IIIC型預(yù)埋套管式軌枕吊裝及堆碼存儲(chǔ)技術(shù)分析

劉樹公

IIIC型預(yù)埋套管式軌枕主要運(yùn)用在我國(guó)高速鐵路建設(shè)中配合500米長(zhǎng)鋼軌條形成無縫線路，是我國(guó)高速鐵路及城際鐵路的主要組成構(gòu)件。依據(jù)我國(guó)鐵路1667根軌枕/公里的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在300公里及以上鐵路建設(shè)項(xiàng)目中，軌枕消耗即達(dá)到50萬根以上，裝卸及存儲(chǔ)量極大受IIIC型預(yù)埋套管式軌枕本身結(jié)構(gòu)約束，該類型軌枕存在堆碼難度高、吊裝效率低、易傾斜、易坍塌等安全隱患。經(jīng)研究分析，通過規(guī)劃存儲(chǔ)場(chǎng)地、規(guī)范存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、改進(jìn)吊裝工藝，可極大提高軌枕存儲(chǔ)量、提升吊裝效率、減少傾斜坍塌安全隱患。

一、IIIC型預(yù)埋套管式軌枕及存儲(chǔ)概述

1.IIIC型預(yù)埋套管式軌枕結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

IIIC型預(yù)埋套管式軌枕外形尺寸總長(zhǎng)2600mm，寬320mm，高360mm，自重390kg。軌枕上表面有預(yù)埋螺栓套沉管，沉管深入軌枕內(nèi)部、套管材質(zhì)玻纖增強(qiáng)聚酰胺66的強(qiáng)度150。除此外，本身表面光滑無明顯突出吊點(diǎn)。

2.軌枕存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)堆碼要求

在鐵路建設(shè)鋪軌項(xiàng)目中，無論采用單枕連續(xù)鋪設(shè)法鋪設(shè)還是采用換鋪法等鋪軌工藝，進(jìn)行鋪設(shè)前都必須進(jìn)行大量的軌枕儲(chǔ)備，以滿足后續(xù)工作面完全展開后軌枕供給連續(xù)不斷。同時(shí)，為了確保軌枕供給，還要盡量壓縮裝卸流程提高軌枕存儲(chǔ)作業(yè)吞吐效率。因此，軌枕存儲(chǔ)及堆碼的目標(biāo)就是在有限的場(chǎng)地里實(shí)現(xiàn)軌枕存儲(chǔ)量最大化、軌枕裝卸最快化。

隨著鐵路標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的推進(jìn)，軌枕堆碼及存儲(chǔ)過程中除外表整齊美觀外還必須保證軌枕堆碼區(qū)域及周邊人及物的安全可靠、不宜坍塌。

二、IIIC型預(yù)埋套管式軌枕堆碼及存儲(chǔ)中出現(xiàn)的問題

1.軌枕堆碼傾斜、坍塌現(xiàn)象頻繁

出現(xiàn)軌枕堆碼傾斜、坍塌現(xiàn)象的主要原因有：管理單位在建設(shè)軌枕存放基地時(shí)，對(duì)場(chǎng)地軌枕存放基礎(chǔ)未進(jìn)行硬化或夯實(shí)；在多雨潮濕環(huán)境建設(shè)基地時(shí)未合理規(guī)劃排水設(shè)施、軌枕基礎(chǔ)地面被長(zhǎng)時(shí)間浸泡，導(dǎo)致地面基礎(chǔ)坍塌下沉；軌枕存放基礎(chǔ)襯墊物品選配不當(dāng)、材質(zhì)差、接觸面積小等致使襯墊物品被壓壞，軌枕傾斜；軌枕堆碼過程中，層與層之間堆碼不整齊、左右間隙太大、軌枕上下高低不平造成軌枕歪斜；吊裝過程中，操作人員操作不當(dāng)外力碰撞致使軌枕坍塌傾斜。

2.軌枕裝卸速度慢、堆碼質(zhì)量差、效率低

受軌枕自身結(jié)構(gòu)及各單位工藝工裝不同影響，各單位堆碼質(zhì)量參差不齊、極易坍塌，主要體現(xiàn)在：IIIC型軌枕自身表面沒有吊點(diǎn)，采用鋼絲繩或吊帶吊裝軌枕底部堆碼的鋼絲繩自軌枕兩端摘取，兩端所需空間大、鋼絲繩易斷裂安全隱患大、必須預(yù)留鋼絲繩摘取位空、空間浪費(fèi)大、堆碼不整齊；采用特制張合夾鉗自軌枕兩端對(duì)軌枕進(jìn)行夾取的，必須準(zhǔn)備預(yù)拼裝臺(tái)位，提前把軌枕按一定組合平整，再進(jìn)行夾取，作業(yè)程序多、效率低下、堆碼間隙大；采用預(yù)擰螺栓進(jìn)入預(yù)埋套管后利用螺栓吊裝的，需在每個(gè)軌枕上提前作業(yè)、作業(yè)量大、流程多、效率低。

