新M-Ⅲ型混凝土軌枕在礦山線的鋪設(shè)使用

程 海 波

(同煤集團(tuán)礦山鐵路分公司，山西 大同 037003)

近年來，隨著集團(tuán)公司煤炭鐵路外運(yùn)量的大幅度提高，機(jī)車牽引動力的大功率化和鐵路重載運(yùn)輸?shù)娜姘l(fā)展，尤其是在鐵路部門的幾次提速之后，我們在既有線路上鋪設(shè)的舊Ⅱ型混凝土軌枕承載力嚴(yán)重不足的狀況更加明顯，與鐵路運(yùn)營重載要求差距拉大，同時(shí)混凝土軌枕的傷損和失效情況也在逐年增加。尤其在兩條專用線相繼開通了萬噸和兩萬噸重載單元列車后，由于機(jī)車車輛整體車身比原來長，車輛頭尾擺動幅度大，而我們線路基礎(chǔ)技術(shù)條件不高，就造成曲線地段混凝土軌枕經(jīng)常出現(xiàn)中間斷裂、擋肩饋損等現(xiàn)象，使得軌道的整體穩(wěn)定性得不到保障，嚴(yán)重地影響到了行車的安全。因此，我公司成立了專門的課題小組，最后提出在兩道溝重點(diǎn)地段鋪設(shè)新M-Ⅲ型混凝土軌枕的新思路，按照設(shè)計(jì)文件的要求，在完成了試點(diǎn)地段的鋪設(shè)任務(wù)之后，經(jīng)過一年的跟蹤和觀察，最終在兩道溝的正線大量更換為新M-Ⅲ型混凝土軌枕。鋪設(shè)新混凝土軌枕已經(jīng)經(jīng)過幾年的運(yùn)營，現(xiàn)對其鋪設(shè)狀況及相關(guān)問題做了如下分析。

1 現(xiàn)場鋪設(shè)情況

1.1 初期在云支線試點(diǎn)鋪設(shè)地段

初期在云支線試點(diǎn)鋪設(shè)地段參數(shù)見表1。

表1 初期在云支線試點(diǎn)鋪設(shè)

新M-Ⅲ型混凝土軌枕適用于直線地段或者曲線半徑不小于300 m的曲線地段，我們根據(jù)線路運(yùn)營實(shí)際條件，結(jié)合當(dāng)年的線路破底清篩工程，最終選出表1中所列8個(gè)區(qū)段首先進(jìn)行了新Ⅲ型混凝土軌枕的鋪設(shè)，累計(jì)鋪設(shè)新M-Ⅲ型混凝土軌枕4 304根。這些區(qū)段設(shè)備基本狀況為：最小曲線半徑350 m，線路最大坡度5‰，60 kg/m鋼軌，鋪設(shè)新Ⅲ型混凝土軌枕配置由原來的1 600根/km改為1 680根/km，道床采用碎石道床，軌枕下道床厚度及道碴肩寬均大于400 mm，路基狀況穩(wěn)定、無病害。

1.2 現(xiàn)場鋪設(shè)混凝土軌枕

我們試點(diǎn)區(qū)域是在對線路進(jìn)行破底清篩的同時(shí)更換新Ⅲ型混凝土軌枕，因此在施工前期我們根據(jù)線路的實(shí)際情況，按照前期對現(xiàn)場調(diào)查的線路設(shè)備資料以及設(shè)計(jì)文件編制出相應(yīng)施工組織設(shè)計(jì)，制定施工組織技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求，合理安排勞動力和機(jī)具。

1)更換混凝土軌枕的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及要求：

a.混凝土軌枕所使用的螺旋道釘硫磺錨固料必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求配合比：即按照硫磺∶水泥∶砂子∶石蠟=1∶(0.3～0.6)∶(1～1.5)∶0.3比值配料，并且要根據(jù)天氣狀況以及灌注條件確定，螺旋道釘硫磺錨高度大約為87 mm～90 mm；

b.連接零件扭力矩的要求：接頭螺栓的扭力矩要求達(dá)到90 N·m，彈條扣件的扭力矩要求達(dá)到120 N·m～160 N·m；

c.鋪設(shè)混凝土軌枕區(qū)段要求按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：接頭間距c=520 mm，過渡間距b=544 mm，中間間距a=600 mm；

d.更換混凝土軌枕現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，鎖定軌溫在+20 ℃～-20 ℃內(nèi)，其他時(shí)間內(nèi)嚴(yán)禁現(xiàn)場作業(yè)。

2)現(xiàn)場施工。

新M-Ⅲ型混凝土軌枕是有擋肩的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，和它配套使用的是B型彈條扣件，現(xiàn)場施工中螺旋道釘硫磺錨固作業(yè)和混凝土軌枕鋪設(shè)與原來的Ⅱ型枕完全一樣，不需要增加專門的工具，而且施工方法比較簡單，全部利用原有扣件?；静僮鞣椒ㄊ牵菏紫仍谡九_進(jìn)行螺旋道釘硫磺錨固后，利用軌道車把軌枕運(yùn)送到施工地點(diǎn)，在線路進(jìn)行破底清篩的同時(shí)進(jìn)行更換作業(yè)，勞動力根據(jù)實(shí)際情況按照2人或者4人一組更換，我們的施工組在8個(gè)試點(diǎn)區(qū)段累計(jì)更換了4 304根新Ⅲ型混凝土軌枕，用了不到三個(gè)月的時(shí)間。

