力:5 t;b.支承塊安裝數(shù)量:22塊/榀;c.軌距:1 040 mm;d.外形尺寸:6 250 mm×2 150 mm×400 mm。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。組裝平臺的面板采用厚度為16 mm的鋼板,周邊用18號的工字鋼支撐,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖見圖2。3)主要特點(diǎn):a.平臺上設(shè)有與軌道排架相對應(yīng)的支承塊擺放位置,使懸掛支承塊時(shí)能做到一次到位,無需移動。b.每塊支承塊下部設(shè)有杠桿頂升結(jié)構(gòu),大大減輕了組裝支承塊時(shí)的勞動強(qiáng)度。

2 結(jié)語

由于彈性整體道床無論在結(jié)構(gòu)上還是在施工方法上都與以前的剛性整體道床有著很大的區(qū)別,不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且施工技術(shù)要求高,施工設(shè)備的保障是保證施工質(zhì)量的前提,因此,彈性整體道床施工所需設(shè)備特別是自行式龍門吊、組合式軌道排架、移動式組裝平臺等鋼結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循降低勞動強(qiáng)度,提高定位精度,方便使用的原則,更好地為提高彈性整體道床鋪設(shè)質(zhì)量服務(wù)。

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[3] 袁廣堯.浮置板軌道施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2003(7):19-21.

[4] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.