跨座式單軌交通軌道梁維護(hù)技術(shù)

0 引言

目前在建、規(guī)劃及意向建設(shè)跨座式單軌的城市已有不少，大有遍地開(kāi)花之勢(shì)。雖然其具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但同樣也存在影響城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及改造、運(yùn)載量有限、維護(hù)成本高等缺點(diǎn)?，F(xiàn)跨座式軌道梁有鋼筋混凝土梁和鋼梁兩種類(lèi)型，一般選取鋼筋混凝土梁為主，其斷面呈工字型。因梁體直接與運(yùn)營(yíng)車(chē)輛輪胎接觸，對(duì)其制作必須采用高標(biāo)準(zhǔn)，所以全部由專(zhuān)用模板制成，具有較高的精度（如圖1所示）。

圖1 PC軌道梁結(jié)構(gòu)示意圖

軌道梁之間、軌道梁與錨箱等均采用鋼制品連接，在線路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，因荷載、溫度變化等因素作用，軌道梁出現(xiàn)的各種質(zhì)量缺陷，如不及時(shí)處理將會(huì)嚴(yán)重影響線路的運(yùn)營(yíng)安全。因而根據(jù)已運(yùn)營(yíng)線路的情況，有針對(duì)性地進(jìn)行軌道梁線路維護(hù)技術(shù)攻關(guān)，采取先進(jìn)合理的技術(shù)措施，以確?？缱絾诬壗煌ǖ恼＿\(yùn)行。

1 問(wèn)題統(tǒng)計(jì)

現(xiàn)針對(duì)重慶二、三號(hào)線某時(shí)間段內(nèi)軌道梁線路排查中出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，主要包括線形不符要求、晃動(dòng)超標(biāo)、支座問(wèn)題、梁體破損、梁體裂紋、錨桿問(wèn)題等（見(jiàn)圖2）。

圖2 PC軌道梁缺陷問(wèn)題頻數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

2 維護(hù)與整治

2.1 軌道梁晃動(dòng)檢測(cè)及整治

2.1.1 影響及檢測(cè)方法

由于軌道梁支座部件在制造和安裝過(guò)程中產(chǎn)生誤差，軌道梁產(chǎn)生三點(diǎn)受力現(xiàn)象，即軌道梁晃動(dòng)，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并整治，將對(duì)線路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響。目前在進(jìn)行軌道梁晃動(dòng)檢測(cè)時(shí)，其方法主要采用作業(yè)車(chē)輛激勵(lì)后機(jī)器檢測(cè)。

表1 晃動(dòng)檢測(cè)周期表

2.1.2 工作流程

（1）原理（見(jiàn)圖3）

通過(guò)車(chē)輛在軌道梁行走產(chǎn)生的激勵(lì)，高速圖像采集系統(tǒng)獲取梁端頭晃動(dòng)擺幅動(dòng)態(tài)信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)圖象處理及模式識(shí)別技術(shù)處理、形成坐標(biāo)及數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)定及換算后進(jìn)行分類(lèi)。

（2）數(shù)據(jù)的分析

根據(jù)計(jì)算后的晃動(dòng)值，應(yīng)按以下評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選（見(jiàn)表1）：

（1）晃動(dòng)整治預(yù)處理

軌道梁晃動(dòng)預(yù)處理工作程序：拆除楔緊塊→安裝新楔緊塊→對(duì)錨桿螺母編號(hào)→拆除防松螺母→松動(dòng)緊固螺母→擰緊緊固螺母→安裝防松螺母→對(duì)錨桿絲扣進(jìn)行保護(hù)→對(duì)指形板進(jìn)行編號(hào)→更換指形板螺栓→結(jié)束現(xiàn)場(chǎng)預(yù)處理。

（2）晃動(dòng)正式處理

用直磨機(jī)和角磨機(jī)切割楔緊塊。用千斤頂將 PC 軌道梁頂起，在支座軸心松動(dòng)的一端增加調(diào)整墊片或減少調(diào)整墊片，單側(cè)墊片數(shù)量不得超過(guò)3片。如整治的數(shù)量較多，則使用安排機(jī)器檢測(cè)方式進(jìn)行復(fù)測(cè)。整治工作合格后，對(duì)楔緊塊進(jìn)行焊接。

2.2 軌道梁線形檢測(cè)及調(diào)整

圖3 機(jī)器檢測(cè)晃動(dòng)原理圖

PC軌道梁線形好壞直接影響到單軌線路的平穩(wěn)安全運(yùn)行。為保證單軌線路在運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)和晃動(dòng)，需對(duì)軌道梁需要進(jìn)行線形檢測(cè)，以提供線調(diào)數(shù)據(jù)并加以整治。

