(上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065)
【摘要】淮安有轨电车1期工程轨道工程,正线全部采用无枕式混凝土整体道床,结合该工程铺轨过程中的进度、质量、安全管理以及工程实施重点问题及措施和施工中存在的问题及解决措施分析城市有轨电车铺轨施工的特点和难点,并研究其施工的关键技术,实践结果,较好地完成了施工任务。本文重点结合施工中存在问题的解决措施,包括小半径弯轨、路口铺轨施工组织、轨道绝缘及减振结构柔性材料阐述有轨电车铺轨施工管理。
【关键词】现代有轨电车进度;质量安全管理;无枕式混凝土整体道床;闪光焊铝热焊应力放散小半径弯轨路口铺轨轨道绝缘及减振结构柔性材料
【中图分类号】TU572.88【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)18-0130-03
1.引言
现代有轨电车作为节能环保、快捷舒适、形象美观的新型公共交通方式,适合于全国中小城市近期的发展需求,有利于提高公交的吸引力,引导客流向公共交通方式的转移,以及引导城市发展。轨道施工特别是整体无渣埋入式轨道施工是有轨电车工程的主要施工难点,本文依据淮安现代有轨电车铺轨施工过程对有轨电车铺轨施工管理进行探讨。
2.工程概况
淮安市现代有轨电车一期工程总长度为20km,全线均为地面线,共设车站23座,车辆基地一处。轨道工程主要包括正线轨道及车辆段轨道工程。正线及辅助线采用60R2钢轨,钢轨材质为U75V;库内外线路采用50kg/m钢轨,钢轨材质为U71Mn。正线铺设无缝线路,其余地段铺设普通线路。无缝线路钢轨采用25m长无螺栓孔钢轨,非无缝线路和无缝线路缓冲区采用25m长有螺栓孔钢轨。
3.工程管理
正线铺轨工艺流程:施工装备(配轨,散布扣件)→架轨粗调→扎轨道板钢筋→支模→精调→浇筑混凝土→养护→焊接→应力放散→精调→锁定→上柔性包封;
车辆段有砟道床施工(有缝线路)工艺流程:施工准备(轨枕螺栓锚固,散布扣件、轨枕,配轨)→铺底砟→铺轨枕→上绝缘垫板→铺钢轨→钢轨钉联→上扣件→多次上砟整道→线形、轨距、标高调整→重载车压实→精调→应力放散→锁定。
有砟道床施工(无缝线路)工艺流程:施工准备(轨枕螺栓锚固,散布扣件、轨枕,配轨)→铺底砟→铺轨枕→上绝缘垫板→铺钢轨→上扣件→上砟整道→焊接→应力放散→多次上砟调整→线形、轨距、标高调整→重载车压实→精调→锁定。
进度管理方面根据隧道股份(原上海城建)与淮安市政府合作协议约定,2014年1月8日开工,要求在2014年8月31日前完成轨通,施工任务非常重,施工工期相当紧张。其中加强管理措施,利用相关管理技术及方法制定合理的进度计划,并对进度进行控制。根据现场情况,200米轨道板浇筑需要一个30人班组施工4天。
质量方面主要为技术管理措施、钢轨焊接质量保证措施、无缝线路应力放散、锁定施工质量保证措施、检测及试验,检测项目。其中对轨道工程施工中的长轨换铺、接头焊接、无缝线路锁定等关键工序均需采取专门的针对性措施进行控制。线路应力放散锁定前,应按设计要求埋设位移观测桩。
安全方面主要为施工现场安全技术措施,为保证行车、行人的安全及施工所需,施工区两侧进行隔离。并按照交通部门要求,在施工区域及道路上设置明显的警示标志,确保行人和来往车辆的交通安全。夜间设红灯警示。其他包括施工用电安全措施、施工机械设备安全措施、交通安全保证措施、施工消防安全措施、施工期间的防汛措施、确保既有道路安全畅通措施等等,其中把配合交通措施列为施工组织设计的主要内容之一。施工前,主动和交通部门联系,请交通部门给予支持和指导,改进、完善交通疏导方案,制订实施细则。
4.工程实施重点问题及措施
4.1UN5-150ZX2、YHG-1200th型焊轨机闪光焊接施工工艺和技术措施
