SPZ-200配砟车边坡清筛的可行性探索

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  【摘  要】道床是铺设在路基、桥梁或隧道等结构之上,钢轨、轨枕或支承块之下的碎石、卵石层或混凝土层,是钢轨或轨道框架的基础。而道床是由直径为20~70mm的小块状花岗岩按一定的设计要求堆积而成。花岗岩之间的空隙和摩擦力,使得轨道具有一定的弹性,这种弹性不仅能吸收机车车辆的冲击和振动,使列车运行比较平稳,而且大大改善了机车车辆和钢轨、轨枕等部件的工作条件,延长了使用寿命。一旦道碴的弹性丧失,则钢筋混凝土轨枕上所受的荷载比正常状态时要增加50~80%,进而影响行车安全。要确保道床的弹性,就必须对已不符合设计要求的道床进行清筛作业。
  【关键词】配砟车;边坡清筛;探究
  引言
  目前线路清筛作业队的主要作业方式是:(1)通过线路清筛机组对道床进行清筛作业。(2)清筛机组作业不到的地方采用人工对线路边坡进行清筛作用。但人工对边坡清筛存在效率底、成本高等不利条件,下面将从清筛作业技术要求、配砟车边坡清筛的技术可行性和成本对照等几方面进行详细说明:
  1.线路清筛作业一般要求
  线路清筛作业一般包括机械清筛和人工清筛如图1,其作业要求如下:
  1.1线路机械清筛作业一般要求
  ①无缝线路地段,当预测施工轨温高于原锁定轨温10℃以上时,线路清筛必须进行应力放散,放散轨温应满足施工期间作业安全要求。
  ②线路两侧建筑物(包括埋设再道床中的固定物体)至线路中心距离应不小于2100㎜。
  ③正线(含隧道、正线道岔)清砟厚度不得少于300㎜,特别困难条件下道床厚度不足300㎜时,清筛至路基面,并做好排水坡。
  ④到发线(含道发线道岔)、桥隧地段的线路清砟厚度不得少于250㎜,特别困难条件下不得少于200㎜(但必须与设备管理单位形成一致意见)。
  ⑤站线(含道岔侧线)清砟厚度不得少于200㎜。
  ⑥道床的洁度:砟中粒径小于25㎜的颗粒质量不得大于5%。
  ⑦道床要饱满、均匀、整齐,道床顶面宽度和边坡坡度必须满足《修规》要求。
  ⑧道床翻浆冒泥严重地段不宜机械清筛。
  ⑨作业地段线路的曲线半径应大于等于250m。
  ⑩作业时,清筛机枕下导槽应按1:50的坡度向道床排水側倾斜,作业至路基面时坡度不少于1:25。
  ?与设备管理单位提前做好探缆工作,不能盲目施工。
  ?大型养路机械道床清筛(不含道岔)施工作业按三捣两稳执行,具备开通后第一列45㎞/h,第二列60㎞/h,第三列80㎞/h的阶段提速条件。
  1.2人工清筛边坡一般要求
  在设计清筛深度线及以上大机清筛不到的部分要全部进行人工清筛,其标准为:在设计清筛深度线以下部分必须自轨枕端外水平距离600㎜处的垂线与设计清筛深度线交点起,做到边坡排水畅通,道砟均匀、坡度1:1.75坡脚一条线、砟肩一条线,无缝线路砟肩要有150㎜堆高。
  作业要求:①机械清筛和污土清理、边坡人工清筛要求同步进行,使线路尽快达到验交标准。
  ②对机械清筛施工地段进行的边坡清筛、道床整理、倒运弃土原则上坚持5-10㎞由机械段(公司或运输段)验交一次,不宜拖久。每周一个天窗时,一星期内达到验交标准;每周2个天窗时,两星期内达到验交标准;每周3个天窗时,三星期内达到验交标准;集中修施工完毕一个月内达到验交标准。
  ③防洪期间清筛出的污土必须当天清理出排水沟,不得影响排洪。
  2.道床断面分析
  有砟道床在构造过程中因线路的具体情况,有直线型道床和曲线型道床。下面仅以直线型道床为例进行分析:
