西南交大大坡道铺架毕业论文.doc

摘 要 金筠铁路最大线路坡度为 17，其铺架施工属于大坡道铺架施工。我 国目前铺轨架桥施工设备的爬坡能力和制动能力在设计制造时仅按 12考 虑，因此现有的铺架设备在爬坡能力、制动能力和施工安全方面均不能胜 任 17连续长大坡道铺架施工的要求，这给大坡道铺架的施工设备、施工 技术和安全技术带来新的课题。 本文首先从设备改造方面入手，提出了对现有铺架施工的设备（铺轨 机、架桥机及 2 号机动平车）进行技术改造方案，通过技术改造，解决了 设备的牵引能力和制动性能问题，使架桥机、铺轨机和 2 号机动平车在原 基础上，增加爬坡（牵引）能力 1 倍以上；为使大坡道铺架更加安全可靠， 对原设备的制动系统亦进行了改造，同时增加了外部制动系统，派专人进 行监护，停机时能及时将铁鞋等外部制动装置推入轮下，保证了铺架设备 在大坡道上作业万无一失。 其次，本文根据金筠铁路铺架施工的特点，提出了解决金筠铁路铺架 工程施工难点大坡道铺架施工方案，重点研究了大坡道铺架施工的施 工方法和施工工艺，即砼枕轨排拼装、木枕轨排拼装、机械铺轨、架桥机 架梁、轨道吊车铺木枕道岔、上碴整道、桥面系等各分部分项工程的主要 施工方法、施工工艺流程、质量控制与检测，保证了工程进度和质量。 本文从大坡道铺架工程路料运输组织是铺架施工前后方联系的重要纽 带入手，对施工机车的牵引定数重新进行了理论计算，并应用于实践，丰 富了原有的技术资料，开创了大坡道上施工临运的新篇章。 大坡道铺架施工设备、安全操作、各工种、工序的安全技术措施等是 大坡道铺架安全施工的重要保证。本文从设备改造、铺架施工安全技术措 施、路料运输安全技术措施、设备安全操作等方面入手，详细地论述了大 坡道施工安全技术要求。确保了大坡道施工安全、有序、高效地进行。 关键词: 大坡道；技术改造；铺轨架桥；施工工艺；路料运输；安全技术 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别 加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过 的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位 或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人 或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论 文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和 电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并 提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其 它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论 文的部分或全部内容。 作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书指导教师评阅书 指导教师评价：指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 指导教师：指导教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 评阅教师评阅书评阅教师评阅书 评阅教师评价：评阅教师评价： 一、论文（设计）质量一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）水平二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 评阅教师：评阅教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 i 页 教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价：教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 评定成绩：评定成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 教研室主任（或答辩小组组长）：教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年年 月月 日日 教学系意见：教学系意见： 系主任：系主任： （签名） 年年 月月 日日 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 ii 页 目 录 第 1 章 绪 论.1 1.1 金筠铁路铺架工程概况1 