移动式接触焊焊轨施工工艺流程图
其中焊前钢轨检查,闪光焊接对钢轨端部的几何尺寸要求较高。因此,铺轨前(或整体道床施工时)对钢轨的端部尺寸进行复核。要求轨端高差≤1.2mm。松解扣件及钢轨端头除锈打磨,打磨深度不得超过母材0.2mm。对轨调整与钢轨焊接,钢轨面及钳口部位打磨符合要求后,方可进行焊轨作业。正火过程中必须严格控制温度,杜绝危害的产生。打磨深度不大于0.5mm焊接接头及附近槽型钢轨表面不应有裂纹、明显压痕、划伤、碰伤、打磨灼伤等损伤。钢轨焊头超声波探伤,每个焊接接头必须经朝圣波探伤,保证全部焊头100%合格。
4.2铝热焊接施工
本工程铝热焊接主要适用于道岔位置焊接以及车辆段局部轨道焊接。铝热焊工艺的主要流程,准备工作→轨端干燥→轨端除锈去污→对轨→夹具安装→砂模安装→封箱→预热→坩埚安装→点火→反应→镇静→拆磨→推瘤→打磨。
其中焊接顺序,首先焊接岔区内部钢轨接头,建议采用的焊接顺序如下图,即由1至8。
说明:各焊头焊接顺序为:1、2、3、4、5、6、7、8
4.3应力放散施工操作要点
无缝线路有下列情况之一者应再次进行应力放散后,重新锁定,使其符合设计要求。实际锁定轨温超出设计锁定锁定轨温范围。不符合无缝线路锁定应遵循的原则。无缝线路锁定后钢轨产生不正常的过量伸缩。无缝线路锁定后固定区钢轨出现严重的不均匀位移。
实际施工时可根据现场具体情况采用下列应力放散方法:滚筒法(采用聚四氟乙烯板代替滚筒):该方法是施工轨温在设计的锁定轨温范围内,把需要放散应力的长轨条先拆除扣件,然后抬起钢轨,放上滚筒,将钢轨落在滚筒上,撞击长轨条数次,使长轨条基本上能自由伸缩。轨温合适,即撤滚筒、紧扣件、进行锁定。拉伸器滚筒法:该方法是作业轨温在设计锁定轨温范围以下时,利用钢轨拉伸器和撞轨器配合作用,通过均匀拉伸长轨条,以提高它的零应力轨温,使锁定轨温一步到位的方法。拉伸长轨条时,要做到匀、准、够。
放散作业程序:确定放散长度。设立固定点。放松扣件,垫入滚筒,保证钢轨自由伸缩。测量作业轨温。根据放散轨温与作业轨温之差,计算并标记钢轨的变化长度,并在钢轨上每隔100m做以标记。使用拉伸器和撞轨器共同作用拉伸钢轨,使其达到设定的标记。锁定钢轨,焊接。由焊接处向固定点方向上紧扣件。在焊接之后不少于20分钟和焊缝两边至少30m的范围内将扣件按照设计要求安装好后,撤出拉伸器。使各固定点之间的纵向力均匀化。
5.施工中存在的问题及解决措施
5.1小半径弯轨
淮安现代有轨电车正线设计最小曲线半径40m(楚州大道上行),采用厂制25m槽型轨铺设,厂内预弯钢轨及厂制长轨条无法满足城市运输条件。国际上传统方式为在施工现场利用液压弯轨器对短轨进行冷弯后铺设。该法实为加密折线后“以折代曲”,架轨时稳定性差,铺设后的曲线线形精度较低,短轨接头部位的线形更是难以控制。淮安现代有轨电车利用移动闪光接触焊技术,在曲线一端的直线路段预先按设计曲线长度,将短轨焊接成长轨条。再利用专用侧向导向和保护滚筒、地面滚筒,以小型卷扬机为纵向动力,将长轨条纵向窜移至粗铺位置,架轨精调后一次成型。除架轨时加密安装轨距拉杆保证轨排稳定性外,其余工艺及控制要点与普通区段相同。
利用长轨条一次性铺设路口小半径曲线施工效率高,完成后的曲线线形精度高,缺点是需要将线路所在的城市既有路口完全封闭施工,从两端进行交通导改以满足社会交通,导改协调工作量较大。
5.2路口铺轨施工组织
根据淮安有轨电车施工情况,各个路口施工时,对于翔宇大道及楚州大道的交通影响相对较小,对横穿翔宇大道及楚州大道的各个道路交通影响较大。淮安有轨电车项目部从交通组织、施工工序安排以及各工序施工工艺要求等方面统筹考虑,采用以下5种施工组织方式进行全线各个路口的施工:
方式1:路基半幅封交,铺轨半幅封交,钢轨焊接及沥青摊铺全封交施工。
方式2:土建路基半幅封交,轨道铺设第二次翻交、第三次翻交时完成,焊接及沥青全封闭施工。
方式3:路口两侧或单侧采用临时通道进行交通翻交,路口采用全封交进行路基及轨道施工。
方式4:土建全封交、轨道铺设全封交施工,后钢轨先不焊接而直接铺设临时沥青混凝土,临时开放交通。省运会后全封交,拆除临时沥青,再进行轨道焊接、应力放散、锁定及沥青施工。
方式5:土建全封交、轨道铺设全封交施工,再进行轨道焊接、应力放散、锁定及沥青施工。即封交期间一次性施工到位后正式开放交通。
各个路口翻交方式及封交期间交通组织如下表所示:
根据淮安有轨电车工程情况,总结不同的封交方式主要按以下几个原则进行:第一,可采取全封交临近重要路口依次进行封交施工;第二,路口有道岔施工,无法先对有道岔的一侧路口进行施工。故先施工无道岔的一侧路口,然后进行交通翻交。后施工有道岔的另一侧路口。待道岔全部施工完毕后进行全封交,进行整个路口轨道工程施工;第三,因小半径曲线轨道施工的工艺要求(先将25m标准轨焊接成长轨条,现场进行轨道弯曲施工),无法采取半幅封交的方式进行施工,必须全封交进行施工;第四,对于各别路口轨道焊接施工时,绕行路线复杂,且绕行距离较长,故在该路口一侧增加一条临时通道,便于通行;第五,对于各别路口一侧有桥梁等障碍物,可采用方式3,路口两侧或单侧采用临时通道进行交通翻交,路口采用全封交进行路基及轨道施工。第六,对于各别市重点路口,可采取复工板施工,白天正常通行,夜间起吊复工板进行施工。
5.3轨道绝缘及减振结构柔性材料
结合淮安有轨电车的设计及施工经验,柔性材料的填充不仅起到减振降噪的作用,还起到保护环境、保护路面结构及绿化道床绝缘及提高乘客舒适性的作用,本工程均全线铺设柔性材料。其他城市部分有轨电车线路,因无柔性材料填充,钢轨附近的沥青砼剥离掉块现象严重。国外也有运用线路钢轨,在无柔性材料包裹绝缘,钢轨被严重腐蚀。
铺设柔性材料实景图
沥青裂缝实景图
安装轨道绝缘及减振结构柔性材料关键技术措施:安装阻尼条需清理掉钢轨轨腰上的铁屑、混凝土残渣等。安装前,采用手压式气枪挤压专用胶体,将胶均匀涂抹于阻尼条背面及相邻接缝处。
粘胶涂抹完毕后,将阻尼条卡入钢轨轨腰处,该过程中需要松动弹条并借助橡胶锤将阻尼条嵌入。两相邻阻尼条接头处必须密贴,不得留有缝隙。若使用的粘胶不具有速凝性能,安装完毕后需用夹具临时夹住阻尼条两端使其与钢轨密贴。
现场安装应注意以下事项:(1)施工现场散布阻尼材料时注意分清其规格型号,避免在施工过程中出现内外侧材料混用。(2)粘贴阻尼条时,保证钢轨粘贴部位清洁、干燥。(3)安装过程中需要松动弹条,为避免轨道尺寸变化过大,在安装阻尼材料后必须安排专人紧跟,将弹条复位并拧紧。按扣件设计值约250N?m的扭矩用电动扳手紧固螺栓,直至弹条中圈环接触到轨距挡板的凸起部位。用塞尺进行检验弹条与轨距块接触间隙不大于0.5mm。阻尼材料安装完后,逐个将扣件罩安装在扣件处,保护罩放在轨脚和基座板上,并用螺纹钉将扣件罩钉在阻尼条上,防止混凝土铺装时松动。
6.结语
淮安现代有轨电车轨道工程采用了有砟及无枕式混凝土整体道床,并通过合理的进度、质量、安全管理以及重点工序的把控,关键技术的运用,圆满完成了施工任务。
尽管现代有轨电车建设在国内悄然兴起,但其施工技术上的经验主要来源于较为成熟的地铁及高速铁路施工。施工技术总体上还不够成熟,尚无更多施工技术和经验的积累。通过淮安有轨电车1期的施工进行归纳总结,在今后的同类工程中不断创新并吸收其它发达国家的先进工艺和理念,进一步提升现代有轨电车轨道工程的总体施工技术水平。
参考文献
[1]淮安有轨电车一期工程管理大纲.
[2]淮安有轨电车一期工程施工组织计划.
[3]淮安有轨电车一期工程交通组织方案.