3.軌枕存儲(chǔ)數(shù)量低

受軌枕裝卸過程中吊索必須自軌枕兩側(cè)及兩端進(jìn)行摘取，必須預(yù)留摘取空間，軌枕存儲(chǔ)位前后及兩側(cè)空隙大，浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)數(shù)量較低（見圖1）。

圖1 儲(chǔ)存間隙大、數(shù)量少、軌枕歪斜、為達(dá)到儲(chǔ)存量超高存儲(chǔ)（24層）

三、改進(jìn)技術(shù)及措施分析

1.合理利用場(chǎng)地確定堆碼場(chǎng)地

提高軌枕存儲(chǔ)量的基本條件是場(chǎng)地，在場(chǎng)地有限的情況下必須對(duì)軌枕堆碼區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃才能在同樣的面積里實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)量最大化。

根據(jù)軌枕實(shí)際尺寸，在不考慮裝卸困難的情況下，減少軌枕兩端及兩側(cè)的間距，可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)場(chǎng)地最大化。因此，減少軌枕兩端及兩側(cè)堆碼間距，提高軌枕堆碼列數(shù)是提高軌枕堆碼數(shù)量的關(guān)鍵因素。

根據(jù)軌枕底面尺寸計(jì)算及分析，在軌枕兩側(cè)橫向互相密貼、兩端縱向保留0.3～0.5m間隙可實(shí)現(xiàn)最大存儲(chǔ)量并確保安全。

2.夯實(shí)基礎(chǔ)確保堆碼高度

在單位面積堆碼數(shù)量確定的情況下，提升堆碼數(shù)量的辦法還有提升堆碼高度。在提升堆碼高度的過程中，首先必須夯實(shí)基礎(chǔ)、在建設(shè)存儲(chǔ)場(chǎng)地以前通過填充及碾壓對(duì)軌枕存放區(qū)進(jìn)行夯實(shí)，同時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行硬化及建立輸排水工程。

對(duì)軌枕基礎(chǔ)及接觸面進(jìn)行壓力計(jì)算、采用材質(zhì)堅(jiān)硬、耐壓的物質(zhì)作為軌枕襯墊，以防止軌枕基礎(chǔ)坍塌。同時(shí)，在基礎(chǔ)夯實(shí)的情況下不能超過IIIC軌枕的承受極限（最高堆碼高度12～15層），否則，將對(duì)軌枕質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3.采用可靠手段防止枕木傾斜

防止軌枕傾斜的主要方式在于堆碼的過程及襯墊材料的選擇，在堆碼的過程中采用合適的吊具及熟練的操作手實(shí)現(xiàn)軌枕整齊有序的堆放；在襯墊材料的選擇過程中選擇規(guī)格一致、耐壓的木條用來襯墊，確保每一層都整齊堆碼。

4.設(shè)計(jì)新設(shè)備提高堆碼效率

在軌枕堆碼的過程中，通過提高掛鉤、摘鉤速度，減少堆碼過程中的對(duì)位情況，一次性吊裝到位并堆碼整齊，是提高堆碼效率的最佳方案。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研發(fā)預(yù)埋套管式軌枕吊裝裝置，可完全實(shí)現(xiàn)堆碼整齊、高效、儲(chǔ)存量大的目標(biāo)。

該裝置從IIIC型預(yù)埋套管式枕木表面的預(yù)埋套管出發(fā)，設(shè)計(jì)與套管內(nèi)螺紋相吻合的夾鉗，通過裝置連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的剪切力使軌枕夾緊?？蓸O大地提高軌枕吊裝速度和減少作業(yè)人員，一次性吊取單層14～20根預(yù)埋套管式軌枕，并在預(yù)埋套管式軌枕下落時(shí)，利用吊具的柔性約束，通過操作人員稍微擺動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)埋套管式軌枕在高空吊取過程中左右對(duì)齊和高低對(duì)齊；減少預(yù)拼臺(tái)位并滿足長(zhǎng)鋼軌鋪軌機(jī)的軌枕必須取齊的裝載要求，確保施工安全，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益（見圖2）。

圖2 研發(fā)吊裝裝置，吊裝整齊、可靠

四、結(jié)語

隨著我國(guó)鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理要求，標(biāo)準(zhǔn)化工地建設(shè)日益重要。在各存儲(chǔ)基地建設(shè)中，軌枕堆碼不僅要整齊美觀，更要安全可靠裝卸效率高。通過設(shè)計(jì)研發(fā)IIIC型軌枕專用吊裝裝置可以極大地提升軌枕存儲(chǔ)量、減少安全隱患，提升軌枕堆碼存儲(chǔ)量及效益（見圖3），同年，該裝置已申請(qǐng)并獲得國(guó)家實(shí)用新型及發(fā)明專利。

圖3 采用新工藝堆碼的軌枕整齊美觀、儲(chǔ)存間隙小、存儲(chǔ)量大