1.2 目前国内铁路大坡道铺架工程施工概况及质量、安全控制1 1.3 本文研究工作2 第 2 章 铺架两机的技术改造 2 2.1 铺架两机作业技术改造方案论证 .2 2.1.1 问题的提出 .2 2.1.2 铺架两机作业技术改造方案论证 .3 2.2 架桥机的改造 .3 2.2.1 动力改造 .3 2.2.2 架桥机走行系统的改造 .4 2.2.3 架桥机走行受力计算 .4 2.2.4 桁车走行系统改造 .6 2.2.5 架桥机其他改造项目 .9 2.2.6 架桥机制动系统改造 .9 2.3 长征 iib 型铺轨机改造 10 2.3.1 动力系统改造方案 10 2.3.2 制动问题 11 2.4 2 号机动平车技术改造.11 2.5 铺架两机外部制动装置改造 13 2.5.1 带把跟进式铁鞋 13 2.5.2 螺杆固定式铁鞋 14 2.6 铺架两机技术改造效果分析 14 第 3 章 大坡道铺架及路料运输组织关键施工方案及施工工艺 .15 3.1 铺架总体施工方案论证 16 3.1.1 正站线铺轨铺岔 16 3.1.2 桥梁架设施工 17 3.1.3 上碴整道及桥面系安装 17 3.1.4 桥隧相连时桥梁架设 17 3.1.5 铺架施工临时通讯 17 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 iii 页 3.2 长大坡道铺轨架桥施工工艺 17 3.2.1 砼枕轨排拼装 17 3.2.2 木枕轨排拼装 20 3.2.3 轨道铺设 22 3.2.4 架桥机架梁 24 3.2.5 轨道吊车铺木枕道岔 28 3.2.6 上碴整道 29 3.2.7 桥面系施工 .30 3.3 长大坡道铺架路料运输组织方案.32 3.3.1 长大坡道铺架路料运输组织方案研究的重要性.32 3.3.2 长大坡道铺架路料运输组织方案.33 3.4 长大坡道铺架施工及路料运输组织方案实施效果分析 35 第 4 章 长大坡道铺架安全技术措施 .36 4.1 长大坡道铺架安全技术措施研究的重要性 36 4.2 长大坡道铺架施工安全技术措施 37 4.2.1 架梁作业的安全技术措施.37 4.2.2 铺轨作业的安全技术措施.39 4.2.3 铺架两机交会时的安全技术措施.39 4.2.4 铺架两机工作结束停在长大坡道正线和架梁岔线时安全技术措施40 4.2.5 2 号机动平车在长大坡道上运行时的安全技术措施.41 4.2.6 在长大坡道上安设换装龙门架和压道车作业时安全技术措施.41 4.3 长大坡道铺架运输安全技术措施.41 4.3.1 机务安全技术措施.41 4.3.2 列车运行安全技术措施.43 4.3.3 车辆安全技术措施.43 4.3.4 车站作业安全技术措施.44 4.3.5 接发车安全技术措施.45 4.3.6 列车被迫停车后的安全技术措施.45 4.3.7 桥梁、轨排、超级超限货物运输安全技术措施.45 4.3.8 车辆溜逸原因及处理措施.46 4.4 长大坡道铺架及运输安全技术措施实施效果分析 48 结 论 49 致 谢 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 iv 页 参考文献 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 1 页 第 1 章 绪 论 1.1 金筠铁路铺架工程概况 金筠铁路铺架工程位于四川省宜宾市珙县、高县和筠连县境内，线路自宜珙线的 金沙湾车站至筠连县的巡场，起点里程 d1k0+000，终点里程 dk74+014.87，线路长约 69.472 公里，经由金沙湾 ii 场、文昌宫、高县、趱滩、孝儿、腾达、大地、筠连等八 个车站。其中趱滩、大地为缓开站。线路所经地区位于低山丘陵区，相对高差较大， 村镇密集，涵渠通道较多，地表植被较发育。沿线地震基本烈度为度。工程沿线分 布二、三级公路乡村道路，形成了较为密集的交通网络，交通比较方便。 本工程所在地区属亚热带湿润季风气候，云雾多，日照少，无霜期长。历年最高 气温（七月）31.532.3，最低气温（一月）5.15.8。历年平均降雨量 10001200 毫米，59 月为雨季，历年最大一次降雨量为 202 毫米。 本工程线路设计技术标准：铁路等级为地方铁路 i 级，路基及桥隧按国家 ii 级次 重型设计；正线数目为单线；限制坡度为上行 6，加力坡 12；下行 9，加力坡 17；最小曲线半径为 300m；牵引类型采用内燃；机车类型采用 gk1；牵引定数为上 行近期 2700t，远期 3050 t；下行 2300 t；到发线有效长为近期 550m，双机段 580 m； 远期 750m，双机段 780m。 1.2 目前国内铁路大坡道铺架工程施工概况及质量、安全控制 根据不完全统计，金筠铁路铺架工程所面临的长大坡道在我国地方铁路建设史上 是从未有过的，更是给铺架施工带来新的课题，是一项“高、难、新”的铺架施工工 程。