高铁无砟轨道施工工艺及设备.ppt

湖南中铁五新重工 高铁无碴轨道施工成套设备 哈大 京沪轨道板施工方案简介施工方案组织无砟轨道成套设备简介单梁门吊双梁门吊双向运板车PGW500型铺轨机组已有设备使用业绩单梁门吊双梁门吊双向运板车 目录 哈大 京沪轨道板施工方案简介 CRTS 型轨道板尺寸图 一 哈大线铺板施工设备配套方案 哈大线采用CRTS 型轨道板 CRTS 型轨道板长度分为4 962m 4 856m 3 685m三种 宽度2 4m 厚度0 19m 重量 6T CRTS 型轨道板重量小于6T 可以采用单梁门吊和双梁门吊进行铺板施工 CRTS 型轨道板使用双向运板车从存板处运至施工地点 运板车在便道上运板 CRTS 型轨道板铺设设备配套方案 方案一 采用单梁门吊与双向运板车配合 铺设CRTS 型板 单梁门吊与双向运板车配合使用 能够大大提高作业效率 运板车走行在混凝土底座上 每次能够运输5块CRTS 型轨道板 门吊跨度8 396m 吊具取板高度为1 8m至3 18m 1 单梁门吊桥面铺设CRTS 型轨道板 单梁门吊桥面施工工况 2 单梁门吊隧道内铺设CRTS 型轨道板 在隧道内 门吊需要将悬臂折叠 跨度8 8m 运板仍采用双向运板车 在路基上的施工工况 设备走行跨度调整至9 3m 3 单梁门吊路基上铺设CRTS 型轨道板 单梁门吊桥路基施工工况 方案二 采用双梁门吊与双向运板车配合 铺设CRTS 型板 桥面上施工工况 门吊跨度为8 396m 1 双梁门吊桥面上铺设CRTS 型轨道板 双梁式门吊桥面施工工况 在隧道内施工工况 跨度为8 8m 2 双梁门吊隧道内铺设CRTS 型轨道板 在路基上施工工况 跨度为9 3m 3 双梁门吊桥路基上铺设CRTS 型轨道板 双梁门吊桥路基上施工工况 二 京沪线铺板施工设备配套方案 京沪线采用CRTS 型轨道板 CRTS 型轨道板长度6 45m 宽度2 55m 高度 不含凸起部分 0 2m 重量10T左右 CRTS 型轨道板尺寸图 CRTS 型轨道板重量为10T 并且铺设精度要求相对较高 因此CRTS 型轨道板的铺设采用起重量高 调整方便 精度高的双梁门吊 运板车载重量为30T 单次运送CRTS 型轨道板3块 施工方案为 双梁式门吊 双向运板车 1 双梁门吊在桥面铺设CRTS 型轨道板 门吊跨度8 396m 双梁门吊在桥面铺设CRTS 型轨道板 门吊走行跨度8 8m 2 双梁门吊在隧道内铺设CRTS 型轨道板 门吊走行跨度9 3m 3 双梁门吊在路基上铺设CRTS 型轨道板 长钢轨铺设方案 长钢轨拖拉车施工走行示意图 PGW500型铺轨机组采用拖拉式铺轨作业法 该铺轨机由长钢轨分轨车 拖拉车 运输车 辅助小车等部分组成 铺轨机施工布置示意图 针对哈大线和京沪线对设备进行的优化设计 走行轮组的优化设计 轮组结构转向系统驱动方式 1 轮组结构 1 1因为门吊走行空间很小 所以选用小直径轮胎 并将单轮改为双轮 轮胎断面宽度减小 对轮架也进行了优化设计 将整体尺寸压缩 使该轮组结构能够满足哈大和京沪桥面上施工的要求 1 2两个独立的轮架连接在均衡梁上 均衡梁采用铰接方式和机架连接 该结构能够很好的实现两个轮胎的均衡 保证两个轮胎受力一致 1 3考虑到轮组走行空间非常狭小 每个轮组外侧设有4个导向轮 可以辅助转向控制 并且避免轮组刮蹭挡砟墙 2 转向系统 2 1每个轮组的两个轮胎采用连杆连接 由驱动装置统一控制转向 该结构能够大大降低转向阻力 使转向系统更加灵活易用 3 驱动方式 整机设置4个走行轮组 每个走行轮组有一个主动轮 一个从动轮 走行采用变频调速控制 链条驱动 可以最大限度的减小轮组的尺寸 轮组的均衡机构能够保证驱动轮有足够的驱动力 