城市軌道交通高架線路維護(hù)需求

1、.城市軌道交通高架線路維護(hù)需求城市軌道交通高架線路維護(hù)需求摘要以上海市軌道交通明珠線為例,敘述了高架線路軌道結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和施工維護(hù)工藝,提出了在實(shí)施中所產(chǎn)生的維護(hù)問(wèn)題及解決問(wèn)題的對(duì)策。關(guān)鍵詞城市軌道交通,高架線路,線路維護(hù),軌道結(jié)構(gòu)      我國(guó)第一條大容量的城市軌道交通明珠線一期工程,南起漕河涇北至江灣鎮(zhèn),正線全長(zhǎng)24. 975 km , 其中高架線21. 514 km , 占全長(zhǎng)的86. 1 % , 地面線3. 461 km , 占全長(zhǎng)的13. 9 % 。由于城市軌道交通大部分線路在高架上,與城市地下鐵道不同,其軌道結(jié)構(gòu)的實(shí)施就要考慮鋼軌溫

2、度力的影響,橋梁、車(chē)站不均勻沉降的影響,大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁徐變及對(duì)城市環(huán)境的影響等。1 明珠線軌道結(jié)構(gòu)的類(lèi)型      城市軌道交通在我國(guó)屬起步階段,除上海市軌道交通明珠線工程正在建設(shè)實(shí)施外,全國(guó)其他各大城市,如北京、長(zhǎng)春、沈陽(yáng)、武漢、重慶、南京、杭州等地都已進(jìn)行了可行性研究,并都把如何實(shí)施軌道結(jié)構(gòu)作為一項(xiàng)亟待解決的重大課題。上海市軌道交通明珠線工程高架線路的軌道結(jié)構(gòu)采用了如下的型式。1. 1. 1 鋼軌:為60 kg/m 高碳微礬軌(PD3) 。為了減少對(duì)軌道的振動(dòng)和噪聲,提高行車(chē)的平穩(wěn)性,將標(biāo)準(zhǔn)軌焊接成長(zhǎng)鋼軌,即無(wú)縫線路?？紤]到溫度

3、壓力影響,在車(chē)站的道岔前后及大跨度橋梁中部設(shè)置了鋼軌溫度伸縮調(diào)節(jié)器。1. 1. 2 扣件: 為新型的小阻力WJ-2 型彈條扣件,彈性分開(kāi)式,其鋼軌調(diào)高量40 mm , 其中軌下調(diào)整量是10 mm , 鐵墊板下調(diào)整量30 mm 。軌距調(diào)整量±20 mm , 即每軌±10 mm 。軌下采用不銹鋼板復(fù)合膠墊。WJ-2 扣件可承受最大橫向力40 kN(疲勞荷載),承軌臺(tái)上的支承塊不設(shè)擋肩?？奂?jié)點(diǎn)剛度為4060 kN/ mm 。錨固螺栓擰緊扭距為300 N·m。預(yù)埋絕緣套管抗拔力> 100 kN 。鋼軌與承軌臺(tái)間電阻> 108 。1. 3 軌下基礎(chǔ):

4、為支承塊式承軌臺(tái)道床結(jié)構(gòu),即將預(yù)制的鋼筋混凝土短枕塊(每塊支承塊頂面預(yù)留2 只錨固螺栓孔),在相鄰兩股鋼軌下各墊一塊,用錨固螺栓及扣件將鋼軌與支承塊連在一起,并將預(yù)制好的支承塊置入混凝土道床中。承軌臺(tái)則為一種與橋梁梁部連成一體的一種沿縱向鋪設(shè)在每股鋼軌下面的條形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是軌下基礎(chǔ)和梁部緊密聯(lián)結(jié),具有很高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,排水性好,符合城市景觀要求。但其精度要求高,施工難度大,尤其在梁跨較大時(shí),由于梁部頂面的徐變難以控制,會(huì)影響承軌臺(tái)的制作和頂面的標(biāo)高,同時(shí)還存在臺(tái)體與梁體施工不同步問(wèn)題。其日常養(yǎng)護(hù)維修量小。一旦損壞,維修困難。2 軌道結(jié)構(gòu)的施工維護(hù)工藝  

