(中铁一局集团新运工程有限公司 陕西 咸阳 712000)
摘要:城市地铁是一个城市的发展进程的主要标志,随着市民生活质量的提高,对生活环境要求也随之提高,为了减少城市地铁运行对附近居民造成的困扰,设计人员不断地探索新型实用设计理念,积极创新设计新型高效地减振类道床,橡胶弹簧浮置板整体道床首次应用,填补了国内橡胶弹簧预制板整体道床减振领域上的空白。在橡胶弹簧浮置板整体道床的推广与应用中,无论在建或者运营维护期间,都会出现不同线路施工或维护问题,都关乎着行车安全和乘客的体感,对此展开对此类型道床不同时期的问题产生的原因研究,制定整改措施、预防措施。
关键词:城市地铁 减振降噪 橡胶弹簧浮置板整体道床 行车安全
引言
橡胶弹簧浮置板整体道床的应用,推动着全国城市地铁设计减振方面的创新发展。此类型道床为新型道床,施工工艺不完善,在建、线路运营维护期间因局部考虑不周导致过程中出现较多的问题。针对维护过程中问题进行问题归集、分析原因,提出整改意见,指导建设时期道床工序质量卡控重点,有利于提高该类型道床施工质量。
一、橡胶弹簧浮置板的设计组成
由钢轨及扣配件、预制板、橡胶弹簧、混凝土基础等组成。
二、橡胶弹簧浮置板整体道床建设、线路运营维护过程存在问题及原因分析
针对某城市3号线、4号线、5号线有关橡胶弹簧浮置板整体道床问题收集、归整,发现在建时期问题有642条;线路运营1年~3年时间,运营维护期间问题有47条,涉及问题有轨距过大或过小、轨向、线路水平、线路长平、密封条脱落、限位凸台顶部破损、预制板吊空如下。
序号 | 时段 | 问题类型 | 占比 | 原因分析 |
1 | 在建(静态) | 轨距过大或过小(267条) | 41.59% | 1)因螺旋道钉或T型螺栓未紧固到位; 2)轨距块安装错误; 3)铁垫板方向安装错误; 4)组装间隙分布不均匀; 5)检查工具偏差造成。 |
2 | 轨向(143条) | 22.27% | 1)因螺旋道钉或T型螺栓未紧固到位; 2)轨距块安装错误; 3)铁垫板方向安装错误; 4)组装间隙分布不均匀。 5)预制板布设方向存在偏差; 6)精调过程中正矢点位定位错误,弦长错误。 | |
3 | 线路水平86条) | 13.40% | 1)顶升未到位; 2)钢轨带动预制板形成的水平、超高; 3)精调时调整垫片垫设不对; 4)预制板板底有杂物,影响到线路几何尺寸; 5)检查工具偏差造成。 | |
4 | 线路长平(39条) | 6.07% | 1)线路存在三角坑; 2)因螺旋道钉或T型螺栓未紧固到位; 3)局部发生铁垫板空吊; 4)与其他类型道床顺接处未调整到位。 | |
5 | 密封条脱落(29条) | 4.52% | 1)膨胀螺栓未紧固; 2)密封条被撕裂; | |
6 | 限位凸台顶部破损(46条) | 7.17% | 1)缓冲垫之间存在间隙,凸台混凝土与预制板直接接触; 2)其他原因造成的人为破损。 | |
7 | 预制板空吊(32条) | 4.98% | 1)组织施工顺序影响,钢轨连带预制板造成空吊; 2)基底高低不平,橡胶弹簧未完全发挥作用; 3)调整垫片边缘凸起物,经长期橡胶弹簧作用,凸起物被压平; 4)与其他类型道床顺接处未调整到位。 5)盾构变形原因造成; | |
1 | 运营维护(动态+静态) | 轨距过大或过小(10条) | 21.28% | 1)组装间隙分布不均匀; 2)检查工具偏差造成; 3)钢轨工作边局部磨耗造成的。 |
2 | 轨向(5条) | 10.64% | 1)组装间隙分布不均匀; 2)检查工具偏差造成; 3)钢轨工作边局部磨耗造成的。 | |
3 | 线路水平(8条) | 17.02% | 1)调整垫片边缘凸起物,经长期橡胶弹簧作用,凸起物被压平; 2)局部T型螺栓松动; 3)检查工具偏差造成; 4)钢轨顶面磨耗。 | |
4 | 线路长平(2条) | 4.25% | 1)局部发生铁垫板空吊; 2)盾构变形原因造成。 | |
5 | 密封条脱落(6条) | 12.77% | 1)因区间活塞风压,密封条被撕裂; | |
6 | 限位凸台顶部破损(8条) | 17.02% | 1)缓冲垫之间存在间隙,凸台混凝土与预制板直接接触; 2)其他原因造成的人为破损。 | |
