橋梁機(jī)械清篩遇到的困難及相應(yīng)措施分析

王 志 忠

(朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司,河北 肅寧 062350)

1 概述

鐵路線路經(jīng)過長期的車輛運(yùn)行，道床石砟直接的摩擦產(chǎn)生了粉末和碎小石砟及自然的粉塵、煤灰加劇了線路石砟的臟污板結(jié)，線路翻漿冒泥，造成軌道彈性降低，加快了鋼軌磨損，影響列車通過能力。對線路進(jìn)行道床破底清篩，是解決上述問題的唯一途徑。普通線路已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化清篩。橋上線路由于受橋梁結(jié)構(gòu)影響一直無法機(jī)械化清篩，采用人工清篩，效率低且質(zhì)量不均勻，因此道砟橋面成為線路薄弱環(huán)節(jié)之一。

2 橋梁清篩主要工作量及特點(diǎn)

2.1 主要工程量

橋梁機(jī)械清篩主要施工內(nèi)容：橋上灑水降塵；對撥道側(cè)軌枕頭石砟進(jìn)行機(jī)械排犁(人工挖溝減小撥道阻力)；撥道測量點(diǎn)開挖；護(hù)軌、地錨、拉桿的拆除及恢復(fù)；跨公路橋梁的漏砟防護(hù)；道床內(nèi)隱蔽設(shè)備(過道電纜等)探挖、防護(hù)；預(yù)卸石砟；篩前精準(zhǔn)撥道；大機(jī)清篩；疏通泄水孔；更換破損蓋砟板；線路恢復(fù)；撤除超高墊板；膠墊整正；方正偏斜軌枕；更換失效軌枕、扣件；篩邊；做標(biāo)準(zhǔn)道床；施工計(jì)劃申請、登記、消記；駐站聯(lián)絡(luò)；區(qū)間安全防護(hù)；各類信號(hào)牌設(shè)置；與各配合單位人員協(xié)調(diào)配合等。

2.2 施工作業(yè)條件

施工封鎖計(jì)劃：天窗點(diǎn)內(nèi)封鎖施工地段，設(shè)置移動(dòng)停車信號(hào)牌，天窗點(diǎn)封閉時(shí)間240 min(不少于180 min)，具體時(shí)間、地點(diǎn)以要點(diǎn)登記為準(zhǔn)。

2.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)清篩斷面：外側(cè)至擋砟墻，軌枕底以下300 mm范圍，特殊地段清篩深度不小于189 mm(人工篩與機(jī)篩標(biāo)準(zhǔn)一致)；橋梁外延線路(清篩橋梁頭、尾外側(cè)20 m范圍內(nèi)線路)清篩斷面：曲線地段相應(yīng)加寬，并線地段內(nèi)側(cè)篩至不小于兩線間軌枕頭的1/2；不能機(jī)篩的地段(調(diào)諧區(qū)、電務(wù)設(shè)備等地段)進(jìn)行人工清篩，保證橋梁清篩貫通；作業(yè)中料具和堆放的石砟不得侵限。

2)清篩前須進(jìn)行灑水降塵。橋梁清篩前必須在電務(wù)設(shè)備段鋪設(shè)工程布，防止污土污染電務(wù)設(shè)備；遇有橋下公路、灌溉水渠時(shí)，必須掛設(shè)防漏砟裝置，防止污土污染公路、水渠，防止落砟影響公路車輛運(yùn)行安全。

3)清篩范圍內(nèi)，影響線路信號(hào)補(bǔ)償電容的，應(yīng)先拆除或綁扎好補(bǔ)償電容，清篩結(jié)束后，及時(shí)恢復(fù)補(bǔ)償電容。整個(gè)清篩過程及清篩區(qū)域內(nèi)需有電務(wù)人員全程無死角現(xiàn)場防護(hù)。

2.4 工程特點(diǎn)

1)工序繁多，清篩作業(yè)時(shí)間短：橋梁清篩要進(jìn)行走行灑水、犁邊、篩前精準(zhǔn)撥道、大機(jī)清篩、搗固恢復(fù)作業(yè)等工序，再減去機(jī)械車往返運(yùn)行時(shí)間后，機(jī)械清篩作業(yè)時(shí)間短。