5、60;   高架線路支承塊承軌臺(tái)道床結(jié)構(gòu),它屬于混凝土整體道床的一種形式。其施工維護(hù)工藝要求較高。承軌臺(tái)的施工作業(yè)程序可分為3 個(gè)階段進(jìn)行。1. 2. 1 施工準(zhǔn)備階段:首先對(duì)需鋪設(shè)承軌臺(tái)的線路進(jìn)行測(cè)量,設(shè)置標(biāo)樁,進(jìn)行承軌臺(tái)放樣,并對(duì)需澆注混凝土的橋面進(jìn)行鑿毛和清理,然后檢查調(diào)整橋面預(yù)埋插筋,綁扎承軌臺(tái)下層鋼筋。2. 2. 2 鋪調(diào)軌道階段:將鐵墊板錨固在支承塊上,放置在按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)的位置。再將標(biāo)準(zhǔn)軌( 樣板軌) 鋪設(shè)在支承塊短枕上,上好扣件,擰緊螺栓。同時(shí)在安裝好鋼軌支撐架后,進(jìn)行粗整軌道幾何尺寸。然后綁扎承軌臺(tái)上層鋼筋,安設(shè)定型模板,進(jìn)行立模。最后

6、細(xì)調(diào)軌道幾何尺寸準(zhǔn)確到位并焊接支承塊底部與承軌臺(tái)之間聯(lián)結(jié)鋼筋。2. 3 澆灌混凝土階段:首先要在灌注前進(jìn)行各項(xiàng)檢查,確定軌道的幾何尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤后,用商品混凝土進(jìn)行澆搗承軌臺(tái)混凝土,對(duì)其表面進(jìn)行收漿抹面,并進(jìn)行混凝土養(yǎng)生。在混凝土承軌臺(tái)達(dá)到一定的強(qiáng)度后,再拆除模板、鋼軌支撐架和標(biāo)準(zhǔn)(樣板) 軌,同時(shí)對(duì)支撐架、模板進(jìn)行整修,最后再對(duì)橋面澆制防水層,進(jìn)行全面整理。      城市軌道交通高架線路的軌道結(jié)構(gòu),采用支承塊式承軌臺(tái)整體道床結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)施工具有如下的特點(diǎn): (1) 支承塊式縱向承軌臺(tái)新型整體軌下基礎(chǔ)不同于一般軌排式整體軌下基礎(chǔ),其區(qū)別在于兩股

7、鋼軌承軌臺(tái)間無(wú)直接的橫向聯(lián)接,在施工中必須借助于鋼軌支撐架,并采取一定的技術(shù)措施,才能使兩股鋼軌的各項(xiàng)幾何尺寸( 平面位置、標(biāo)高、軌底坡等) 準(zhǔn)確到位。此系縱向承軌臺(tái)式新型整體軌下基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵。 (2) 在明珠線高架橋面上使用了GZ97 型鋼軌支撐架支承鋼軌。鋼軌底部通過(guò)扣件的連接懸掛預(yù)制的鋼筋混凝土支承塊,然后在現(xiàn)場(chǎng)灌筑隔斷式鋼筋混凝土縱向承軌臺(tái),與橋面直接連結(jié)而形成整體軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一整套施工技藝。使用GZ97 型鋼軌支撐架,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,能有效地控制軌道的幾何尺寸,采用拆裝便捷的縱向承軌臺(tái)鋼模板,能保證現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量和滿足施工進(jìn)度的要求(如圖1) 。 (3)

8、 混凝土承軌臺(tái)的澆灌利用泵車(chē)將商品混凝土泵送上橋,采用分段流水作業(yè)的方法,使高架上的軌下基礎(chǔ)施工能夠全線鋪開(kāi),以利于加快施工進(jìn)度。圖1 承軌臺(tái)施工狀態(tài)圖3 承軌臺(tái)施工中有關(guān)技術(shù)維護(hù)工藝的探討3. 1 軌底坡控制      按設(shè)計(jì),高架線路的軌底坡為1/ 40 。由于高架上承軌臺(tái)是采用自上而下的施工維護(hù)工藝,即將鋼軌件等架設(shè)在支撐架上,把安裝好墊板及墊層的支承塊用扣件將其懸掛在軌件下施工。鋼軌軌底坡的控制是靠支承架上焊1/ 40 內(nèi)傾契型鐵座加以控制,而施工后線路鋼軌軌底坡是靠支承塊上鐵墊板形成的。這樣線路鋼軌軌底坡與懸掛的支承塊無(wú)法產(chǎn)生直接的因