6T吊具10T吊具 吊具的优化设计 6T吊具采用外钩方式 挂钩采用磁力控制 吊架设置限位装置 使吊具吊装轨道板时 能够准确的使轨道板处于平衡位置 10T吊具独立为一体 与起重小车上的吊盒利用插销连接 该吊具采用双层结构设计 能够进行纵向微调 吊具采用4点起吊 3点平衡的结构 10T吊具在进行CRTS 型轨道板吊装作业 无砟轨道成套设备简介 一 单梁门吊 1 主要用途和使用范围 单梁门吊主要用于客运专线施工中布放双块式轨枕或CRTS 型轨道板 吊装工具轨 拆装模板 从桥下或路肩吊运轨枕垛以及施工现场的物流倒运等工作 2 结构特点 主梁及支腿采用钢箱梁结构 整体结构为单主梁L型支腿 主梁一侧联接工字钢轨道 轨道上悬挂电动葫芦进行起吊作业 为适应线路变化时走行跨度要求 门吊的走行跨度采用螺杆进行调整 可以做到无级调节 整机轮胎走行 4个轮组 每个轮组两个走行轮 其中一个主动轮一个被动轮 主动轮采用变频调速控制 链条驱动 整机动力采用柴油发电机组提供 设备采用电动葫芦作为起重机构 电动葫芦能够完成CRTS 型板的吊装铺设 同时能够进行线路两侧一定距离内物料的吊运 可以通过更换吊具实现不同的功能 设备配备CRTS 型板专用吊具 操作系统采用遥控操作盒无线操作 走行方向采用液压油缸伸缩进行控制 每个轮组的主动轮和从动轮通过连杆联接实现联动 同时在走行条件恶劣的桥面施工时 由导向轮辅助进行方向控制 导向轮依靠防护墙进行导向 3 工作条件 海拔高度 2000m环境温度 20 C 50 C环境最大风力 工作状态 6级 非工作状态 可加临时固定措施 11级 设计时需考虑到夜间作业 有足够的灯光照明 4 主要性能及技术参数 型式 电液一体额定起重量 6t起升高度 32m 桥下32米 桥上及路面4 76米 隧道4 432米 工作等级 A4起升速度 7m min走行速度 重载0 5 2 5km h 变频 三档调速 空载0 5 4km h 变频 三档调速 电机功率 起升13kw走行4 0 8kw最大轮压 8t走行轮中心距 8 3m 9 35m爬坡能力 20 通过最小曲线半径 5000m工作环境温度 20 45 电源 三相四线交流50Hz 380V最大外形尺寸 19200 7100 7136mm解体后最大重量 4000kg设备重量 18000kg 5 结构组成 单梁门吊主要由主梁 支腿 下横梁 走行轮组 折叠机构 动力系统 液压系统 电气系统 起升系统 液压支腿 拆销机构 走台栏杆和轨道板专用吊具等组成 5 1主梁 主梁采用箱形梁结构 共分为三段 中间节段构成整个门架 两头分别为悬臂 悬臂能够进行折叠 主梁一侧安装工字钢走行轨道 5 2支腿支腿采用L型箱形结构 该结构能够提高从悬臂端吊板时的通过能力 并且方便悬臂的折叠 5 3下横梁 下横梁采用箱形结构 两端联接走行轮组 下方安装液压支腿 5 4走行轮组 走行轮组共有4个轮组 每个走行轮组设置一个驱动电机 每个轮组2个走行轮胎 两个走行轮胎采用均衡梁结构 自动实现两个轮胎均衡 通过转向机构可以使前后走行轮组进行 10 范围内的任意角度转向 5 5主梁折叠机构折叠机构采用4连杆机构 由液压油缸推动实现悬臂折叠 5 6动力系统采用柴油发电机组提供动力的方式 柴油发动机为风冷式 装在一个弹性垫上 由专业的发电机组配套生产厂家提供该产品 发电机组为整个设备提供动力 包括走行电机 电动葫芦 液压泵站 控制系统及照明等 5 7液压系统液压系统采用电机作为输入动力 驱动液压泵输出液压动力 液压系统主要完成轮组转向 悬臂折叠 拆除悬臂销 支腿支撑等工作 5 8电气系统电气系统分为电气控制系统和电气动力系统 控制系统进行整机的操作控制 