路内现有各型铺架设备自身能力均无法胜任（爬坡能力一般为 12） ，tb10302- 96铁路轨道施工及验收规范 、tb10213-99铁路架桥机架梁规程中规定“线路 在 12以上的坡道时用机车推顶作业” ，但机车对位后不能单机返回，根据（京）新 登字 063 号“行规”和“技规”规定和实际试验，线路坡道超过 20，长度 2km 及 其以上时，必须联挂不少于 4 辆平车，方能确保单机下坡安全，但联挂 4 辆平车后， 推顶架桥机桥头走行或铺轨机铺轨要准确对位，是很难操作的。此外，还必须增设岔 线供铺架两机、机车等运输车辆交会作业，但在桥隧密集的大坡道地段增设岔线是根 本不可能的。 长大坡道铺架施工由于前所未有，且长大坡道铺架施工也无现成的经验借鉴，施 工工艺质量在部颁“规程” 、 “架规”中也没有对 12坡道作出专门的规定。因此在铺 架施工过程中，施工质量除严格按照“规程” 、 “架规”中的一般规定执行外，还必须 对桥梁架设、轨道铺设、线路整道等施工工艺质量制定专门的控制措施。 长大坡道铺架施工专业性强、投入的大型设备多，为确保长大坡道铺架施工能安 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 2 页 全地进行，在铺架施工过程中，针对铺架设备改造后的技术性能及大坡道施工的特点， 制定专项安全技术保证措施，增加设备的外部制动系统，加强设备操作人员的技术培 训。 1.3 本文研究工作 大坡道铺架施工技术是一项系统的工程。它涉及到铺架设备能力、运输牵引能力、 施工组织与运输组织、安全技术保障、工序工艺质量、人员素质等各方面与常规铺架 作业的要求截然不同。在大坡道铺架施工过程中，质量控制、安全施工尤其重要。因 此，本文就下述方面： 1、现有的铺架两机(铺轨机、架桥机)技术改造 2、大坡道铺架及路料运输组织关键施工方案和施工工艺 3、大坡道铺架安全技术措施 进行研究，以确保金筠铁路长大铺架施工安全、优质、有序地进行。 第 2 章 铺架两机的技术改造 2.1 铺架两机作业技术改造方案论证 2.1.1 问题的提出 在我国铁路建设中，多年来山区线路的坡度一般只在 10左右，铺轨架桥施工设 备的爬坡能力在设计制造时仅按 12考虑，现有各型铺轨架桥施工设备均不能胜任 17连续长大坡道的铺轨架桥施工。 金筠铁路线路设计最大坡度 17，铺轨约 69km，架梁 246 孔。架梁作业时采用长 征-160 型架桥机，该设备改造前设计爬坡坡度为 12，且目前国内各型铁路架桥机 设计爬坡坡度均小于 16，都不能满足该段桥梁架设任务。如不对长征-160 架桥机 进行技术改造，而采用机车牵引、机车对位方式，仍存在两大难题：一是必须增加一 台机车，且还须为机车的进出增设车辆间交会的岔线，将导致架梁施工成本的大大增 加，并且每架设一孔梁机车都要通过岔线进出一次，严重影响架梁进度，难以保证架 梁施工工期；二是架桥机桁车动力系统不改变，将因桁车吊梁走行坡度大大增加而导 致无法吊梁走行，根本无法进行架梁作业。 铺轨作业时采用长征b 型铺轨机，该设备设计爬坡坡度不大于 12，路内各型 铺轨机械均不能满足在此种坡道上自行走行铺轨的要求，因此，只有对现有设备进行 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 3 页 技术改造，对铺架的施工方案进行论证，在保证铺架质量的前提下，加快施工进度， 满足金筠铁路大坡道的要求，才能保证能否按期完成铺轨任务的施工目标。为单位创 造可观的利润。 2.1.2 铺架两机作业技术改造方案论证 铁路架桥机架梁规则(u1021399)中规定，当线路坡度大于 12时用机车推 顶作业，此方法有以下几个难以克服的困难： (1)机车推顶铺轨机和架桥机对位后，须返回避让喂送桥梁、轨节，根据(京)新登 字既 3 号铁路技术管理规程和行车组织规则(以下简称“技规”、“行规”)规定， 当线路坡度大于 20、坡长大于 2km 时，必须联挂不少于 4 辆平车，方能确保单机下 坡行驶安全。但联挂 4 辆平车后，谁顶架桥机架桥立放零号柱时或铺轨机铺设轨排时 难以准确对位。 (2)机车进退避让喂送桥梁、轨节必须增设临时岔线，而在桥隧长度密集且地形陡 峻的长大坡道地段，增设岔线根本不可能。 (3)大坡道路段桥梁密集，且属特殊条件下架梁的有十多座，大多数桥大都位于 300500m 半径的曲线上，且远离河道，背离自然风向。 (4)大坡道路段利用开通车站、缓开车站、桥头岔线供铺架两机交会、机车避让和 立放换装龙门架换装桥梁、轨节的共有 16 处，即铺轨架桥可分为 15 个区段进行，机 车推顶铺轨机铺设前一组轨节时，后一组轨节换装与运送不能同时进行，必须待每组 轨节铺设完毕后机车才能返回换装，因此不能连续作业。 由铺架两机作业方案论证可以看到，如果不对现有的铺架机具设备进行技术改造， 根本就无法保证本条线路的铺架进度及通车工期，也不能保证铺架的安全。