9、果關(guān)系,而是靠擰緊支承塊上扣件螺栓形成接近1/ 40 的自然軌底坡。在實(shí)施施工中,由于懸掛在鋼軌上的混凝土支承塊較重(75 kg/ 塊),且懸掛后產(chǎn)生偏心力,而加擰扣件螺栓時(shí)的扭力矩按設(shè)計(jì)要求為80100 N·m。因此在實(shí)際作業(yè)中產(chǎn)生支承塊鐵墊板與軌底出現(xiàn)不密貼現(xiàn)象,有縫隙。在靜態(tài)下細(xì)調(diào)軌道幾何尺寸時(shí)雖符合標(biāo)準(zhǔn),但在承軌臺(tái)澆灌后拆下標(biāo)準(zhǔn)軌、支架,換上再用軌后,實(shí)際軌距就出現(xiàn)了普遍偏小35 mm 、最大達(dá)7 mm 的現(xiàn)象。      針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題,筆者在承軌臺(tái)澆筑實(shí)際操作的過(guò)程中研究發(fā)現(xiàn),在上支承塊加擰扣件螺栓時(shí), 扭力矩不應(yīng)受設(shè)計(jì)要

10、求的80100 N·m 的限制。應(yīng)加大扭矩,使軌底與支承塊上鐵墊板密貼,從而克服因重力偏心、扭力不足產(chǎn)生縫隙的影響,使施工后的線路軌底坡真正達(dá)到1/ 40 的要求。至于設(shè)計(jì)要求的80100 N·m 扭力矩標(biāo)準(zhǔn)的控制,應(yīng)在更換無(wú)縫線路鋼軌時(shí)加以實(shí)施,并最后滿足軌道施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3. 2 道岔鋪設(shè)轍部位滑床板密貼控制      通常在鋪設(shè)碎石道床道岔時(shí),將道岔滑床墊板及護(hù)軌墊板釘?shù)讲碚砩现恍瓒ê密壘?然后釘入道釘或擰上螺栓,較為簡(jiǎn)單。而在高架上鋪設(shè)支承塊式承軌臺(tái)整體道床道岔中,因滑床墊板及其聯(lián)結(jié)的支承塊兩側(cè)長(zhǎng)短相差較大,且只在

11、一側(cè)用彈條扣件及螺栓將其懸掛到基本軌上,故偏心力很大,使其很難保證滑床板的水平。尤其要把兩側(cè)AT 型尖軌下面的28 塊滑床墊板保持在高差不大于0. 5 mm 的平面上, 這就是整體道床道岔施工難點(diǎn)所在。若施工時(shí)超過(guò)上述標(biāo)準(zhǔn),將出現(xiàn)滑床板與尖軌不密貼,影響運(yùn)營(yíng)后道岔尖軌的正常工作。      為了解決上述難題,采取的第一種方法是縱向吊架法,即在轉(zhuǎn)轍器基本軌軌頂上放上數(shù)根鋼軌支撐架的橫梁,在橫梁上設(shè)置8 根縱梁,在縱梁下懸掛28 個(gè)吊鉤,分別鉤住每一塊滑床板及其支承塊內(nèi)側(cè)的聯(lián)結(jié)螺栓,由此將每塊支承塊調(diào)到水平位置。但因放在基本軌上的橫梁影響觀測(cè)基本軌

12、方向的視線,不得不舍棄此法,改用第二種方法,即用鋼軌支撐架代替縱梁,使梁高于基本軌軌頂約150 mm 。這樣既不影響觀測(cè)基本軌方向的視線,又不干擾軌距的丈量,明珠線16 標(biāo)(江灣鎮(zhèn)站盡頭線) 的2 組道岔是采用這種吊架方式克服了上述困難而進(jìn)行鋪設(shè)的。      由于在鋪設(shè)道岔過(guò)程中滑床板水平控制難度極大,第一次鋪設(shè)后的道岔仍存在個(gè)別滑床板與尖軌底部不密貼現(xiàn)象。在第二次鋪設(shè)道岔中,又針對(duì)有關(guān)施工維護(hù)工藝作了改進(jìn)。      道岔的尖軌是在工廠經(jīng)檢驗(yàn)后即與基本軌組裝,尖端以鐵絲捆扎后發(fā)運(yùn)的。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)

13、后,尖軌與基本軌一并鋪設(shè),但該種道岔尖軌下在滑床臺(tái)中設(shè)有彈片,彈片又以銷(xiāo)釘銷(xiāo)緊。因尖軌的設(shè)置不僅影響滑床墊板的調(diào)平也給銷(xiāo)釘?shù)拇蛉朐斐衫щy,為此在道岔的施工中采取將尖軌與基本軌分解,在滑床墊板調(diào)平及打入銷(xiāo)子后將尖軌撥回滑床板,尖軌可在自由狀態(tài)下檢查軌頭與基本軌、軌底與滑床臺(tái)的密貼情況。根據(jù)上述分析,把原用縱向橫梁吊鉤控制滑床板水平面改為用簡(jiǎn)易螺栓千斤頂支撐方法(簡(jiǎn)易螺栓千斤頂如圖2 所示) 。在施工中用螺栓調(diào)正滑床板水平面后,直接澆灌混凝土。這樣既在道岔鋪設(shè)過(guò)程中減少了軌距等尺寸丈量的干擾, 又減少吊架裝卸等過(guò)大工作量。在進(jìn)行該項(xiàng)施工時(shí),同時(shí)可鋪設(shè)各組道岔,也不必增加制做吊架的費(fèi)用。實(shí)踐證明,用