包括柴油机 液压系统及电气动力系统 电气动力系统主要为走行电机和电动葫芦提供动力 5 9起升系统起升系统主要由电动葫芦及电动葫芦滑线 滑道等组成 电动葫芦起升及走行均采用双速电机 5 10液压支腿液压支腿主要应用于需要变跨作业时 支撑设备的一端 使设备悬空 然后进行跨度的调节 5 11拆销机构拆销机构用于需要进行悬臂折叠时 把联接悬臂的销轴顶出 使拔销操作更加方便 5 12吊具吊具采用外侧钩紧的方式 吊钩由磁力装置进行控制 5 13其它附件其它附件包括操作盒 走台 栏杆等 操作盒采用无线遥控操作 操作方便 走台 栏杆便于设备维护及保证操作人员及维护人员的的安全 二 双梁门吊介绍 1 主要用途和使用范围 双梁门吊针对客运专线轨道板施工的吊装 铺设进行设计 能够同时满足路基 桥面及隧道内进行轨道板施工的要求 能够快速地对轨道板进行定位安装 使轨道板的铺设符合其几何和线性的公差要求 保证施工质量 2 结构特点 门吊主梁及支腿采用钢箱梁结构 两个主梁相互独立 通过纵梁联接 每个主梁上有一台起重小车运行 轮胎走行跨度制作为可调节型 调节方式分为两部分 根据不同线路变化设置400mm跨度调整量 该调整量通过支腿和主梁的联接实现 同一线路不同路基的跨度调整量为单侧650mm 整机轮胎走行 4个轮胎支撑点 每个支撑点两个轮胎 设置一个驱动轮一个从动轮 驱动轮采用变频调速控制 链条驱动 整机动力采用柴油发电机组提供 设备有2台起重小车 2台起重小车能够单独操作控制 能够进行独立起吊 进行轨道板铺设时 利用4点起吊3点平衡的原理 使轨道板铺设时调节更加方便 平稳 吊盒能够更换起吊工具 联接宽口钳吊运轨排 联接轨道板吊具铺设轨道板 联接吊钩吊运散料 走行方向采用电动推杆伸缩进行控制 每个轮组的主动轮和从动轮通过连杆联接实现联动 同时在走行条件恶劣的桥面施工时 由导向轮辅助进行方向控制 导向轮依靠防护墙进行导向 控制系统安装在简易司机室内 3 工作条件 海拔高度 2000m环境温度 20 C 50 C环境最大风力 工作状态 6级 非工作状态 可加临时固定措施 11级 设计时需考虑到夜间作业 有足够的灯光照明 4 主要性能及技术参数 型式 电气驱动额定起重量 12t 含吊架 定点起重量 15t动载起吊冲击系数 1 05静载起吊稳定系数 1 1qi跨度 8 2 9 5m 7 4 8 7m起重小车数量2个 4点起吊3点平衡起升高度5m 不安装吊具 起升速度 1 5m min横移速度0 5 5m min 横移距离 2 8m 5 6m 大车走行速度 重载0 5 2 5Km h空载0 5 4Km h前后轮转向角度 10 爬坡能力 40 5 结构组成 双梁门吊主要由龙门架 起重小车 吊具 走行轮组 转向机构 动力系统 控制系统等部分组成 5 1龙门架 龙门架是该门吊的承载结构 也是其它部件安装的基础 由两个主梁 四个固定支腿 变跨机构和若干个纵横梁组成一个空间框架结构 支腿 纵梁 横梁之间采用高强螺栓联接 主梁为箱型结构 上面布置有走行轨 缓冲挡块 限位开关等 横移机构带动起升小车在走行轨上左右 2 8米移动 安全可靠 横移快捷 4个支腿分布在龙门架的4个角上 支腿和主梁联接法兰可以进行位置调节 能够实现4 6m轨道中心距线路和5m轨道中心距线路跨度的调节 变跨机构分别位于四个支腿下端 将龙门架和走行轮组联为一体 变跨机构能够实现无级变跨 无级跨度锁定 可以满足高速铁路轨道交通工程中不同线间距 不同规格的轨道板在路基 桥面的吊装 铺设 5 2起重小车 门吊配有两台起重小车和两台卷扬起升机构 起重小车在横移主梁的轨道上由横移卷扬机构拖拉走行 两台起升卷扬机固定在龙门架的支腿的下部 