跨座式单轨交通轨道道岔安装工艺

1 概述 遍观全球各地,已经成功地投入商业运营的城市快速轨道交通系统大致可分为3种类型:地下铁道,快速轻轨交通,高架单轨交通。高架单轨交通可分为跨座式和悬挂式两种类型。我国重庆、青岛两市的城市轨道交通规划方案中,就包括了单轨交通线路。其中重庆轻轨较—新线轨道交通线一期工程已于2005年6月18日正式开通运营。 跨座式单轨交通的轨道由轨道梁、支柱和基础3大部分组成。 大型轨道梁道岔总长约22m,由4节梁和台车组成,梁断面为工字形,梁宽0.85m,高1.42m,与台车组装成一体后高2.189m,安装在基座板的轨道上。道岔梁被特殊装置锁紧时,道岔相当于轨道梁,列车从其上通过。当列车需要转线时,锁紧装置解锁,各节道岔梁在驱动装置的驱动下,以道岔固定端的转动轴为固定点,平移不同的距离,形成过渡线并与相邻的轨道梁对接完成转辙。根据转辙过渡线的形状,单轨道岔分为关节型道岔(折线)和关节可挠型道岔(圆弧线)。 每一副道岔就是一台精密设备,换线运转转辙时的误差必须保证在3mm以内,一次转辙时间在15s以内。道岔的安装精度将直接影响行车安全及乘坐舒适性。 2　道岔设备安装工艺及施工要点 2.1　工艺流程(见图1) 2.2工艺要求 (1)严格控制支柱和基础施工,其外形尺寸允许偏差≤20mm,支柱的垂直允许偏差≤3rad,地脚螺栓位置偏差≤3mm。超出偏差范围时应及时修正。 (2)吊装道岔底板力求多点起吊,各吊点受力均匀,严禁碰撞道岔底板,以防变形。道岔底板安装水平位置(纵向和横向)允许偏差≤3mm,高程允许偏差≤2mm,允许水平误差2‰。 (3)凸台采用C40混凝土,施工应遵循混凝土结构工程施工及验收规范要求,浇灌的混凝土要振捣密实,防止过捣或欠捣,振捣频率1100次/min,凸台混凝土要求蓄水养护7d拆模后,再自然养护7d。 (4)驱动装置及道岔梁分别吊装就位后应作同步调整,道岔梁线形调整垫片厚0.1～0.5mm,并以0.1mm为一级。调整后的道岔梁曲线度允许偏差±5mm/(10m),高程允许偏差±8 8mm/(22m),水平允许偏差±7/(1000rad),梁片间高低允许偏差±2mm,转撤量允许偏差±3mm。 (5)电器元件耐压及试运转要求:控制电压为220V,加压到500V延时10min;动力电压380V加压到600V延时10min,之后加压到1500V再延时1min;试运转次数要求达到500～1000次。 2.3 施工要点 (1)搭建必要的临时设施,为施工人员提供操作场所;准备好施工用电及用水;备足施工工具、测量仪器;精确设置道岔的岔前和岔后点坐标、中线控制点及每块底板的横向控制点。 (2)基础施工除满足结构物强度和刚度外,严格控制结构物外形尺寸;钢筋笼制作按设计图下料、绑扎,确保钢筋长度、数量、弯折、布置符合施工规范。 (3)为保证道岔底板在吊装过程中不变形,采用密集式吊点,使用特制的吊具,每个吊点连接一个2t手拉葫芦,以确保底板在吊装过程中始终处于水平状态。底板是道岔梁的安装基础,因此底板的调整是整个施工过程中最为关键的一环。 底板加工制作时,要分别在底板的安装轴线方向作四个小圆孔标记,调整底板方位时,在设置好的中线控制点和横向控制点各安设1台经纬仪,以线对点,采用专制撬杆调整底板至设计位置。