7 | 预制板空吊(8条) | 17.02% | 1)调整垫片边缘凸起物,经长期橡胶弹簧作用,凸起物被压平; 2)盾构变形原因造成; |
根据橡胶弹簧浮置板整体道床在不同时段,在静态、动态的情况下,对所有造成问题进行统计划分,有效地找出问题真实原因,并制定行之有效地整改措施,根据各原因造成,
三、整改措施及预防措施
根据橡胶弹簧浮置板整体道床在不同时段,对已发现的所有问题进行同类原因统计划分,有效地找出主要原因,制定行之有效地整改措施及预防措施,统计如下:
序号 | 问题原因 | 占比 | 整改措施 | 预防措施 |
1 | 螺旋道钉或T型螺栓未紧固到位 | 41.80% | 重新检查紧固螺旋道钉及T型螺栓 | 1)在建阶段: 对线路全部此类问题进行排查,在预制板顶升阶段前进行全面复紧; 2)运营维修阶段: 定期全面排查、巡道过程中发现问题,安排专人复紧。 |
2 | 轨距块安装错误 | 13.79% | 调整轨距块 | 1)在建阶段: 容易安装错误,需安排细心人员进行轨距块安装; 2)运营维修阶段: 拿错轨距块,未按照调整要求放置相应的轨距块。 |
3 | 铁垫板方向安装错误 | 0.87% | 调换铁垫板方向 | 在建阶段: 安装错误,需安排细心人员进行铁垫板安装; |
4 | 组装间隙分布不均匀 | 8.42% | 拆除重新安装配套的轨距块 | 1)在建阶段: 扣件安装时,将铁垫板 与轨距块间隙放置一侧; 2)运营维修阶段: 拿错轨距块,未按照调整要求放置相应的轨距块。 |
5 | 检查工具偏差造成 | 1.74% | 利用校检后的工具 | 施工前校检工具,满足要求后再使用 |
6 | 预制板布设方向存在偏差 | 0.15% | 1)凸台未浇筑前,微调预制板方向; 2)凸台浇筑后,利用轨距块整改 | 1)在建阶段: 预制板地段精调过程中,严格控制预制板位置 |
7 | 精调过程中正矢点位定位错误,弦长错误 | 0.44% | 重新轨道精调 | 1)在建阶段: 做好钢轨正矢位置标识; 做好建设期间的正矢点位之间的任意点矢量检查; 2)运营维修阶段: 及时对钢轨正矢位置进行维护,安排专人拉弦。 |
8 | 顶升未到位 | 9.87% | 重新轨道精调、顶升 | 1)在建阶段: 加强线路顶升情况的检查,采用轨检小车配合,调整到设计绝对高程; |
9 | 钢轨带动预制板形成的水平、超高 | 0.44% | 重新轨道精调、顶升 | 1)在建阶段: 加强线路顶升情况的检查,采用轨检小车配合,调整到设计绝对高程; |
10 | 精调时调整垫片垫设不对 | 1.61% | 重新轨道精调、顶升 | 1)在建阶段: 加强线路顶升过程检查,标明调高量,安排细心人员进行散布调整片;同时采用轨检小车配合,调整到设计绝对高程; 2)运营维修阶段: 对调整垫片进行分类,精调过程中达到线路平顺要求。 |
11 | 预制板板底有杂物,影响到线路几何尺寸 | 0.73% | 清理预制板板底杂物 | 1)在建阶段: 采用专用工具排查预制板板底杂物。 |
12 | 线路存在三角坑 | 0.44% | 检查线路水平、双股长平 | 1)在建阶段: 安排轨检小车采集轨面高程; 2)运营维修阶段: 加强日常添乘频次,静态、动态两种情况下相结合,排查线路三角坑。 |
13 | 局部发生铁垫板空吊 | 0.44% | 重新顶升 | 1)在建阶段: 对缓和曲线地段,顶升过程中,采取预制板板件存在错台,实现调整预制板到位后,再放置钢轨,整体效果较好;因工期影响,先放置钢轨再顶升,会存在钢轨带动预制板,形成假水平、假高程。 |
14 | 与其他类型道床顺接处未调整到位 | 0.58% | 调整抬高轨面标高 | 1)在建阶段: 将橡胶弹簧浮置板与普通道床顺接处,将交界处橡胶弹簧浮置板一侧轨面稍微抬高1-2mm,在动态作用线,抵消橡胶弹簧上下压缩变化引起的晃车等问题 |
15 | 膨胀螺栓未紧固,密封条脱落 | 3.34% | 重新更换膨胀螺栓或重新紧固 | 1)在建阶段: 其他单位施工期间,侧面踩踏密封条,被破坏,对其他单位进入轨行区前进行成品保护宣贯; |