能够有效降低主机高度 5 3吊具 吊具按照轨道板的吊点位置来布置吊具的起吊点 吊架上设四个吊钩 吊装过程中吊点采用人工挂钩和机械锁闭 吊具分上下两层 轨道板铺设时 能够进行纵向的少量调整 吊具能够进行纵向和横向倾斜的调整 满足曲线或坡道线路时铺设轨道板的需要 走行轮组共有4个轮组 每个走行轮组设置一个驱动电机 每个轮组2个走行轮胎 通过均衡梁进行联接 能够自动实现两个轮胎均衡 通过转向机构可以使前后走行轮组进行 10 范围内的任意角度转向 5 4走行轮组 转向机构由传感器 控制器 转向电动推杆 连杆等组成 转向角度为 10 主动轮和从动轮通过连杆控制 实现转向角度一致 转向角度的大小由电动推杆来实现 可以做到较精确的控制 在桥面施工时 走行条件恶劣 由导向轮辅助转向 导向轮依靠防护墙导向 5 5转向机构 5 6动力系统动力系统采用柴油发电机组为整个设备提供动力 包括走行电机 电动推杆 起升卷扬机 横移卷扬机 控制系统及照明等 5 7控制系统电气控制系统采用集中控制 操作人员在司机室操纵控制完成门吊的行走 轮胎转向 吊架起升 小车横移等动作 监视各项安全保护参数的动态变化 同时提供声光报警 三 双向运板车 双向运板是2006年国家科技部立项计划 为满足国家高速铁路和客运专线建设需要而研制的一种用于铁路无砟轨道的轨道板运送的运输车 该项目已由中铁科工集团有限公司研制完成 该设备具有以下结构特点 双司机室设计 能够通过更换操作司机室实现运板车双向操作运行 车辆无需调头 走行采用变量泵 变量马达闭式液压驱动回路 具有驱动力大 无级调速的特点 轮组通过油缸串接组成三点支承系统使车体三点受力 使轨道板的运输安全得到保证 轮组采用液压均衡 独立悬挂 提高了车辆的减震效果 同时便于轮组的维修 保养 运板车在有横坡路况下 行驶中车体可手动 自动 调平 运板车采用全液压设计 轮边减速机驱动 液压助力转向 结构紧凑 1 主要技术参数 载重量30t空载运行速度 0 18km h重载运行速度 0 8km h爬坡能力4 轴距1 52 2 5m轮距2 25m车底面最小离地高度0 48m外形尺寸长 9 897m宽 2 832m高 1 840m自重14t 整机走行走行型式轮胎式轮胎数量1 8个驱动轮数4个轮胎驱动型式液压马达 轮边减速机转向系统转向方式油缸轮组转向角度25 动力系统柴油发动机功率150KW走行液压泵2个90L075柱塞泵 萨奥 2 设计原则 依据 中长期路网规划 结合客运专线工程的特点 确定双向运板车研制具体的基本原则 认真贯彻以设备保工艺 以工艺保质量的理念 整机性能好 满足客运专线施工的各种路况上的通行 设备自动化程度高 施工安全可靠 采用模块化设计 加快实现系列化产品 现场维护 保养方便 3 结构组成 双向运板车主要由车架 走行轮组 走行驱动系统 液压系统 电气系统 制动系统 转向系统 发动机组和司机室等组成 车架由两个主梁和两根横向主梁通过顶部连接而成 整个结构为箱形钢梁型式 3 1车架 3 2走行轮组 走行轮组共有8组 主 被动轮组各四个 最大可以进行25 转向 运板车的运动方向改变时 转向轮组也发生变化 始终保持前轮转向 走行轮组通过液压系统根据受力要求分为三组 组成三点支承系统使车体三点受力 且每一组的支撑都是均衡支撑 保证每一个轮组在任何时候都和地面有良好的接触 3 3走行驱动系统 走行通过4个主动轮组驱动实现 主动轮组的结构采用插装式液压马达带轮边减速机构成 减速机内集成装有盘式制动器 盘式制动器保持常闭状态 3 4液压系统 运板车液压系统根据总体要求的设计 总的来说分为三大部分 液压行走系统运板车的走行采用4个液压马达驱动 每 个液压马达并联在一起与主泵形成一个闭式回路 