周 星
(山東省地方鐵路局嵐山管理處 山東 日照 276808)
鐵路道口作為鐵路與公路的平面交叉,一直是鐵路安全的重點(diǎn),隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,特別是臨近港口、鋼鐵廠等大企業(yè)的重型車輛越來越多,越來越重,這部分鐵路道口遭到越來越大的機(jī)動(dòng)車的破壞。 傳統(tǒng)的道口鋪面已無法滿足重載、高密度機(jī)動(dòng)車的通行和鐵路線路設(shè)備的安全穩(wěn)定。 道口鋪面設(shè)備的損壞不但加大了機(jī)動(dòng)車對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的沖擊力,也加速了道口線路軌道的變形, 從而導(dǎo)致道口翻修頻率加大,對(duì)鐵路行車安全造成很大影響。 因此有必要對(duì)現(xiàn)有鋪面結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索改進(jìn)。
目前路內(nèi)常用的鋪面按使用材料分有木、混凝土、橡膠、軌排、整體道床等。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,易于維修。
缺點(diǎn):枕木失效快,強(qiáng)度低。
適用范圍:人行過道、站內(nèi)平過道以及通行小型機(jī)動(dòng)車的道口。
優(yōu)點(diǎn):耐久性及強(qiáng)度較高。
缺點(diǎn):易破損,不適應(yīng)重型車輛通行,維修難度較大。
適應(yīng)范圍:通行小型機(jī)動(dòng)車的道口。
優(yōu)點(diǎn):美觀,彈性良好,車輛通過較平穩(wěn)。
缺點(diǎn):抗壓性能差,在重型車輛通行時(shí),極易將軌枕壓潰造成軌道幾何尺寸變化嚴(yán)重。
適應(yīng)范圍:通行小、中型機(jī)動(dòng)車的道口。
優(yōu)點(diǎn):承重性能良好,費(fèi)用較低(可充分利用廢舊鋼軌)。
缺點(diǎn):施工難度較大,維修較困難。
優(yōu)點(diǎn):美觀,承重性能良好,車輛通行非常平穩(wěn),軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
缺點(diǎn):施工周期長(zhǎng),施工對(duì)行車影響較大,費(fèi)用較高,同時(shí)當(dāng)鋼軌出現(xiàn)傷損時(shí)不易維修或更換。
我處管內(nèi)多處道口位于港區(qū)或臨近港區(qū)、鋼廠,通過的重載車輛非常之多,大部分載重在50 噸左右,個(gè)別載重達(dá)到100 噸。如此重載的車輛對(duì)鐵路道口造成極大地破壞。為應(yīng)對(duì)這種被動(dòng)局面,我處自2006 年至今,對(duì)這類道口采取了多種鋪面進(jìn)行應(yīng)對(duì),如橡膠鋪面、軌排鋪面、整體道床以及整體道口板,從實(shí)踐來看,整體道口鋪面板能切實(shí)有效的解決此問題。 整體道口鋪面板鋪設(shè)施工較為簡(jiǎn)單,施工時(shí)間較短,對(duì)行車影響較小,既能將荷載均勻分布于路基,有效改善路基受力狀況,達(dá)到整體道床的抗壓能力和平順度,又能大大節(jié)省費(fèi)用。
2.1.1 把多個(gè)傳統(tǒng)鋪面、軌枕和軌下基礎(chǔ)連續(xù)起來做成一個(gè)整體 (整體道口鋪面的來由), 安裝在平交道口的線路路基上,將上部荷載充分均勻的分布于路基。
2.1.2 鋼軌直接緊固在鋪面上,鋪面之間再剛性連接(預(yù)埋件焊接),使整個(gè)道口的鋪面連成一個(gè)整體,避免了鋪面的松動(dòng)。
2.1.3 “燕尾式”承軌槽充分減小輪緣槽寬度,也減輕了機(jī)動(dòng)車對(duì)道口鋪面和線路的沖擊,使機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車能夠平穩(wěn)、安全的通過道口。
2.1.4 道口位于曲線地段時(shí),整體鋪面可以將曲線線路上的超高、 曲線半徑通過改變模具形狀做成與線路參數(shù)一致,使現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)更為方便。
2.2.1 長(zhǎng)度:道口鋪面總長(zhǎng)度與鐵路線路占有公路的寬度相等,按運(yùn)輸條件分成每塊2~4 米長(zhǎng)度預(yù)制。
2.2.2 寬度:3 米(比普通軌枕長(zhǎng)0.5 米),加大了對(duì)基礎(chǔ)的承載能力。
2.2.3 厚度:一般為377、400、500 毫米三種規(guī)格,通行重型、特重型車輛道口一般采用500mm 規(guī)格。
2.2.4 承軌槽及輪緣槽:承軌槽上口總寬度不大于260 毫米(保證汽車通過的平穩(wěn)),底部按標(biāo)準(zhǔn)軌枕尺寸設(shè)置。 輪緣槽內(nèi)側(cè)寬度:直線90 毫米,曲線95 毫米。
2.2.5 軌底坡:按標(biāo)準(zhǔn)(1/40)設(shè)置。
2.2.6 擋肩:按標(biāo)準(zhǔn)軌枕尺寸設(shè)置。