2 新M-Ⅲ型混凝土軌枕使用效果

更換混凝土軌枕試點(diǎn)工程由建安公司項(xiàng)目部負(fù)責(zé)現(xiàn)場的施工，鋪設(shè)完成之后又及時(shí)進(jìn)行了全面的整修，在運(yùn)營了三個(gè)月后正式交付工務(wù)段各自所轄養(yǎng)路工區(qū)維修保養(yǎng)。而工務(wù)段在接管后先組織自己的機(jī)械化施工隊(duì)進(jìn)行了一次機(jī)械化搗固的保養(yǎng)作業(yè)，線路狀況逐漸穩(wěn)定，設(shè)備狀況良好，因此受到維修單位的歡迎。新M-Ⅲ型混凝土軌枕在強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)、減少日常維修工作量方面具有很明顯的優(yōu)越性，現(xiàn)做如下概括：

1)新M-Ⅲ型混凝土軌枕與原來的Ⅱ型混凝土軌枕比較，有了一系列的改變：新M-Ⅲ型混凝土軌枕長度由2.5 m增加到2.6 m，枕底支撐面積由6 588 cm2增加到7 774 cm2，軌端側(cè)面積增加了33%，單根混凝土軌枕重量由251 kg增加到350 kg，用鋼量由6.17 kg增加到7.8 kg，配筋加強(qiáng)等等，因此新M-Ⅲ型混凝土軌枕可以有效提高道床的縱、橫向阻力，降低重載單元列車運(yùn)輸產(chǎn)生的道床變形積累，增強(qiáng)了軌道框架的剛度和整體性，提高了線路的整體穩(wěn)定性。

2)新M-Ⅲ型混凝土軌枕實(shí)際枕底面積是7 774 cm2，如果以等支承面積計(jì)算，每千米鋪設(shè)1 600根新Ⅲ型混凝土軌枕與1 840根Ⅱ型混凝土軌枕相當(dāng)，由此可見，鋪設(shè)新M-Ⅲ型混凝土軌枕可以減少現(xiàn)場鋪設(shè)的配置量，進(jìn)而減少施工作業(yè)量。

3)新M-Ⅲ型混凝土軌枕的枕下和中間截面的設(shè)計(jì)承載力比原來分別提高了45%和65%，增加了軌道的整體強(qiáng)度。

4)由于軌道強(qiáng)度得到提高，枕底的支承面積增加，有效改善了軌道的受力狀態(tài)，減少了道床變形的累積，保證了線路的整體穩(wěn)定性，提高了設(shè)備的整體質(zhì)量。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，養(yǎng)路工區(qū)自正式接管線路時(shí)進(jìn)行了一次比較全面的整修和加強(qiáng)了接頭之外，累計(jì)半年沒有進(jìn)行其他的日常保養(yǎng)作業(yè)，而安全部門在靜態(tài)檢查的過程中也沒有發(fā)現(xiàn)線路有明顯的變化，軌距、水平都能夠保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

5)混凝土軌枕的鋪設(shè)由原來的每千米1 840根減少到1 600根和1 680根，相應(yīng)的減少了線路搗固作業(yè)的工作量，提高了機(jī)械化養(yǎng)路的工作效率；同時(shí)由于軌道結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)，線路保養(yǎng)周期得到延長，節(jié)約了養(yǎng)路工區(qū)的日常維修工作量。由此可見，鋪設(shè)新M-Ⅲ型混凝土軌枕具有強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)、減少日常維修作業(yè)量、節(jié)約維修資金等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

1)新M-Ⅲ型混凝土軌枕為擋肩式混凝土軌枕，與TK-Ⅲ型枕比較，軌枕扣件與原Ⅱ型枕相同，不需要添加專門的施工作業(yè)器械，避免了目前TK-Ⅲ型枕扣件預(yù)埋件位置出現(xiàn)偏差等問題。

2)軌枕長度由2.5 m增加到2.6 m，軌枕寬度增加，因此道床支撐面積比原來增大，增加了道床的橫向阻力。

3)在現(xiàn)有的60 kg/m的線路上鋪設(shè)新M-Ⅲ型混凝土軌枕之后，由于鋼軌重量和軌枕底部面積的增加，相應(yīng)將混凝土軌枕的配置數(shù)量由原來的1 840根改為1 600根或1 680根，方便了線路工的日常維修和保養(yǎng)作業(yè)。

4)新M-Ⅲ型混凝土軌枕加重，從軌道動力性能分析，軌枕重量越大，那么通過鋼軌傳遞給道床的動力越小。因此，增加軌枕重量并使用高彈墊板，可使道床受到的振動降低，有利于提高道床的整體穩(wěn)定性和減低日常維修工作量。

總結(jié)以上優(yōu)點(diǎn)，在試點(diǎn)地段運(yùn)營一年后，我公司投入大量的人力和物力，兩年內(nèi)連續(xù)將兩道溝專用線的正線按計(jì)劃全部更換為新M-Ⅲ型混凝土軌枕，有效的改善了線路的整體狀況，排除了安全隱患，同時(shí)也解決了多年來存在的勞動力不足的狀況。