调整底板高程时,采用精密水准仪,多点测量,通过调节支撑脚螺栓使底板达水平高程,经精测无误后,将底板和支撑脚螺栓焊接为一体。 (4)凸台混凝土施工前要清除模板及基础表面垢物,模板下部与地面密贴,板缝间加贴双面胶带,以防漏浆。模板要高出凸台混凝土面10cm,以便蓄水养护混凝土。浇筑混凝土时,要充分考虑混凝土与钢筋的膨胀率不同,混凝土面要高出底板面3mm,且在养护期满后,把高出底板面的混凝土掏出一个V形槽,并用胶带加以密封,以此防止底板挤裂混凝土和雨水进入底板与混凝土之间。 (5)吊装驱动装置和减速机前,要在底板上画出安装位置线。吊装时使用钢丝绳配合手拉葫芦调整水平便于准确对位安装。驱动装置和减速机吊装到位后,要进行初步调整,便于道岔梁和台车安装到位,其精确位置要同道岔梁配合共同调整。 道岔梁应分节吊装就位,注意吊装顺序,吊装时使用手拉葫芦配合。 (6)道岔梁是今后运营车辆的承重和走行轨道,必须保证安装完成后的道岔梁直线状态平直,曲线状态圆顺。 道岔梁的线形和位置调整通过锁定槽实现。锁定槽及滑片的精确位置由调整垫片完成。调整垫片厚0.1～0.5mm,并以0.1mm为一级。 (7)控制基础采用C40素混凝土,立模时要注意内模尺寸及位置,预留孔一定要安装到位并固定牢固,防止浇灌混凝土时产生位移。 控制箱吊放到控制基础上后,控制箱上预埋件要安放到预留孔内,然后浇灌混凝土,使控制箱安装稳定。 (8)安装电缆槽及敷设电缆线。 电缆槽分为两种:钢筋混凝土电缆槽和不锈钢电缆槽。钢筋混凝土电缆槽截面尺寸为17cm×15cm,安装在地面上,连接在控制箱与道岔电机之间。不锈钢电缆槽安装在道岔梁侧面,连接在道岔梁与道岔梁之间。 敷设电缆线前,明确每一种电缆线的型号及走向,并作好标识。动力电缆和控制电缆分开设置。放线过程中严禁强行拉扯电缆线,严禁挤压电缆线。电缆线出电缆沟处要用PVC管作好保护,放线完成后,用胶带将电缆线固定。 3 工程实例 3.1 工程概况 重庆轻轨较—新线是国内第一条跨座式单轨交通线路,是国家确定的西部开发十大基础设施项目之一。较—新线一期工程中13为进口关节型及关节可挠型道岔设备安装工程,共有引进日本设计制造的9副道岔,其中5副是关节型道岔,4副是关节可挠型道岔。9副道岔分别安装在较场口车站、动物园车站和新山村车站。解放碑隧道内的较场口车站区间安装1副关节型道岔和1副关节可挠型道岔,组成一条渡线用于轻轨客车运行转线;高架桥式的动物园车站区间安装3副关节可挠型道岔和1副关节型道岔,组成3条渡线,用于轻轨客车出入车库和运行转线;高架桥式的新山村车站区间安装3副关节型道岔,组成2条渡线用于轻轨客车运行转线和出入车库。 3.2 道岔安装 3.2.1 隧道内道岔设备的安装 重庆轻轨较—新线需要在较场口车站道岔区安装的2副道岔,位于解放碑隧道内1300m处,先期架设的PC轨道梁线路进入隧道以后两条线路分洞设置,线路之间不能铺设运输轨道。已架设的PC梁线路上最大纵坡6%,最小曲线半径100m,最大横坡12%。线路中心限界1 57m,PC轨道梁边沿距站台只有1m余。由于重庆地铁一号线在道岔安装位置的下部通过,上部又是较场口闹市区,因此设计的隧道高度上下都受到限制,每一副道岔安装位置可利用的平面仅长25m、宽6 5m,最大可利用的空间高度6 8m,安装区其它位置都是已竣工的构筑物和设施。 