由此，我 们必须对铺架两机进行技术改造。 研究表明，金筠铁路采用现有铺轨架桥设备或用机车推顶作业，合计需增加工时 折算成台班 300 个，计 100 个工天，显然无法保证预定工期。采用现有设备铺架或机 车推顶作业铺架都是不可行的。因此，为保证铺架施工的需要，必须研究开发长大坡 道铺轨架桥技术，改造现有的铺轨架桥设备，提高其技术性能，配套完善施工技术。 用科技创新来推动技术进步，为我国山区铁路建设事业的发展奠定坚实的基础。 2.2 架桥机的改造 2.2.1 动力改造 原机动力仓安装有二台 120kw 发电机（一台作备用） 。架桥机大车走行、桁车起 吊走行技改后，功率都提高了，原动力已不能满足使用求。为此，我们选用了一台 250kw 发电机和一台进口康明斯 85kw 发电机。大发电机供给架桥机走行时 4 台 52kw 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 4 页 直流牵引电机供电和电焊桥梁横隔板 7 台电焊机供电。小发电机供桁车起吊和走行时 供电。两台发电机各与架桥机工况不同时 s 所需功率匹配、交替使用，发电机既得到 了休息、保证了运转可靠，延长了使用寿命，又使功率匹配合理，不造成浪费，大大 节约了柴油消耗。 2.2.2 架桥机走行系统的改造 （1）改造理由：原机大车走行由 4 套液压马达通过减速箱驱动四根动轴使架桥机 走行，由于设计爬坡度为 12，设计输出扭矩不大，根据几年来使用情况，该机爬坡 能力差，而且液压系统温升很快，走行不到一个小时就要停车降低油温，大大影响了 简支走行速度。液压过载能力小，坡度大了就打滑上不去，加上新铺线路状况不是很 好，故不适合新线施工要求。 （2）改造方案：动轴仍保留四根，采用四台 52kw 的直流牵引电机通过大速比减 速箱分别驱动。250kw 的柴油发电机组向 440v、600a 的可控硅整流柜供电，整流柜 向四个牵引电机供给直流电源，采用直流电源供电实现无级调速。由于直流电机机械 设备特性是软特性即低速扭矩大、高速扭矩小，非常符合架桥机使用工况。、起动 时，磨擦阻力大又有起动惯性力，起步时要求扭矩大，而直流电机启动扭矩大，大大 改善了大车起动性能，起步平隐可靠。、中速时，电机输出扭矩减小与运行阻力减 小相吻合。、高速时，虽然电机转速高输出扭矩小，但空载走行阻力也小，不存在 问题，速度快了可节省作业时间。 2.2.3 架桥机走行受力计算 （1）架桥机牵引力计算 四台牵引电机型号 zq-52-6b 额定功率 n=52kw=52000w 额定转速 nh=1300r/min 最大转速 nmax=2800r/min 减速箱为三级齿轮减速器 减速比 i=43.65 走行轮直径 d=0.84m 电机处于额定转速时,架桥机走行速度 vh vh=60nhd/1000i =6013000.84/（100043.65）=4.72km/h 架桥机自力走行时用要求 v 走行速度5km/h 牵引电机输出扭矩 t0 t0=60n/（2n） 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 5 页 =5200060/（21300）=382nm 三级齿轮闭式减速器效率 0.920.94 取 =0.93 走行轮的效率取 轮=0.98 单动轴牵引力 f0 f0=2t0i 轮/d =238243.650.930.98/0.84=36183n =36.18kn 架桥机走行时最小轴重可按 200kn(20t)考虑 36.2/200=0.18nh 时电机为恒功率调速，即 n 升高扭矩减小，因此 nmax =2600r/min 时： 牵引力 f=890961300/2600=44548 n 大车走行速度 v=27.66=15.32 km/h 走行阻力计算： 参照起重机设计手册“液压铁路起重机运行机构计算” 。 、取用参数：同铺轨机。 、阻力系数总值：=0.0334 、风阻力的计算： 2 号机动平车宽 3.2 米，高 3 米，风力按 15kg/m2 计算，风载体形系数取 1.4，则 空车时： pw=1.43.23150=2016 n 2 号机动平车运载 6 层轨排/32 米梁时，受风面积相当于宽 3 米高 5 米，此时： pw=1.435150=3150 n 、走行总阻力： a、空车走行 空车走行应采用高速，以节省走行时间，提高运输速度，故： v=15.3 km/h f=44548n g=1109.8=1078 kn p=g + pw =0.03341078000+2016 = 38021.2 nf 牵引力利用系数 k=p/f=38021.2/44548=0.85 b、运送轨排 运送轨排时总重量为 200 吨，故走行应采用低速，此时： 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 13 页 v=7.66 km/h