2.2.1 軌道梁線形檢測(cè)

（1）軌道梁連接處直線或曲線的水平線形測(cè)量

軌道梁直線和曲線水平線形測(cè)量方法：曲線測(cè)量和直線測(cè)量（見(jiàn)圖4）。檢查方法：曲線梁 20米長(zhǎng)的線，測(cè)量中間10米位置的數(shù)值，直線梁4米長(zhǎng)的線，測(cè)量中間2米位置的數(shù)值、用尼龍線弦線、鋼尺測(cè)量。軌道梁連接處直線和曲線的豎向線形測(cè)量（見(jiàn)圖4），檢查方法：4米長(zhǎng)的線，測(cè)量中間2米位置的數(shù)值，用尼龍線弦線、鋼尺測(cè)量。

（2）局部線形檢測(cè)：

1)橫坡測(cè)量：用水平靠尺和塞尺、直尺等量具測(cè)量橫坡值測(cè)量點(diǎn)分為軌道梁兩端及中部3個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，利用水平尺與塞尺及軌道梁接觸點(diǎn)的距離尺寸和塞尺的高度尺寸計(jì)算橫坡值tga，軌面超高（橫坡）允許精度為 7/1000 rd。

2)指形板錯(cuò)臺(tái)檢測(cè)： 用深度游標(biāo)卡尺測(cè)量指形板之間的錯(cuò)臺(tái)，若兩塊指形板之間的高差超過(guò)2毫米需進(jìn)行線形調(diào)整。

圖4 軌道梁線形檢測(cè)示意圖

圖5 縱向及橫向調(diào)整示意圖

圖6 高程及走形面錯(cuò)臺(tái)調(diào)整示意圖

3)軌道梁高低差測(cè)量：用水平尺靠尺、等高塊和直尺測(cè)或深度游標(biāo)卡尺測(cè)量軌道梁之間的高低差，若其差值超過(guò)3毫米需進(jìn)行線形調(diào)整。

2.2.2 軌道梁線形調(diào)整

（1）對(duì)每一榀梁片進(jìn)行調(diào)整前，首先要拆卸指形板，取出楔形塊，擰松錨固螺栓上的螺母。

制作專(zhuān)用楔緊塊并安放在支座抗剪榫位置，利用千斤頂在移梁楔緊塊上頂設(shè)，每次頂升可使梁片移動(dòng)1～5mm。（如圖5）

（3）調(diào)整高程

增減凸輪板下方調(diào)整墊片，以此進(jìn)行高程控制。調(diào)整片的規(guī)格選用0.5mm、1mm、1.5mm、2mm和5mm級(jí)別的厚度。（如圖6）

（4）調(diào)整錯(cuò)臺(tái)、垂直度和線間距

通過(guò)實(shí)測(cè)值進(jìn)行橫向移動(dòng)或增減活動(dòng)板數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整錯(cuò)臺(tái)和垂直度的同時(shí)，要兼顧線間距滿足要求。

（5）緊固

采用套筒力矩扳手，按照順序依次將錨固螺栓擰緊至800N·m。

影響有機(jī)溶劑浸出法提取蠶蛹油的主要因素有∶溶劑、溶劑用量、浸提時(shí)間、浸提溫度和振蕩速度等。歐陽(yáng)漣等確定了適合蛹油提取的最佳條件，即用正己烷作萃取劑、浸出溫度為30℃、固液比為1∶4、浸出時(shí)間為7h。楊梅琳等人通過(guò)單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)正己烷為最佳浸提溶劑，之后采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化提取工藝，得到最適合工藝條件為∶溶劑用量4 mL/g、浸出時(shí)間30 min、浸出溫度38℃、振蕩速度80 r/min。

（6）楔形塊安裝

按照先順橋向后橫橋向的順序進(jìn)行安裝，安裝完成后進(jìn)行焊接。楔形塊與抗剪榫的高差要滿足5～10mm的要求。（如圖7）

2.3 軌道梁梁體維護(hù)

2.3.1 軌道梁裂紋

（1）檢查

對(duì)軌道梁各類(lèi)裂紋寬度應(yīng)使用刻度放大鏡進(jìn)行測(cè)量，同一裂紋寬度不均時(shí)，取最大值橫向裂紋按從左到右記錄，描述內(nèi)容包括裂紋起點(diǎn)與終點(diǎn)的位置。凡不屬于荷載裂紋，且寬度小于 0.2 毫米的裂縫可不記錄具體的長(zhǎng)度和寬度，但應(yīng)記錄其位置及裂紋數(shù)量；長(zhǎng)度小于200 毫米，寬度小于0.2 毫米的裂紋不記錄。