2)防護(hù)任務(wù)重：本項(xiàng)工程養(yǎng)護(hù)巡視，點(diǎn)外作業(yè)上線頻繁，防護(hù)工作至關(guān)重要。

3)施工難度大:

a.施工前期根據(jù)梁體長度不同調(diào)查項(xiàng)目多，需大量人工；

b.清篩前橋梁線路護(hù)輪軌需拆除并運(yùn)送至橋外，施工作業(yè)結(jié)束后恢復(fù)(如果護(hù)輪軌不影響清篩施工只拆除扣件，減小護(hù)軌阻力)；

c.防漏砟設(shè)施在作業(yè)前安裝及作業(yè)后的拆除；

d.撥道前的機(jī)械犁邊作業(yè)，個(gè)別地段需人工挑溝；

e.橋梁總寬度已固定篩前精準(zhǔn)撥道是橋梁機(jī)械清篩中最為重要的施工難點(diǎn)；

f.更換失效、破損的蓋砟板、擋砟板；

g.梁體上的泄水孔疏通需人工開挖；

h.通過橫向蓋砟板橋端、橋墩臺(tái)時(shí)需方枕或抽枕；

i.清篩后線路恢復(fù)回?fù)埽?/p>

j.清篩車的放車、收車安全，防止碰撞梁體擋砟墻；

k.清篩地段的灑水作業(yè)。

3 遇到的困難

3.1 小半徑曲線的影響

小半徑曲線橋一共53座，占橋梁總數(shù)的18.4%。橋梁機(jī)械清篩的車輛順序是：犁邊車→灑水車→撥道車→C64→C64→清篩車→篩后恢復(fù)搗固車→整細(xì)搗固車。

清篩小半徑曲線橋與其他橋梁的區(qū)別在于犁邊與撥道的環(huán)節(jié)上。直線橋或大半徑曲線橋梁的撥道方向一般是向一側(cè)撥道，而且撥道量較小。以朔黃線磊北大橋下行為例：R=995.7,H=45，l=130，右旋曲線。經(jīng)前期調(diào)查探挖后確定橋頭最大撥道量60 mm，橋尾50 mm，均為上挑作業(yè)，中間片梁兩側(cè)枕木頭距梁體擋砟墻滿足清篩距離要求，不需要撥道。然而小半徑曲線橋梁的撥道就顯得復(fù)雜的多，它兩側(cè)都需要撥道。以馬圈特大橋上行為例：R=600,H=60，l=140，左旋曲線。前期調(diào)查探挖后發(fā)現(xiàn)其片梁橫向連接處撥道量為180 mm上挑作業(yè)，每片梁中撥道量為70 mm下壓作業(yè)。由于線路是左右雙側(cè)撥道，所以需要機(jī)械犁邊車進(jìn)行雙側(cè)犁邊作業(yè)。這也要求搗固車上挑順坡作業(yè)完成后馬上又順坡下壓作業(yè)，做到精準(zhǔn)撥道，確保清篩車能正常運(yùn)行作業(yè)。由于機(jī)械犁邊與撥道都是施工工序中靠前的工序，所以小半徑曲線橋上的精準(zhǔn)撥道耗費(fèi)時(shí)間越長，耽誤實(shí)際有效的清篩時(shí)間就越長。

3.2 舊擋砟塊的破損及擋砟塊的位置影響

由于風(fēng)蝕作用及列車對石砟的沖擊力，部分舊擋砟塊底座、塊體已經(jīng)不同程度的遭到了破壞。犁邊車、撥道車、清篩車工作時(shí)對石砟有一定的擠壓力，破損擋砟塊的約束力難以承受機(jī)械車的擠壓力。所以清篩過程中需停車處理破損的擋砟塊，減少了有效的清篩時(shí)間。

新式橋梁L型擋砟塊尺寸較大造成兩片梁之間清篩寬度不足。研發(fā)時(shí)根據(jù)既有橋梁線路調(diào)查，橋梁一跨兩片梁之間最小寬度尺寸為3 460 mm，橋梁QS450清篩機(jī)設(shè)計(jì)改造清篩寬度為3 360 mm，橋梁清篩時(shí)，兩邊大臂左右間隙浮動(dòng)量為(3 460-3 360)/2=50 mm，舊擋砟塊尺寸為220 mm×200 mm型，寬度為200 mm，不侵入擋砟墻，不占用兩片梁之間的清篩空間?，F(xiàn)部分橋梁改為新式擋砟塊，尺寸為400 mm×300 mm型，擋砟塊底寬度為300 mm，比舊擋砟塊寬100 mm，侵入擋砟墻尺寸為80 mm，因此安裝新?lián)蹴膲K后兩片梁之間清篩寬為3 460-80=3 380 mm，橋梁清篩時(shí)兩邊大臂左右浮動(dòng)量為(3 380-3 360)/2=10 mm，兩邊只有1 cm的間隙，無法進(jìn)行機(jī)械清篩作業(yè)。對安裝新式橋梁L型擋砟塊的橋梁進(jìn)行清篩時(shí)，清篩前需將新安裝的擋砟塊拆除，清篩后再進(jìn)行恢復(fù)。此項(xiàng)工作占用天窗點(diǎn)大量時(shí)間與人工，造成新安裝、清篩前人工拆除、篩后恢復(fù)重復(fù)了人工成本支出，工作事倍功半。