回路设有补油泵 可以自动进行补偿 系统通过调速器自动调节油泵排量 确保运板车在启动或停车时走行速度保持平稳的变化 当运行操纵杆松开时 操纵杆和调速器回到中位 运板车通过液压系统泄压制动并平稳停车 液压转向系统运板车的转向采用独立的开式液压回路 它通过液压转向器来实现给转向液压缸供油 转向油缸推动曲臂体系实现转向 液压均衡及散热系统液压均衡及散热系统为开式传动 配合相应的多路换向阀及其他功能阀 组成一个完整的液压回路 实现相应的功能 3 5制动系统 运板车配有两套液压制动系统 运行制动 通过操纵手柄回中位来实行液压制动 停车制动 盘式制动器 位于马达和减速机之间 可以满足在非工作状态 整机满载停在斜坡上的工作状况 并可以承受非工作状态风载而整机不溜移 3 6转向系统 转向采用独立的开式回路 以保证转向的灵活 准确 转向液压缸采用两个油缸反并联方式 即两个油缸有杆腔与无杆腔连通 保证两个油缸同步 满足转向角度的要求 不同转弯半径下轮组的转向角度通过油缸的伸缩量来控制 3 7发动机组 柴油机 走行泵 转向泵 其他泵组和油箱 控制阀组及电瓶等都放在一个动力箱内 悬挂在下部纵钢梁下 柴油机为水冷式 装在一个弹性垫上 飞轮端输出轴与一个多联泵连接在一起 为走行和转向提供动力 柴油机 2000rpm时功率 150KW 3 8电气系统 电气系统采用可编程控制器为主体的标准模式 简单可靠 性价比高 抗干抗能力强 运板车前后共配有4个50瓦与4个100瓦的聚光灯满足夜间近光 远光照明 同时还配有2个50瓦的真空灯照射两侧轮胎 提供行车安全 四 PGW500型无碴道床铺轨机组 吸取了京津 武广等客专线路的施工经验以及工程单位的使用需求 我公司研发了拖拉形式的钢轨铺设设备 作业类型无碴道床拖拉式铺轨一次运输钢轨量24根铺设钢轨长度500m铺设钢轨类型60kg m最小作业半径2500m功率100kW电源电压DC24V作业环境温度 20 50 照明条件满足夜间作业条件综合作业效率约6km 8h 1 PGW500型铺轨机组主要技术参数 2 PGW500型铺轨机组的主要构造 PGW500型无碴道床铺轨机组采用拖拉式铺轨作业法 该铺轨机由长钢轨拖拉车 辅助小车 分轨车 长钢轨运输车等部分组成 2 1长钢轨拖拉车 长钢轨拖拉车用于把两根500米的长钢轨 60kg m 从运输车上拖拉到道床上的预定位置 完成长钢轨的铺设任务 它主要由钢轨拖拉装置 司机室 动力室 走行装置 走行导向装置 车体 液压系统 电气系统等部分组成 钢轨拖拉装置装置主要由两个液压卷扬机构成 用于将长钢轨从长钢轨运输列车上拖入已制成的道床上 司机室司机室设置在车体的前端 内设冷暖空调 座椅 操作台等 驾驶人员在各种工作状态下可以对长钢轨拖拉车的施工以及安全进行控制及监测 动力室柴油机 走行泵 柴油油箱 液压油箱 控制阀组和电池等都放在一个动力室内 走行装置走行轮组主要由液压驱动马达 轮毂 轮胎 轮胎支承架等组成 行走制动是通过操纵液压驱动马达实现制动 制动时 控制变量泵的比例阀 使系统流量逐渐减小 车辆慢慢减速 实现平稳停车 制动 为了适应不同形式的无砟轨道施工的需要 走行轮组的跨度可进行调整 车体车体由两个主梁和两根横向主梁通过顶部连接而成 可以保证整个设备的抗扭性以及在垂直方向的稳定 整个结构为箱形钢梁型式 符合公路运输要求 箱形钢梁结构由钢板全熔透焊接而成 内部布置有加强筋板 主要技术参数 液压系统压力 16MPa拖拉机最大牵引力10kN机拖拉钢轨速度0 6km h拖拉机最大爬坡能力 拖拉钢轨 20 总功率 100KW轮胎数量 4个外形尺寸 5 1 3 3m 2 2辅助小车 辅助小车由滚轮 运输小平车