14、螺栓支撐法易調(diào)平又穩(wěn)定。 圖2 螺栓頂支撐法調(diào)平道岔示意圖3. 3 梁面預(yù)留插筋方式梁面預(yù)留插筋的方式,效果比較好(見(jiàn)圖3) 。但是      在承軌臺(tái)施工中遇到了幾個(gè)問(wèn)題。為使承軌臺(tái)與梁面混凝土連結(jié)牢固,設(shè)計(jì)采用圖3 梁面預(yù)留插筋布置示意圖一是插筋的高度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求,尤其在曲線有超高地段,預(yù)埋筋的高程施工時(shí)不能滿足精度要求;二是其平面位置做不到與承軌臺(tái)范圍吻合, 或?qū)捇蛘?三是門(mén)式筋縱向位置無(wú)法控制正好在兩支承塊之間,經(jīng)常碰到支承塊。由于這3 個(gè)主要問(wèn)題的存在,使承軌臺(tái)施工中產(chǎn)生大量的鋼筋糾偏、接高、鑿梁面補(bǔ)焊插筋、承軌臺(tái)尺寸加

15、寬等等一系列附加工作,耽誤很多時(shí)間,增加許多工作量,也增加投資費(fèi)用(僅明珠線一期工程軌道插筋糾偏的鋼筋就增加了100 噸以上) 。      為解決上述問(wèn)題,筆者認(rèn)為,在高架上鋪承軌臺(tái)工程中,梁面預(yù)留筋的型式必須加以改進(jìn)。建議采用矮型插筋,即高度全部控制在支承塊底部以下,這樣能保證不與支承塊位置相矛盾;全部采用L 型插筋,不要門(mén)式筋,可以節(jié)約部分鋼材;插筋面積范圍縮小(間距縮小,根數(shù)不變),以達(dá)到施工有一定誤差時(shí)不致于超出承軌臺(tái)范圍;軌道施工時(shí), 在支承塊定位后再考慮與承軌臺(tái)構(gòu)造筋焊接(要求預(yù)留插筋高度滿足焊縫長(zhǎng)度要求即可),按需要接高或加寬上

16、面的鋼筋。這樣就會(huì)大大減少人工和材料費(fèi),工期也不因此而受到影響。4 結(jié)語(yǔ)      我國(guó)各大城市都已把發(fā)展城市軌道交通擺在重要的議事日程,但在城市軌道交通的建設(shè)實(shí)施中,具體采用何種的軌道結(jié)構(gòu)和運(yùn)用何種的施工方法都還在探索研究階段。筆者在我國(guó)第一條城市軌道交通明珠線的軌道結(jié)構(gòu)實(shí)施中,有如下幾點(diǎn)體會(huì): (1) 軌道工程能否如期貫通,將直接影響到接觸網(wǎng)、通信信號(hào)、電纜等工程的施工進(jìn)度。軌道工程能否及時(shí)貫通,又取決于橋梁與車(chē)站土建工程的同步完成。為使后序工程能順利進(jìn)行,前期土建工程的施工安排應(yīng)先難后易,先繁后簡(jiǎn)。使土建完成后橋梁與車(chē)站的沉降、徐變?cè)诨鞠嗤臅r(shí)間內(nèi)趨于穩(wěn)定,以免沉降不均,引起軌道異變。這樣不僅有利于軌道結(jié)構(gòu)支承塊式承軌臺(tái)道床的實(shí)施,而且也大大縮短工期,并保證軌道的工程質(zhì)量。(2) 為減少鋪軌的工作量和節(jié)省投資,可在高架上的梁體與車(chē)站貫通后進(jìn)行承軌臺(tái)的鋪設(shè),使軌道鋪設(shè)具有連續(xù)性,以減少標(biāo)準(zhǔn)(樣板) 軌及各種機(jī)具用吊車(chē)送上橋面施工的工作量,既可滿足工期要求,又給施工帶來(lái)便利。(3) 為確保鋪設(shè)承軌臺(tái)道床的質(zhì)量,達(dá)到與梁體形成一體,在對(duì)需澆注混凝土的橋面進(jìn)行鑿毛時(shí),必