（2）處理

凡寬度達(dá)到0.2毫米及以上，位置在軌道梁底部受拉區(qū)、跨中、支座中心上方處45度方向等部位的貫穿性裂紋，必須測(cè)量其寬度、深度，并拍照記錄，由責(zé)任方委托有資質(zhì)的第三方對(duì)經(jīng)處置后的軌道梁進(jìn)行安全性評(píng)估。對(duì)于較淺裂縫采用灌縫或表面涂刷處理等措施，對(duì)較大裂縫采用鑿槽灌漿處理等方法。

2.3.2 軌道梁破損

（1）檢查

PC 軌道梁破損、露筋的檢查方法主要采用卷尺、深度游標(biāo)卡尺測(cè)量大小、深度等數(shù)據(jù)，檢查周期根據(jù)正線、車(chē)場(chǎng)使用頻繁度不同分別設(shè)定。

（2）處理

對(duì)于較大的破損和露筋，檢查人員按要求進(jìn)行登記。檢查完畢，應(yīng)根據(jù)病害實(shí)際情況，進(jìn)行病害原因分析及對(duì)結(jié)構(gòu)安全有無(wú)影響做出評(píng)估，在此基礎(chǔ)上編制處置方案。一般缺角露筋，主要采用鑿除后灌注高等級(jí)細(xì)石混凝土修補(bǔ)等方法處理。

圖7 楔緊塊安裝圖

2.4 軌道梁支座排查

2.4.1 鑄鋼固定支座

固定支座主要由上下擺、鉸軸、基座組成，主要排查內(nèi)容為鉸軸有無(wú)損傷、松動(dòng)、銹蝕等情況，止脫板是否在鉸軸外端圓弧槽內(nèi)，是否裝反等。

2.4.2 鑄鋼活動(dòng)支座

活動(dòng)支座與固定支座略有不同，其主要由上下擺、輥軸及基座組成，主要排查內(nèi)容包括輥軸潤(rùn)滑情況、齒形定位板及齒形擺針等銹蝕變形情況以及承壓板安裝是否到位等。

2.5 軌道梁錨桿排查

2.5.1 鑄鋼支座錨桿排查

對(duì)錨桿防松螺母與緊固螺母刻度線進(jìn)行觀察，是否存在偏移。使用固定塊扳手來(lái)回扳動(dòng)固定塊，并用榔頭敲擊固定塊扳手手柄，觀察錨桿是否轉(zhuǎn)動(dòng)。錨桿如有轉(zhuǎn)動(dòng)，看是否可以拔出錨桿，如可以拔出，則將錨桿轉(zhuǎn)動(dòng)90度后再試，如仍可拔出，則此錨桿為疑似斷裂，進(jìn)一步確認(rèn)后須及時(shí)更換。

2.5.2 錨桿健康檢測(cè)

首次檢測(cè)應(yīng)對(duì)所有梁片進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)數(shù)據(jù)分析對(duì)重點(diǎn)點(diǎn)位錨桿及小曲線、大縱坡等特殊地段進(jìn)行監(jiān)控檢測(cè)。

（1）打開(kāi)DASST，先進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)，4根錨固螺桿的振動(dòng)信號(hào)采集完畢，再進(jìn)行超聲波信號(hào)檢測(cè)。對(duì)于屬于同一榀梁的2根錨固螺桿，先采集1號(hào)錨固螺桿信號(hào)，再采集4號(hào)錨固螺桿信號(hào)。根據(jù)語(yǔ)音提示進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)、超聲波數(shù)據(jù)采集。

（2）振動(dòng)測(cè)試、超聲波測(cè)試、參數(shù)標(biāo)定。

（3）系統(tǒng)管理、振動(dòng)數(shù)據(jù)處理、超聲數(shù)據(jù)處理。

（4）UPS、蓄電池、超聲波耦合劑供給裝置的維護(hù)。

耦合劑的正常供給是超聲波采集能夠順利進(jìn)行的重要條件之一，因此在超聲波采集前務(wù)必確保耦合劑供應(yīng)充足。

3 結(jié)論

目前，城市交通壓力日益增加，立體軌道交通已成為未來(lái)發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)跨座式單軌交通在重慶實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，不斷加強(qiáng)軌道梁的日常維護(hù)技術(shù)，較好地解決了線路運(yùn)營(yíng)維護(hù)難題，為重慶軌道交通領(lǐng)域今后的應(yīng)用可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)城市軌道暢通發(fā)揮作用。