阳涉铁路大型养路机械整治桥梁偏心方案研究
——以50#弓家沟桥为例

2023-01-06 03:04
城市建设理论研究(电子版) 2022年36期
关键词:养路偏心整治

崔 健

天佑京铁工程建设有限公司 河北 石家庄 050000

1 工程概况

50#弓家沟桥位于阳涉铁路寒王至石港口区间,桥梁长度为176.72m,桥跨布置为5-32M-预应力钢筋混凝土T型梁桥,桥梁中心里程k107+549.00(既有桥头桥尾里程k107+460.64-k107+637.36)。既有曲线要素:Ay=55°41′30″、R=600m、L=693.2m、l=110m、h=45mm,曲线控制点里程:ZH k107+325.29、HY k107+435.29、YH k107+908.49、HZ k108+018.49。2022年9月,通过人工测量梁端、梁中的方式,计算出桥上偏心情况。

表1 整治前桥梁偏心情况

根据《普速铁路工务安全规则》、《普速铁路桥隧建筑物修理规则》等规范中线桥偏心值最大70mm的规定[1],其中K107+465偏心170mm,K107+485偏心107mm,K107+500偏心76mm,K107+600偏心72mm,K107+630偏心79mm,5处超限。

2 整治方案

2.1 整治原因

位于曲线上的桥梁由于列车离心力的作用,使主梁除产生平面弯曲外,还伴有扭转,致使外梁承载加重,内外主梁受力不均,导致两主梁不能协同工作[2]。有缝线路在震动状态下产生局部小量位移,曲线地段轨道逐步偏移形成偏心。一旦桥上线路出现偏心,使偏载更加严重,货物列车长时间运行导致线桥偏心不断增大,线路方向不良,出现方向偏差,使梁体受力发生改变,轻则降低梁的承载能力,缩短梁的使用寿命,严重时直接影响梁的正常使用 ,存在安全隐患危及运输安全。为此,有效地限制桥梁线桥偏心,最大限度减少偏载影响,是维修养护的重要任务。

2.2 整治原则

要想整治桥梁线桥偏心仅仅拨移桥梁上的线路是不够的,必须对整条曲线进行重新设计计算。在保证曲线圆顺的同时要严格控制线梁偏心值,不能哪里不圆顺就拨哪里,应该在全曲线范围使用流水拨道法拨道,以减少线梁偏心病害的发生[3]。经设计单位计算一次性解决50#桥梁的偏心问题,曲线上最大拨道量为205mm,为了大型养路机械拨移线路安全考虑分两个阶段进行调整线桥偏心[4]。经过重新设计计算第一阶段整条曲线的线路拨移量最大拨道量为118mm。设计曲线要素:Ay=55°41′44″、R=601.8m、L=684.99m、l=100m、h=45mm,曲线控制点里程:ZH k107+327.89、HY k107+427.89、YH k107+912.88、HZ k108+012.88。

2.3 整治前准备

(1)整条曲线路基段进行大机清筛

为了大型养路机械整治线桥偏心时减小横向阻力,对调整的曲线路基部分先进行大机清筛。清筛后路肩石砟松散、不板结利于捣固车拨移线路;线路清筛后利用配砟整形车根据线路拨移的方向合理分配石砟,减少整治偏心时的工作量。

(2)桥梁上根据线路拨移方向进行人工挖边

根据图纸上线路拨移的方向,拨移线路前将枕木头与桥梁挡墙之间的石砟、污土清空,减小线路横移时的阻力。

(3)测量标记

技术人员对寒王至石港口k107+270-k108+080每隔10m一个控制点进行现场测量放样,路基地段打好标桩,找好参照物,测出既有横距,在钢轨上油漆标记,桥梁上的原始数据标记在桥梁栏杆上。路基段线路清筛后,重新测量线路变化后数据,与设计图纸上拨移量对比,重新计算拨移量,保证施工过程质量卡控到位。

(4)技术交底

第一次交底:施工负责人组织召开由工班长、机械车长、施工队长、防护员、材料员、后勤负责人参加的点前预备会,落实施工方案内容,确定新的曲线要素、起止里程、拨移方向及拨移量,提出具体要求,必要时到现场实地交底。第二次交底:工班长、机械车长、施工队长分别组织本班组全体人员传达技术交底内容并就所承担的施工作业内容制定落实措施,做到“岗位明确、责任到人、标准熟悉、措施落实”。资料由各工班长、机械车长、施工队长负责整理,在班组台帐记录。