3.3 橋梁托架加固及橋臺(tái)處的距離的影響

每座橋梁的橋臺(tái)處步行板托架都加固了，個(gè)別橋臺(tái)處的加固大螺栓已經(jīng)伸進(jìn)枕木盒內(nèi)，枕下100 mm，每隔1.5 m一個(gè)，不滿足機(jī)械清篩的條件。

有些橋梁特別是小半徑曲線橋，橋臺(tái)處梁端擋砟墻緊挨枕木頭，如果滿足機(jī)械清篩要求的話，至少要向線間一側(cè)撥350 mm以上，但是橋臺(tái)一般長8 m，前邊就是片梁的梁端擋砟墻根本沒有距離順坡保證兩側(cè)都滿足橋梁清篩車的通過。

3.4 片梁橫向連接處及橋上過軌電纜

片梁的橫向連接處都有鐵板覆蓋，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)枕木底據(jù)片梁連接處鐵板的距離最小為100 mm，不滿足機(jī)械清篩的最小深度189 mm。梁體本身是個(gè)“U型”結(jié)構(gòu)，過軌電纜橫架到了梁體擋砟墻上方，枕木盒里的過軌電纜比枕木底都高，橋梁清篩機(jī)無法通過。

3.5 隱蔽障礙物的影響

清篩過程中，橋上不明障礙物過多，有廢棄的電務(wù)設(shè)備檢修平臺(tái)底座，廢棄的橋梁擋砟塊等。這些障礙物都是埋在石砟下面，很難發(fā)現(xiàn)，只有清篩機(jī)篩到此處時(shí)再做處理，人工將其一一挖出，耽誤清篩時(shí)間。

4 對應(yīng)措施

4.1 小半徑曲線橋影響清篩的措施分析

對于小半徑曲線的精準(zhǔn)撥道問題，采取的方法是多挖探點(diǎn)，避免撥道不到位多次退車，耽誤時(shí)間。提前調(diào)查線路只是探挖梁端、梁中個(gè)別點(diǎn)，記錄整座橋梁適不適合機(jī)械清篩，撥道量也只能給出個(gè)大致范圍，不能準(zhǔn)確的給出整座橋梁的撥道量。為了節(jié)約撥道時(shí)間，采取4.5 m一個(gè)探挖點(diǎn)(正對著加固托架的大螺栓)，枕木頭兩側(cè)挖開，撥道車根據(jù)現(xiàn)場測量枕木頭距擋砟墻的距離確定撥道量，確保清篩機(jī)兩側(cè)均能通過。一開始的作業(yè)流程是：根據(jù)提前探挖的個(gè)別點(diǎn)進(jìn)行撥道，計(jì)算出梁端到梁中的“不動(dòng)點(diǎn)”，每次的上挑、下壓作業(yè)僅僅根據(jù)這3個(gè)點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行，不準(zhǔn)確，速度也慢。撥道車根據(jù)實(shí)際測量的探挖點(diǎn)進(jìn)行撥道，既準(zhǔn)確又快速?？s短了撥道時(shí)間，從而增加了有效的清篩時(shí)間。

4.2 擋砟塊影響清篩的措施分析

對于破損的及擋砟塊底座已經(jīng)侵入擋砟墻內(nèi)的擋砟塊，采取的措施是天窗點(diǎn)上人工提前拆除擋砟塊，篩后恢復(fù)。人工拆除擋砟塊后再進(jìn)行犁邊、撥道、清篩作業(yè)，浪費(fèi)天窗時(shí)間。由于清篩后恢復(fù)破損的擋砟塊耗費(fèi)勞動(dòng)力過大，而且現(xiàn)在采取的措施是將擋砟塊豎起后，用編織袋裝滿石砟頂在步行板一側(cè)，防止擋砟塊傾斜、倒塌。這樣的方式對于發(fā)揮擋砟塊的作用是沒有多大意義的。是否可以更換完破損的擋砟塊后再清篩，或是清篩完后馬上更換新的擋砟塊，還有待研究。