f=89096n g=2009.81=1962 kn p=g + pw =0.03341962000+3150 = 68681 f 牵引力利用系数 k=p/f=68681/89096=0.77 c、运送 32m 梁 运送 32m 梁时总重量为 240 吨，故走行应采用低速，此时： v=7.66 km/h f=89096n g=2409.8=2352 kn p=g + pw =0.03342352000+3150 = 81706.8 f 牵引力利用系数 k=p/f=81706.8/89096=0.97 2、制动能力 2 号机动平车 4d 轴转向架是由两个转 8a 转向架加纵摇枕组成，基础制动装置为 正闸，滚动式制动梁，单片式制动杠杆。该机基础制动性能仅相当于两辆 60t 平车， 故在重载运行时制动效果不好（该机在南昆线 13的坡道上由于制动力不够曾造成过 事故） ，结合此次长大紧坡改造一并解决此问题。改造方案：将空气制动系统全部改为 jz-7 系统，更换总风缸使储风量加大，加装两个制动缸，使四个制动缸分别管四个转 8 转向架，重新制作所有杆系并增加杆系刚度，调整制动倍率使之不小于 9。改造目的 是使 2 号机动平车在重载状态下，以 7.66km/h 速度在 17坡道下行时制动距离不大于 10m。 2.5 铺架两机外部制动装置改造 固固固固固 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 14 页 2.5.1 带把跟进式铁鞋 在普通铁鞋后端接一手把，架桥机、铺轨机走行时，随机监护人员手推铁鞋跟进 走行（使用中监护人员用一细小绳子联接铁鞋于机后牵引跟进） ，停机时监护人员能迅 速将铁鞋推入轮下，及时制动。特别是架桥机架梁走行对位和铺轨机铺轨对位时能使 其不产生向后溜动，保证对位正确。 固固固固固 2.5.2 螺杆固定式铁鞋 普通铁鞋两边带耳板，耳板下端有螺孔，螺孔中心至铁鞋底面的距离大于钢轨的 高度，螺杆穿过螺孔后刚好与钢轨底面接触。当架桥机对好位后架梁，2 号车对好位后 换装桥梁或轨节时，或架桥机、铺轨机、2 号车因故需要在坡道上任一位置作较长时间 停留时，使用该铁鞋，螺杆穿过轨底板后拧紧螺母固定，保证设备的自动制动缓解后 仍不会溜车。 2.6 铺架两机技术改造效果分析 1、经过对铺架两机动力系统的改造，发电机既得到了休息、保证了运转可靠，延 长了使用寿命，又使功率匹配合理，不造成浪费，大大节约了柴油消耗。同时提高了 其爬坡能力和长大坡道制动力，使其能够大坡道和不同路况的使用要求。 2、通过重新设计制造架桥机衍车，单台衍车能吊梁拖拉前进，使梁片不必拖进主 机，并减少了一道主机拖拉系统拖拉梁片的拖梁工序。不但节省了时间，还改善了改 造前曲线拖梁比较困难的问题；通过中大臂改造，增加了稳定性，取消安装困难的剪 力板，提高了组装解体效率。通对吊梁扁担、前大臂横梁、前大臂托臂台车等都进行 的相应改造，使架桥机的使用性能、各工作机构的可靠性、整机安全性能都有很大提 高。 3、研制了桁车卷筒自动排绳机构装置，使起吊钢丝绳在卷筒上能整齐自动排列， 避免背绳跳动，其排绳机理在国内外未见先例。况且钢丝绳不受挤撩损伤，使实际使 用寿命延长了 5 倍以上，创造性的解决了这一难题。该装置已获国家专利。同时研制 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 15 页 了桁车卷筒紧急停车装置，即在卷筒端盖上加装了一套棘爪紧急制动机构，这也是国 内架桥机首创，也获国家专利。该机构 2000 年初在达万线架梁时，出现卷筒太阳轮切 齿（因齿轮制造质量问题）现象，桥梁失控急剧下坠，及时投入紧急制动，避免了机 毁人亡的特大事故。 4、在制动方面，采用带把跟进式铁鞋和螺杆固定式铁鞋达到制动效果，跟进式铁 鞋主要是对架桥机架梁走行对位和铺轨机铺轨对位时能使其不产生向后溜动，以保证 对位正确；螺杆固定式铁鞋主要是螺杆穿过轨底板后拧紧螺母固定，保证设备的自动 制动缓解后仍不会溜车。通过现场的实践应用，制动效果很好，确保了铺架的施工安 全。 5、通过改造二号机动平车车钩，加大车钩摆动量，提高挂车牵引在大坡道、小半 径曲线上的通过能力。 6、加装柴油机尾气净化装置，以减少铺轨机在长大隧道内铺轨时柴油机尾气对洞 内空气的污染，使作业人员能正常工作。该装置获国家专利。 总之，经过对铺架两机全面的技术改造，金筠铁路长大坡道平均日架梁 35 孔， 日铺轨 15km，最高日架梁 7 孔、日铺轨 4.5km。工期比原计划提前了 74d，保证了线 路的铺架质量和施工安全，社会效益显著。 第 3 章 大坡道铺架及路料运输组织关键施工方案及 施工工艺 由于金筠铁路为四川省地方铁路，站间距离长（一般为 20km） ，站线少（短） ，岔 线少（设计几乎没有考虑） ，因此，本线采用单铺单架方案，车站道岔采用轨道吊车铺 设，或人工铺设。 