图1 拨移量示意图

(5)机械设备调试

施工前一天对参与施工的大型机械、配套设施、小型机具进行保养调试,确保设备运转良好。

2.4 现场施工流程

大型养路机械线桥偏心整治施工工艺流程:按批复的施工计划进行现场调查、技术测量标记→施工方案制定→点前预备会→施工预登记→施工登记→确认调度命令→机械车进入施工作业区段→设置防护体系→捣固车拨道作业→捣固车恢复线路→复核线路技术数据→确认开通条件→机械车组返回车站、销点开通。

(1)线上防护设置:天窗点内施工按照调度批准的施工计划设置防护。驻站联络员提前1小时到车站登记要点,施工人员提前 1 h 到达现场,远端、现场防护员到达指定位置,准备设置移动停车信号防护。施工负责人接到施工调度令,复核调度命令,下达命令。严格执行《普速铁路工务安全规则》、《大型养路机械使用管理规则》等规定,确保人身、设备、行车安全。

(2)桥下防护设置

①在桥下设置专职防护员。

②在桥上机械车即将作业至跨公路处时,桥下提前设置交通锥,距离桥梁50m处来车方向每10m设置交通锥阻止车辆经此车道通过。

③在交通锥前方设置安全警示牌,警示牌规格为2m×2.3m,内容为:桥梁施工,注意落石。

④防护员穿戴醒目防护服,站于距离桥下来车方向70m处手拿防护旗及时指挥过往车辆避让。

⑤使用汽车在距离桥下70m处打开双闪,加以警示,人员撤离汽车。

⑥桥下防护员随时与现场防护员联系,及时调整交通锥及警示汽车位置,改变桥下汽车通过的车道。

(3)车组运行

大型养路机械车组复核调度命令,车机联控,进入封锁区段指定位置解体。

(4)捣固车拨道

①车长将拨移量每10m一个测量点标记在枕木上,书写标准醒目,并用箭头标示出拨道方向。劳务人员进行桥梁上的石砟清理。DC-32型捣固车输入新的曲线要素进行拨道,设计控制点处手动输入拨道量进行拨道,设计控制点两点间进行给量顺接,确保曲线的圆顺度。拨道后劳务人员及时对枕木头的离缝补充石砟,防止拨道后线路回弹。

②拨道过程中捣固车严格按预定的数据设置拨道量,1号操作手,接收到车长拨道量、拨道方向指令后,必须复述一遍,得到确认回复方可进行操作;1号、2号操作手要专心认真,严防误操作。

③捣固车3号、4号位车组人员,在拨道过程中严密观察车轮走行及拨道装置动作,发现异常立即通知停车或直接按下停车按钮。

(5)捣固车进行拨道作业时,必须做到以下几点:

①单次拨道量不得大于80mm,大于80mm的拨道作业应分两次或数次完成。

②拨道捣固车第一次拨道时要重点观察D、B点轮对及材料小车下的车轮走行情况。

③拨道捣固车要有专人对拨道后的线路进行观察测量,发现线路方向及超高数值超限后,应停止作业并通知地面人员进行人工起、拨处理后方可继续作业。

④拨道捣固车要有专人对拨道后的线间距进行测量,根据测量结果及时更新标注拨道量,确保二次拨道后准确到位。

⑤拨道捣固车一次拨道结束,退车作业时,车组3号、4号位车组人员严密盯控车辆的材料小车下的轮对及B点轮对走行情况,发现异常立即通知停车或直接按下停车按钮。

(6)技术人员在DC-32型捣固车后测量拨移量,并重新计算剩余拨移量(划标颜色:施工前现场划标用白色、二次重新划标用红色、误差量蓝色)。

(7)DCL-32型捣固车,输入新曲线要素结合剩余线路偏移量对曲线进行精调。

(8)技术人员在DCL-32型捣固车后进行数据复测。

(9)质量回检人员跟随DCL-32型捣固车回检线路几何尺寸、限界等情况,不达标时,组织人工进行返工。

(10)机械车组返回停留车站,人员机具撤出施工地段,销点开通线路。

2.5 施工安全措施

(1)作业人员必须听从统一指挥,确认封锁命令下达后,经设备单位配合人员同意后在防护员带领下才能进出施工场地。

(2)上线作业,人员、机具、物料不得侵入限界。

(3)上线作业时应加强瞭望,驻站联络员和800m防护员及时报车,双向确认。

(4)800m防护员每3-5分钟与驻站联络员、现场防护员联系一次,确保通讯畅通。

(5)养护作业不能超限,确保列车运行安全。

①养护时要保持两股钢轨水平不能大于6mm;