16 | 密封条被撕裂 | 0.87% | 更换密封条 | 1)在建阶段: 与其他单位施工期间,侧面踩踏密封条,被破坏,对其他单位进入轨行区前进行成品保护宣贯; |
17 | 凸台缓冲垫之间存在间隙,凸台混凝土与预制板直接接触 | 6.10% | 凿除凸台顶部至少50mm,查找硬接触点,处理后,采用与同强度的灌浆料进行修补 | 加强在建期间凸台施工质量控制,做到缓冲垫接缝处无缝隙,避免凸台混凝土与预制板产生硬接触。 |
18 | 凸台顶部受到其他原因造成的人为破损 | 1.74% | 采用与同强度的灌浆料进行修补 | 1)在建阶段: 对其他单位进入轨行区前进行成品保护宣贯; |
19 | 组织施工顺序影响,钢轨连带预制板造成空吊 | 1.45% | 重新顶升 | 1)在建阶段: 顶升过程中,建议采用优先顶升预制板的方式避免此类问题。 |
20 | 基底高低不平,橡胶弹簧未完全发挥作用; | 2.23% | 打磨基底局部,重新顶升 | 1)在建阶段: 基底不平整,造成线路轨面抬高或橡胶弹簧失效状态,需在建设期间加强基底面质量控制。 |
21 | 盾构变形原因造成 | 1.02% | 重新顶升 | 1)在建阶段: 定期对轨道进行复测,对于轨面变化较大的地段,要求盾构单位及时进行注浆,维护盾构的总体稳定; 2)运营维修阶段: 初期,跟踪盾构监测数据,加强对盾构下沉地段线路的运营维护频次。 |
22 | 钢轨工作边局部磨耗造成的 | 0.29% | 钢轨工作边打磨 | 1)运营维修阶段: 巡检过程中,对曲线段钢轨工作边的线路进行检查。 |
23 | 调整垫片边缘凸起物,经长期橡胶弹簧作用,凸起物被压平 | 1.06% | 更换调整垫片 | 1)在建阶段: 加强线路顶升情况的检查,采用轨检小车配合,调整到设计绝对高程; |
24 | 钢轨顶面磨耗 | 0.15% | 钢轨顶面打磨维护 | 1)运营维修阶段: 巡检过程中,关注轨面光带情况,对于存在不规则光带地段进行重点关注、检查,存在问题进行打磨处理。 |
25 | 因区间活塞风压,密封条被撕裂 | 0.87% | 重新更换密封条或加固 | 1)运营维修阶段: 加强线路巡检,过程发现密封条撕裂时,及时拆除更换。 要求在建期间时,采用韧性较好的密封条。 |
通过对问题原因分析,多数问题应该在在建阶段过程中或后期进行控制和整改完成,其中影响轨道静态、动态几何状态的因素占94.92%,对轨道线路的施工质量及行车安全带来了重要隐患。因此,对于橡胶弹簧浮置板整体道床施工研究与维护就凸显的尤为重要。经过几条线现场施工经验积累,涉及到在建期间应该通过施工工艺质量卡控,有效地避免多数问题的发生,如:基底施工时,严格“双控”方式控制基底面高程;预制板顶升作业时,作业以顶升预制板卡控轨道的高程、方向;长轨精调完成后,统一复紧大道钉、T型螺栓等过程质量控制,能够预防此类型道床的线路诸多问题的发生。
四、亟需解决橡胶弹簧浮置板整体道床日常状态检测方式
此类型道床的在国内大范围的推广和应用,日常检测的手段却未跟进,轨道几何尺寸在静态和动态作用下是会发生变化的。一般轨道在静态状态下,是无法通过人工或轨检小车采集数据发现隐形问题的,在动态作用下,将某些问题就能侧面反馈出来,如:橡胶隔振器顶面是否与套筒完全紧密接触、每个隔振器顶面在静态、动态作用下是否均匀受力、受横向压力预制板横向位移量等问题,都是影响轨道动态几何状态的重要因素。现阶段,如何实现科学手段常规化检测,跟踪每个减振元件的工作状态,是研究讨论的一个重要方向。
五、结语
橡胶弹簧浮置板整体道床的应用,推动着轨道行业的进步,提高了城市居民环境,缓解了城市交通压力,促进了城市的可持续发展。
此类型的道床线路问题细化分解,让我们建设人员和线路维护清楚问题原因,能指导建设期间工序质量卡控要点,做好过程质量验收工作,有效预防线路问题发生;也能指导运营维护在该类型道床哪方面进行侧重检查、重点养护,提高了养护维修效率,及时消除线路病害,保证了轨道线路在静态、动态状态下依然能够保持良好几何尺寸,确保行车安全。
参考文献:
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