大坡道铺轨架桥及路料运输组织的施工方案及施工工艺与其他一般地段有共同点， 但大坡道铺架及路料运输组织的施工方案及施工工艺又有自己独特之处，它决定着铺 架进度和施工成本，因此特制定大坡道铺架及路料运输组织的施工方案及施工工艺。 本工程铺轨基地设在金沙湾车站，从金沙湾车站铺设道岔及线路进入铺轨基地。 铺轨从本工程起点开始，采用长征 iib 型铺轨机铺设，长征-160 型架桥机架梁；区 间铺架两机利用就近新铺车站或架梁岔线会让、交叉作业；车站线路采用铺轨机铺设， 轨道吊车吊铺道岔。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 16 页 钢轨、道岔、砼轨枕、木枕、岔枕、扣配件、预应力砼桥梁、桥梁支座等，由业 主组织供应。钢轨、道岔、轨枕、扣配件等存金沙湾场轨排基地；水泥、硫磺等在 基地仓库存放；预应力桥梁和支座在车上交货后，编组为工程列车，运到铺架前方站， 然后送到桥头架设。道碴在武家岩碴场装车，用自备 k13 石碴车运输；根据道碴供应 情况，中后期可在高县车站设道碴供应点。 3.1 铺架总体施工方案论证 铺架两机解体运输到金沙湾车站，先在铺轨起点处人工铺设轨排生产基地的场 1 线、ii-4 线起点至黄桷坝中桥宜宾台间的线路，两机从金沙湾车站用铺架施工的机车牵 引到场 1 线进行组装；铺轨到黄桷坝中桥宜宾台后，铺轨机退回轨排生产基地会让架 桥机；架桥机架完黄桷坝中桥后利用轨排基地与铺轨机再次会让，交替进入区间施工。 铺轨进入文昌宫车站后，在站内利用轨道吊车吊铺车站道岔，铺轨机按设计铺完站内 线路后继续往前方铺轨，轨道吊车停机文昌宫车站，架桥机运行到文昌宫车站待机。 铺轨到下一座桥后，铺轨机退回文昌宫车站，架桥机进入区间架梁。铺轨到下一个车 站后，轨道吊车进入与铺轨机配合铺设车站线路和道岔。由此，铺架两机利用架梁岔 线或新建车站相互会让、交叉作业完成本工程铺架施工。 高县车站铺轨完后作为临时解编站使用，铺轨基地发出的工程列车在高县车站重 新解编后，按需要向铺架前方运送轨排、桥梁和成品道岔，从而减轻由于铺轨基地狭 小带来的施工压力，以确保总工期的实现。 本工程道碴供应从武家岩碴场购买，采用 k13 石碴车运输。上碴从施工起点开始， 捣固与起道跟进作业，为了减少与前方施工的相互影响，第一次上碴整道与前方铺架 施工相距一个区间（或 10km） ；第二次上碴整道与第一次相距 5-10km；经过两次整道 后，新铺线路已能满足工程列车运输需要。沉落整修逐区间进行，逐区间完成线路达 标，确保本工程总工期的实现。 每一座桥梁架完，即进行桥面系安装，为桥面整道创造条件。桥面系角钢支架、 检查梯、钢筋混凝土人行道板、护轮轨梭头等在铺轨基地制作，用轨道车送往施工现 场安装（有公路通过的地方，角钢支架、检查梯、钢筋混凝土人行过板采用汽车运输） 。 梭头在铺轨基地制作，根据前方施工需要，梭头、护轮轨及配件用轨道车运往施工现 场，人工就地安装。 沉落整修后的线路和道岔，按设计安装线路加强设备，并按养护规则要求，在轨 道上标注相关数据，以备线路维修和随时检查；按规范要求安装线路标志。 线路达到设计标高后，按设计要求在规定的里程和相应的路肩上设置支轨架，支 轨架契口向道心。支轨架安装牢固，每三个为一组，相互间支撑面为零高差。放置备 用轨后，在钢轨的前端涂上白油漆，以表示该钢轨为备用轨。轨枕按规定备用在现场， 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 17 页 其他备用材料按要求进库。 3.1.1 正站线铺轨铺岔 由于受铺架施工工期的限制和大坡道的影响，铺轨采用技术改造后长征 iib 型铺 轨机铺设，轨节在金沙湾车站作业场拼装后用轨节平板直接运往铺架工地。道岔采用 60t 内燃轨道吊车或 15t 内燃轨道吊车铺设，道岔在金沙湾车站作业场拼成半成品后 分件装车在道岔平车上直接运往铺架工地。 3.1.2 桥梁架设施工 因受大坡道的限制，正站线架梁采用技术改造后的长征-160 型架桥机架设，桥 梁上支座及上桥面碴均在金沙湾车站作业场进行，采用 n15、n16、n17 平板运送到铺 架工地。 3.1.3 上碴整道及桥面系安装 碎石道碴供采取营业线碴场外购碴，外购碴采用 k13 型道碴专用车上碴，整道采 用 qb-20 型液压起拨道机，xyd-2 型液压捣固机捣固，人工配合进碴整道；防爬支撑 在金沙湾场集中预制，运到现场安装；桥面护轨和单侧护轨在金沙湾场制作后， 运往工地用 15t 内燃轨道吊车卸铺。 3.1.4 桥隧相连时桥梁架设 长征-160 型架桥机从交会点运行至隧道口后，由于隧道限界的影响，零号台车 采用轨道车运至隧道进口端的路基部分存放，同时架桥机开始对位准备架梁，其架梁 工序与普通地段一致。 3.1.5 铺架施工临时通讯 由于金筠铁路地处丘陵地区，地势不开阔，距离城镇较远，安设固定电话接线长， 费用高；部分地段移动电话信号差，甚至无信号，因此，铺架施工临时通讯采用无线 通讯方式，即移动电话与对讲机相结合的通讯方式。 