②松动扣件不能超过7根轨枕,一次垫板不能超过10mm;

③曲线养护要先上股后下股的顺序进行整治。

(6)地下管线的保护措施

①“探”。即进行地下管线及光电缆的探测。邀请施工所在的设备管理单位对施工可能涉及到的地下管线及光电缆,提前进行径路探测。确保施工可能涉及到的地下管线及光电缆应探尽探。

②“标”。即对探测出来的地下管线及光电缆进行分类标识。用油漆标记出来,方便清筛施工时确认出具体的位置、路径。

③“挖”。即对已经做好了标识的地下管线及光电缆径路进行人工开挖探沟,将施工区域内的地下管线及光电缆挖出来,进行改移或防护。

④“移”。即把找出来的地下管线及光电缆进行改移径路。

对施工暂时无影响的地下管线及光电缆进行有效防护,待施工结束后恢复原状。如果挖出来的地下管线及光电缆对施工有影响,则会同设备管理单位共同采取相应措施。

(7)车辆救援起复

捣固车上随车携带起复救援备品。一旦捣固车在拨道过程中脱线,采取液压工具顶复法进行车辆起复:

①工具安装:使用顶复法要根据现场车辆的脱轨情况,打好止轮器松开手闸、车辆插红旗防护。然后安装好脱线车辆索具,在车辆下方确定起复顶点,安放横移板梁、横移小车、三级油缸和顶托,连结顶升和横移高压油管,机动泵站分配阀组合开关置于中立位,确认汽油机油位和液压油状态正常后,起动发动机。

②复轨操作:操纵起升开关手柄进行顶升,顶升高度的标准,以脱线车轮最低点超过线路钢轨为止。然后将横移定位销置于正确位置后,操纵横移开关手柄进行横移,横移位置的标准,以脱轨车辆的两轴四轮落下时能复轨为止。最后操作下降开关手柄,使脱轨车辆车轮落到钢轨上复轨。

③桥梁及曲线区段脱轨起复注意事项

一是在桥梁上采用顶复法时首先要打好止轮器,横移梁要搭压在钢轨上,桥梁步行板不能受力,禁止在步行板上受力顶复,对已顶起的车辆,禁止在车底下作业。必须进入车下作业时,要用枕木或其它物品采取防护措施。二是在曲线区段采用顶复法时,由于内外轨有一定的超高差度,横移装置有一定的倾斜度,为防止起复车辆发生横向滑行,起复前,必须在内侧钢轨上用钢板垫平横移装置,确保起复的设备和人身安全。

3 整治效果

通过对50#桥梁施工后的第一、三、五天进行数据采集,最终测得线路稳定后的偏心值如下:

表2 整治后桥梁偏心情况

根据《普速铁路工务安全规则》、《普速铁路桥隧建筑物修理规则》等规范中线桥偏心值最大70mm的规定,K107+465偏心69mm,K107+485偏心66mm,K107+500偏心61mm,K107+600偏心40mm,K107+630偏心0mm,5处超限均已达到线桥偏心的允许范围,50#弓家沟桥梁偏心第一阶段整治达到预期目标。线桥偏心整治后列车对桥梁振幅、动挠度、加速度、冲击系数与施工整治前对比均有显下降,线桥偏心影响降低,施工整治效果比较明显。

4 结论

(1)50#弓家沟桥桥梁线桥偏心整治是阳涉铁路首次以采用大型养路机械施工的方式对线桥偏心问题进行整治,成功实现最大拨道量118 mm的设计目标。

(2)整治作业完成后,桥梁结构振幅、加速度、挠度、冲击系数和自振频率等性能指标明显降低,线桥偏心影响降低,施工整治效果比较明显。

(3)该整治方案具有人工需求少、线路保持期长、作业时间少和整治效果显著的典型优点,对于阳涉铁路后期线桥偏心整治积累了经验,施工工艺和组织方案具有重要的指导意义。

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