  以Ⅲ型混凝土轨枕为例,大机清筛深度为轨枕底面向下300㎜处,并以1:50的坡度做好排水。此时大机清筛的最大深度为:H=300㎜+(1300+600)/50=338㎜。边坡坡度1:1.75,因此边坡的最大宽度为:338×1.75=591.5㎜,边坡长度L=(3382+591.52)1/2≈681.26㎜
  3.spz-200双向配砟整形车的主要作用和作业条件
  (1)SPZ-200型双向配砟整形车的主要作用:是通过中犁和侧犁的不同配合方式,完成对道床的配碴及整形作业,使作业后的道床布碴均匀,并按线路的技术要求,使道床断面成型,并通过清扫装置,将残留在轨枕、扣件上的石碴清扫干净,收集后通过输送带移向道床边坡,达到线路外观整齐、美观。
  (2)spz-200配砟车主要作业条件:
  ①钢轨:50Kg/m、60Kg/m、75Kg/m。
  ②轨枕:木枕、混凝土枕
  ③道床:碎石道床
  ④作业线路:单线或线间距为4.4米复线或多线地段
  ⑤轨距:1435m
  ⑥线路最大超高:150㎜
  ⑦线路最大坡度:33‰
  ⑧最小作业曲线半径:120m
  ⑨最小运行曲线半径:100m
  ⑩单侧最大作业宽度(由轨道中心起):3.3m
  ?作业速度:0-12Km/h
  ?连续作业时间≤6h。
  4.spz-200双向配砟整形车边坡清筛的技术可行性分析:
  Spz-200配砟整形车单侧侧犁的最大作业宽度为3.3米,而从人工清筛边坡的标准和Spz-200配砟车的作业宽度,可知Spz-200配砟车的侧犁能够达到边坡清筛的作业宽度的技术要求,下面再从侧犁的四种作业方式具体分析边坡的可行性。
  具体作业方法:
  ①配砟车边坡一侧侧犁在方式1工作过程中可以将自轨枕端外水平距离600㎜处的石渣通过侧犁的前翼犁板和后翼犁板的组合方式,将石渣向路肩顶面进行移动。
  ②一次作业无法将边坡石渣全部清至路肩顶面,需要配砟车进行反方向作业按方式2进行再次作业,至需要清筛石渣全部清至路肩顶面。
  ③人工将清至路肩的石砟进行清筛作业,并将污土清除出线路路肩。
  ④配砟车侧犁按照作业方式3对清筛完毕的石渣进行回填,一次无法达到作业要求时,再利用方式4方向进行作业,直至达到坡度1:1.75,坡脚一条线,砟肩一条线,无缝线路砟肩有150㎜堆高的作业要求。
  5.效率、成本对照
  (1)按每台清筛机每个天窗施工清筛600m,一个清筛作业队两台清筛机组单日清筛作业量为1.2㎞。而后续人工边坡清筛,每人每个天窗点最多清筛30个枕木空,既清筛15-20m。要按人工边坡清筛机作业标准要求配合大机清筛作业,就必须安排人工60-80人次。按每人每天100元的人工费,就需要6000-8000元的施工费用。
  (2)如果配合配砟车进行边坡清筛作业时,每人每个天窗点最多可完成边坡清筛60个枕木空,既清筛30-40m。完成一个配合大机清筛天窗作业大约需要投入30-40人次,人工费用约3000-4000元。
  (3)综上二者相比,一个清筛天窗作业点,利用配砟车配合边坡清筛作业可提高边坡作业效率近一倍,节约人工成本50%,为提高清筛施工作业效率,节约生产成本提供了有利保障。
  6.结论
  通过spz-200配砟车配合人工边坡清筛,可极大提高清筛施工作业效率,降低生产成本,为实现清筛施工提质降耗提供了一种可行的方案。
  参考文献
  [1]大型养路机械施工管理细则. 2017-6
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