2.2.7 螺栓孔:按不少于2000 根/公里配置錨固預(yù)留孔,滿足標(biāo)準(zhǔn)抗拔力的鏍栓道釘硫磺鉚固。
圖1 整體道口鋪面鋪設(shè)示意圖
2.3.1 拆除原道口
封鎖鐵路及公路(全幅)后,拆除道口原鋪面及鋼軌、軌枕。
2.3.2 基坑開挖
(1)在已確定的道口鋪面長(zhǎng)度、寬度和標(biāo)高內(nèi)開挖基坑。用水準(zhǔn)儀分別對(duì)開挖基坑的各個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)測(cè)量和校對(duì)。
(2) 新鋪道口范圍鋪面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)軌面標(biāo)高高20~30mm,作為沉落預(yù)留量(視基礎(chǔ)程度定)。 基坑的開挖深度為: 面板厚度500mm+干拌混凝土厚度100mm+干砂層厚度30~40mm-沉落預(yù)留量20~30mm。
(3)開挖時(shí)盡量不要發(fā)生超挖的現(xiàn)象,以避免破壞原路基強(qiáng)度。 當(dāng)挖到離設(shè)計(jì)標(biāo)高約50mm 時(shí)最好用人工來修平,防止機(jī)械不小心挖過頭。
(4)基坑開挖好后一定要用機(jī)械把基層夯實(shí)。 可用挖土機(jī)抓斗夯實(shí)并來回碾壓,并用小型打夯機(jī)找補(bǔ)輔助。
2.3.3 填充基礎(chǔ)層
(1)首先采用C25 干拌混凝土來填平、夯實(shí),厚度100mm。
(2)再用干拌水泥砂漿填滿拍實(shí),厚度30~40mm,按標(biāo)高刮平。
注:干拌水泥砂漿用2 份水泥和1 份黃砂比例配制。 干拌水泥砂漿層鋪設(shè)好后,用灑水壺在鋪完的干拌水泥砂漿上適當(dāng)澆點(diǎn)水(讓干拌水泥砂漿達(dá)到握緊能成團(tuán),扔在地下能散開的程度最好)。 使干拌水泥砂漿在道口鋪面受力初期、發(fā)生合理變形時(shí)迅速地得到初凝。
(3)干拌水泥砂漿層上面再蓋一層土工布或油氈。
2.3.4 鋪設(shè)面板
(1)用吊車吊裝普面板,吊面板時(shí)一定要按預(yù)先標(biāo)明的編號(hào)順序吊裝(特別是曲線地段),以減少拼接誤差。
(2)用徑緯儀測(cè)中(在曲線上可提前做出中心外移點(diǎn)),對(duì)齊道口板的中心標(biāo)識(shí)。
2.3.5 恢復(fù)線路
道口板二側(cè)范圍,按彈性過渡要求在兩側(cè)各五米五范圍內(nèi)加密軌枕,軌枕間距0.5m。 道口鋪面及兩側(cè)軌枕鋪設(shè)完成后,將鋼軌撥入,擰緊螺栓,恢復(fù)線路并開通。
2.3.6 焊接連接板
(1)線路開通后,通過一至兩列車,使整個(gè)道口口鋪面有一次均勻壓實(shí)的過程,使整個(gè)道口鋪面變得更平整,并消除施工安裝中的平整度和基礎(chǔ)密實(shí)度誤差。
(2)在道口鋪面兩側(cè)端部預(yù)埋件上用連接鋼板加以焊接。此舉能起到二個(gè)輔助作用。 首先,道口鋪面之間平面高差更一致,防止鋪面板上下錯(cuò)開使鋼軌受損;其次整個(gè)道口鋪面的整體性和穩(wěn)定性更好。
2.3.7 道口兩側(cè)過渡段養(yǎng)護(hù)
加密順接段軌面要求略高于道口板軌面2~3mm,并且采用機(jī)搗的方法搗固兩端線路,在道口板鋪設(shè)后的十五天內(nèi)不間斷地進(jìn)行養(yǎng)護(hù),直至軌面達(dá)到穩(wěn)定為止。
通過我處對(duì)坪嵐線K24+820 道口改造后的情況來看,從鐵路、公路行車情況,鋪面變化狀況以及后期維修方面與其它鋪面相比都有很大優(yōu)勢(shì),具體如下:
整體道口鋪面緊密連在一起,整體性非常好。 取消軌枕后,整體道口鋪面代替軌枕整體受力,可以將上部荷載通過自身均勻分布于整個(gè)路基斷面, 使其承載能力大大加強(qiáng),可以承載重型、特重型機(jī)動(dòng)車安全通行。
圖2 整體道口鋪面現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)效果圖
整體道口鋪面平順度非常好, 機(jī)動(dòng)車能夠平穩(wěn)通行,避免了因道口鋪面不平整而造成的機(jī)動(dòng)車故障,對(duì)道口交通安全非常有利。
因整體道口鋪面具有承載能力強(qiáng), 不易變形等優(yōu)點(diǎn),從而可以將道口維修周期大大延長(zhǎng),一般可延長(zhǎng)至10 年。
表1 重載道口各種鋪面綜合經(jīng)濟(jì)分析
從以上分析看,整體道口鋪面經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。
在通行重型及特重型機(jī)動(dòng)車輛的道口,鋪設(shè)整體道口鋪面與傳統(tǒng)道口鋪面相比,具有施工簡(jiǎn)便、快捷,施工質(zhì)量易保證,承載能力強(qiáng),不易變形,平順度高等優(yōu)點(diǎn)。 另外,鋪設(shè)整體道口鋪面可大大延長(zhǎng)維修周期,有效降低了成本,提高了道口質(zhì)量,有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。