對于擋砟塊底座已經(jīng)侵入擋砟墻內(nèi)的擋砟塊，可采取改變擋砟塊尺寸的方式，在擋砟塊需要更換時(shí)，更換新尺寸的擋砟塊，避免擋砟塊底座侵入擋砟墻內(nèi)。

4.3 橋臺(tái)處距離不滿足清篩措施分析

在不破壞既有設(shè)備的前提下進(jìn)行施工作業(yè)。既然橋臺(tái)處加固托架的設(shè)備不滿足清篩所需總寬度的條件，又無法將其拆除只能在橋臺(tái)處進(jìn)行人工清篩。人工清篩和機(jī)械清篩同時(shí)施工，難免有作業(yè)上的沖突，將人員進(jìn)行合理的分配，確保同時(shí)順利施工。前期準(zhǔn)備工作時(shí)，人工清篩地段可安排大量人員清篩，當(dāng)清篩車開始清篩時(shí)，人員去配合機(jī)械清篩，可留少部分人員進(jìn)行人工清篩。第一臺(tái)搗固車緊隨清篩機(jī)后，第二臺(tái)搗固車等待人工篩地段的搗固后再跟機(jī)搗固作業(yè)。確保人工清篩完成，不遺留問題。

4.4 對于底砟不滿足措施的分析

可采取“方枕木”的方式通過。具體操作辦法為：提前將底砟掏空，撥移枕木三根，一根向西撥，另外兩根向東撥(梁端橫向連接處防護(hù)較寬時(shí)還需多方枕木)，留出足夠水平底梁上升和下降的空間和寬度。清篩車清篩到此處時(shí)，篩過第一根枕木后，將底梁和扒鏈向上提升，關(guān)閉振動(dòng)篩、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，夾軌鉗向上提軌保證底梁扒鏈通過，運(yùn)行至橫向連接防護(hù)上方處時(shí)撥回第一根枕木，運(yùn)行至第二根枕木時(shí)開啟清篩車轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，讓其篩過第二、三根枕木后，回?fù)艿诙⑷砟局疗鹗嘉恢?，開啟振動(dòng)篩。在所有準(zhǔn)備工作完成的情況下，方一處枕木需要9 min。以馬圈特大橋上行為例，一個(gè)天窗點(diǎn)清篩了5片梁有3處需要方枕木，9×3=27 min，大大縮短了有效的清篩時(shí)間。

對于橋上電纜通過措施的分析：橋梁兩側(cè)的電纜也沒有富余量，不能通過降低電纜的高度來實(shí)現(xiàn)清篩機(jī)的順利通過。如果采取抽兩根枕木后再方枕木通過的話，一是橋梁上有護(hù)軌抽枕木不方便；二是從抽枕木，方枕木，安枕木的時(shí)間上來計(jì)算，還是導(dǎo)槽節(jié)約時(shí)間，風(fēng)險(xiǎn)性又小。拆卸底梁、扒鏈→人工將其拽出→放入另一個(gè)坑槽中→機(jī)械車運(yùn)行→接底梁、扒鏈→清篩，重新導(dǎo)槽的時(shí)間大約是35 min。

4.5 障礙物影響措施的分析

對于廢棄的電務(wù)設(shè)備檢修平臺(tái)，提前和電務(wù)工隊(duì)溝通，確定具體位置，在調(diào)查探挖線路的時(shí)候，就將其處理掉，以免清篩至此還得停車處理，耽誤時(shí)間。對于隱蔽的障礙物，只能調(diào)查時(shí)采取多挖探測點(diǎn)的方法，遇到障礙物及時(shí)處理。

5 結(jié)語

從直線橋到大半徑曲線橋再到現(xiàn)在的小半徑曲線橋梁清篩，不斷的在實(shí)踐中采取數(shù)據(jù)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。理論設(shè)計(jì)清篩作業(yè)進(jìn)度：340 m/h。實(shí)際作業(yè)進(jìn)度(考慮各種不利因素減半)：340 m/h÷2=170 m/h。即4 h天窗點(diǎn)，純清篩1.5 h，可以清篩170 m/h×1.5 h=255 m。通過對橋梁清篩中遇到的困難及措施的分析，就是要縮短各種不利因素的時(shí)間，提高純清篩的時(shí)間，從而提高清篩進(jìn)度，達(dá)到盡快整治橋梁線路病害的目的。