经过铺架总体施工方案的论证表明，由于金筠铁路地处丘陵地区，地势不开阔， 距离城镇较远，铁路设计最大坡度为 17，最小曲线半径 300 米，桥梁隧道分布密集， 铺架施工及车辆运输都很困难，按一般地区的铺架及路料运输施工方案及施工工艺难 以满足本路的铺架施工及路料运输要求，因此，为了保证铺架的质量、工期及进度要 求，研究制定金筠铁路铺架及路料运输针对性很强的施工方案及施工工艺是非常重要 的。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 18 页 3.2 长大坡道铺轨架桥施工工艺 3.2.1 砼枕轨排拼装 （1）主要施工方法 由于金筠线铺架施工的起点位于金沙湾既有车站，该站需进行改造施工，同时还 需承担营业线运输工作，加之场地较窄，为减少占地和节约成本，且轨排日产进度不 受影响，因此采用反锚作业流水线锚固钢筋混凝土轨枕。 （ 77.4 8 75.6 上枕翻枕 插钉 灌浆翻枕 匀枕 吊轨上扣件 紧固 吊轨排 卷扬机卷扬机 反锚作业流水线 2）施工工艺流程 为使砼枕轨排拼装施工按拼装工作程序进行，特制定砼枕轨排拼装施工工艺流程， 在大坡道施工地段更应严格执行该工艺流程，确保施工质量满足铁路轨道施工及验 收规范相关要求。 上枕、分解、翻枕、整理：用 10 吨龙门吊将轨枕吊到工段台上；然后将上枕工 段台上的轨枕密排散开，然后翻枕使所有轨枕底面向上；再由人工撬拨将轨枕按大致 30cm 间距调好，并且对正中线；最后对模、插钉。 配制硫磺砂浆：先倒入砂子加热到 100120，将水泥倒入加热至 130，最 后加入硫磺和石蜡，继续搅拌加热至 160，熔浆由稀变成胶状即可使用。熔制硫磺砂 浆温度不大于 180。 灌浆、脱模：硫磺砂浆熔制好后，从枕底孔仔细灌入道钉孔内，一孔需一次灌 满。全部灌满后，经过 1 分钟左右的冷却凝固，即可利用起落架脱模。脱模后的轨枕 在台车前进的同时，利用翻枕器使之顶面朝上。 匀枕：轨枕翻正后，立即在轨枕承轨槽两侧散布配件（散布前，按配件类型整 理堆码好） 。散布配件同时清除承轨槽中的杂物，在锚固孔顶面和螺杆上涂上机油，由 匀枕小车将大约 30 cm 间距的轨枕调为标准间距，同时放好轨底板。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 19 页 配制硫磺砂浆 上枕 分解、翻枕 整理 对模、插钉 灌浆、脱模 施工准备 配轨、画线 翻枕 匀枕 吊轨 上配件 紧固、轨节检 查、轨节编号 吊装轨节 结束 散配件、清理承轨槽、涂 绝缘防锈漆、放轨下垫板 砼枕轨排拼装工艺流程图 吊轨、上配件：吊轨利用两台 5 吨龙门吊来完成。按轨节表计算值用方尺控制 钢轨相错量，将钢轨吊到轨枕上相应位置，在钢轨内侧，用白油漆画线作为固定轨枕 的位置。然后当各种配件位置正确并上齐后，手拧螺栓 3 个螺扣以上，丝口如有损坏 用扳牙加以修正。 紧固、成品轨排检查：用电动扳手紧固。组成轨排后由质检员详细检查轨排质 量是否符合标准，不合格的必须重新处理，并作好原始记录，在每个轨排上配齐鱼尾 板及螺栓带帽，并打油放在轨排接头上，用油漆在轨排铺设终端标注轨枕分中线，轨 排号及生产班组。 吊装轨排：用两台 10 吨龙门吊将成品轨排按铺设顺序吊运装车、编组加固，存 放于轨排场。 （3）质量控制及检测 由于铁路轨道工程质量检验评定标准的有关要求，因此砼枕轨排拼装施工完 成后，必须对其质量进行严格的检查，其评定标准、检测手段符合相关规定。 上枕检查 1 对轨枕进行检查，如有不合格一律不用，对个别有缺陷的轨枕进行处理。吊枕时 轨枕生产厂标在单侧一致，如有不对的必须逐根掉头，每次自轨枕堆码场起吊不超过 20 根轨枕。 插钉检查 2 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 20 页 对模插钉前，检查轨枕承轨槽与锚固面是否密贴，插钉时，道钉倒插到位，保证 道钉所插深度一致 硫磺砂浆熔制检查 3 硫磺砂浆熔制前检查各种配料是否合格，硫磺采用纯度不小于 95的工业硫磺； 水泥采用普通硅酸盐水泥；砂子粒径不大于 2mm，泥淤含量不超过 5，配制前烘干， 各种材料不得混有杂物。硫磺砂浆的配合比根据气候条件和材料技术条件由试验确定。 在任何条件下，螺旋道钉的抗拔力不小于 60kn。选定好配合比，称量配制各种材料的 一次熔制量，对硫磺砂浆的熔制作好原始记录备查。 钢轨、配件检查、轨节紧固 4 吊轨前检查钢轨型号、长度是否与设计一致，直线段钢轨配对时两钢轨偏差在 3mm 以内，曲线地段按轨节表计划选配缩短轨，并将钢轨长度正负误差值写在轨头上。 各种零件安装齐全，位置正确。紧固前测定扳手的扭矩，扭矩要达到 100120n.m，确 保紧固力达到设计要求。 3.2.2 木枕轨排拼装 （1）主要施工方法 因为反锚作业流水线目前只能用来拼装砼轨排，为使木枕轨排拼装顺利进行，在 木枕轨排施工区配置 10 吨龙门吊，采用人工配合 10 吨龙门吊进行施工。 （2）施工工艺流程 为使木枕轨排拼装施工按拼装工作程序进行，特制定木枕轨排拼装施工工艺流程， 在大坡道施工地段更应严格执行该工艺流程，确保施工质量满足铁路轨道施工及验 收规范相关要求。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 21 页 散枕及样板打印：根据轨节表木枕类型用 10t 龙门吊车将木枕散布到拼装台位上， 1 人工摆开。采用自制木枕样板，按铺轨的方向、直线或曲线确定标准股，在木枕表面 打映标准股铁垫板道钉孔位置。 钻孔及防腐处理：用直径比道钉小 34mm 的木钻预钻道钉孔，孔眼垂直枕面， 2 孔深与道钉的入木长度相同。道钉孔内注防腐油。 散配件及散钢轨处理：散铁垫板和道钉。正线上每块板 5 钉；到发线上每板 4 3 钉，其它站线上每板 3 钉，但接头前后两根木枕每块铁垫板散 5 个道钉。根据轨节表 用 10t 龙门吊散钢轨，用方尺丈量接头相错量，在钢轨上画枕木位置线。 方枕、调整铁垫板，钉道钉：对应钢轨上的枕木线，用中式撬棍方枕就位。先 4 将铁垫板与木枕调正，使钢轨落槽，用风动道钉枪首先钉标准股，跟着用轨距尺按规 定的轨距钉另一股。 检查：根据轨节表资料，对已拼木枕轨节进行全面检查，内容包括钢轨、木枕 5 类型及根数、道钉个数和接头相错量是否准确，铁垫板和钢轨是否密贴，道钉和轨距 等是否合格，对不合格的进行处理。 接头配件：按照轨节表资料，将涂油后的钢轨接头夹板，鱼尾板螺栓及垫圈， 6 放置在每个轨节端接头处木枕上，用油漆标明轨节编号并画好轨节分中线。 （3） 、质量控制及检测 由于铁路轨道工程质量检验评定标准的有关要求，因此木枕轨排拼装施工完 木枕轨排拼装工艺流程 合格 配钢轨接头配件 钉道钉 调整铁板 方枕 结束 检查 不 合 格 施工准备 散钢轨 散扣件 样板打印 散枕 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 22 页 成后，必须对其质量进行严格的检查，其评定标准、检测手段符合相关规定。 木枕以标准股一侧取齐，钢轨位置线用白油漆标示在一股钢轨轨腰的内侧（曲 1 线在外轨轨腰的内侧） 。 拼装前，端头有裂纹的木枕先用铁丝捆扎牢靠（在有必要的情况下，所有木枕 2 的两端均要捆扎） 。废弃的道钉孔用浸有防腐油的木屑填充。轨距改正，起钉后先用浸 有防腐油的木屑填充道钉孔，再重新钉入道钉。 根据轨节表资料，对已拼木枕轨节进行全面检查，内容包括钢轨、木枕类型及 5 根数、道钉个数和接头相错量是否准确，铁垫板和钢轨是否密贴，道钉和轨距等是否 合格，对不合格的进行处理。 3.2.3 轨道铺设 （1） 、主要施工方法轨排铺 设前，需先用轨道平板车将轨排 从金沙湾作业场运输至铺架施工 前方工地后，采用换装龙门架换 装轨节、长征 iib 型铺轨机铺设。 （2） 、施工工艺流程 为使轨道铺设施工按流水工 作程序进行，特制定轨道铺设施 工工艺流程，在大坡道施工地段 更应严格执行该工艺流程，确保 施工质量满足铁路轨道施工及 验收规范相关要求。 运输轨节到施工地点，立 1 换装龙门架，机车推送铺轨机龙 门架及轨节到施工地点。列车编 组如下:机车龙门架轨节轨 节轨节轨节。机车推送轨节在距铺轨作业 12km 处适当地点，立换装龙门架。换 装龙门架地点选在直线地段或 r1000m 以上缓和曲线上，如果条件困难，可将已铺 曲线轨道在立换装龙门架位置上拨直，两端拨圆顺，两换装龙门架中心距用粉笔标出 位置后，搭设龙门架基础的木垛。用机车将换装龙门架对位。龙门架立好，经检查后， 机车方能启动挂出龙门架托架车。施工人员对换装龙门架进行适当调整，使换装龙门 拖拉轨节 铺轨机铺轨 铺至桥头返回车站或岔线 本组轨节已铺完 本 组 轨 节 拖 拉 完 2 号 车 退 回 换 装 龙 门 架 2 号车装运轨节 一组轨节换装 本组轨节已装运 立换装龙门吊 结束 施工准备 机械铺轨工艺流程图 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 23 页 架中心与轨道中线误差在10mm 以内，检查换装龙门架基础是否牢固和调平，使换 装龙门架与加固木枕接触密贴。 轨节换装 2 换装龙门架立好经现场施工负责人和机械操作人员确认后，方可进行换装。在调 车人员指挥下，机车将轨排对位到龙门架处。机车对位速度控制在 5km小时内。换 装龙门架中心距轨排两端距离为 5.95m。轨排对好位后，启动换装龙门架放下换装龙门 架底板钩（底板钩位置在轨排两端第十根和第十一根轨枕之间） ，施工人员将底板钩挂 在最底层轨排钢轨上。换装龙门架司机启动底板钩，提升轨排 50mm 以后，由专人对 换装龙门架进行全面检查，经确认无误后，方可继续起吊，当轨排提升高出轨排平板 转向架 300mm 后，方可由调车人员指挥