因其位置特殊,是本次安装工程的重点和难点。 (1)道岔设备的运输 日本的羽田公司在隧道内进行过道岔设备的安装,但他们的隧道只长500m,并且隧道内的两条线路间距很宽,还几乎是平直线路,道岔安装时PC轨道梁还没有架设,道岔梁运入隧道内的安装现场,是采用在两条线路之间的地面上铺设轨道进行运输,运输到位后的安装现场空间较宽敞,利于设置吊装机具设备。而较场口道岔区2副道岔,需要从隧道外运输到安装现场的设备部件,有基础基座预埋件1箱,钢制基座板14件(最大的1件5.8m×2.0m),驱动装置减速机、电机、控制柜、附件箱共计17箱,道岔梁组件8件(最大件长7.1m,底宽1.8m,高2.6m,重11.5t)。 为此我们设计制作了1台长7.1m、宽2.4m的运输车。 该运输车设前后承重轮2组,每组4个Φ560mm×170mm实心橡胶轮,两侧设置刚性导向架和稳定架,安装8个Φ450mm×120mm实心橡胶车轮做导向轮和稳定轮。采用实心橡胶轮,是为了防止运输车在转弯时被卡死,防止运输车在运行时损伤已经安装竣工的轨道梁表面。为减小运输车在转弯时承重轮对整车的横向作用力,车轮联结采取同轴不同速的方式,使车轮在转弯时具有不同的线速度,同时可以减小整车的纵向阻力。承重轮、导向轮和稳定轮的前后轮距为3. 2m,导向轮和稳定轮在平直段线路与PC梁之间的总间隙为25mm,满足运输车在通过12%横坡时的倾斜状态下车轮同PC梁稳定面和导向面能正常运行。 运输车设计荷载14t,满足运输最大单件(重11 5t)货物需要。运输车不设动力,只设置挂钩装置,采用现有的PC梁工程车为外动力。推运道岔梁大件时用2台PC梁工程车,推运其它小件设备时用1台PC梁工程车。 (2) 隧道内道岔安装的其它设备准备 根据作业现场的有效施工空间,设计制作了3台龙门吊,有效地解决了解放碑隧道内较场口车站的道岔安装。2台主龙门吊,每台起重量7t,跨度4m,支腿净空高度5.7m,主梁上移动小车最大横移量3m;另1台为安装底板时为实现纵横向换向的龙门吊,其起重量3t,跨度6.3m,支腿净空高度3.5m。每台主龙门吊上设置2台5t×6m手拉葫芦做横移设备,设置2台5t×6m手拉葫芦做垂直移动设备,龙门吊支腿上设置滚轮装置,铺设43kg/m钢轨及钢支墩,人力推运龙门吊纵向移动。 龙门吊采用型钢构件,螺栓拼装结构,荷载与自重比6 .5∶1,适宜于当前的隧道狭窄安装空间。龙门吊在现场组装完成后,进行了1.25倍荷载静载试验。使用情况良好。 (3)安装道岔基座板 安装道岔基座板,是道岔安装关键性的工序,安装质量的优劣将直接影响下一步的道岔梁及台车的安装调试,影响道岔设备最终的安装质量和运行使用。 每一副道岔有7件基座板,道岔基座板主体是厚25mm的钢板,钢板上预留有多个Φ200的混凝土浇筑孔。最大件基座板外形尺寸为9m×4m;基座板出厂时,道岔运行轨道、运行限位挡块、附件等都已安装调试完毕,调整的余地极小。这就对基座板现场安装的精度提出了特别高的要求。 使用全站仪,用极座标放样法放出道岔安装中心线控制点,然后依据控制点,再布放出纵向和横向中心线调整检测控制点。作业中严格按规程操作仪器,尽最大可能减小因人为因素造成的对中误差和标定误差;方向观测采用盘左放样盘<