芜湖东Ⅱ场驼峰线型优化的实践与思考
2015-03-28上海铁路局芜湖工务段
王 伟 上海铁路局芜湖工务段
芜湖东Ⅱ场驼峰线型优化的实践与思考
王 伟 上海铁路局芜湖工务段
介绍芜湖东Ⅱ场峰下线型优化的设计方案与施工方法,并说明线型优化对提高驼峰设备质量,缓解安全压力,降低运营成本有着极其重要的作用。
线型;优化;测量;道岔;曲线;拨道;改道
1 趋势判断和需求分析
芜湖东站始建于1983年,经历了三期建设,形成目前的二级四场编组场(Ⅰ~Ⅳ场,设有两个到发场,一个到达场、一个编组场、以及机务、车辆段管线等),随着运输形势的发展,尤其是芜湖长江大桥的开通使用,该站运输强度猛增,日均办理辆数超15 000余辆,已成为华东第二通道重要的编组站。经过二十多年的运营,该站存在诸多的设备病害,尤其是Ⅱ场驼峰线形不良的危害日渐突出,安全隐患较大。从技术角度上看,线形不良导致线路所受冲击荷载成几十倍猛增,从而增大了驼峰处列车脱轨和颠覆的可能性,危及行车安全,给我段安全生产带来巨大的压力,同时也加快了线岔轨件的损耗,大大的提高了运营成本,所以线形不良成了危及驼峰地段行车安全的恶性肿瘤。为确保行车安全,急需对芜湖东Ⅱ场峰下道岔及小半径曲线进行线形优化和调整。这对芜东Ⅱ场线岔设备质量的提高,驼峰溜放区段安全系数的提升,运营成本的降低有着至关重要的作用。
2 数据的采集处理和设计内容
2.1数据信息的收集
采用全站仪利用坐标法对既有线型和坡度进行全面测设。因驼峰地段测量环境复杂,无法满足测量的通视条件,所以就必须建立一个准确的三角坐标网,以此达到全方位测设的要求(如图1)。
图1 芜湖东Ⅱ场三角坐标网示意图
设置测站时应注意以JD2、JD3、JD4为置镜点,其他点为前后视校准定位点,以此保证定位点始终处于所需测量点的远端,从而提高测量的精确性。测量标准为5 m一个测点,其中涉及道岔、曲线时加密测点,并保证特殊点(曲线头尾、道岔头尾、道岔中交)的准确测设。同时用油漆在轨腰上标注处测点的准确位置并作详细记录,以备现场拨道时使用。
2.2数据信息的处理
利用所测既有线形的坐标数据出图,准确绘制出既有线型的线路走向、曲线偏角、曲线切线和道岔位置,进行线形拟合设计,根据线形的拟合资料,计算出道岔、线路的拨道量和起道量,并作出精确的起、拨道量资料、设计图(见图2、表1。)
图2 芜湖东Ⅱ场16、17条优化后道岔、曲线示意图
表1 16条坐标计算成果资料
2.3优化设计的主要内容
优化设计的主要内容为将既有道岔位置进行整正,(1)消除既有道岔位置的扭曲,将道岔头尾位置进行方向整正;(2)消除道岔与道岔、道岔与线路间的方向扭曲;(3)对道岔间存在的过短曲线进行拉直,消除违背技规和设计规范的过短曲线;(4)消除道岔与曲线间夹直线过短的问题,延长道岔与曲线间夹直线;(5)对已经进入道岔的曲线进行重新设计,改变曲线头尾位置,严禁曲线进入道岔。(6)消除9条、12条、13条、16条中的“S”型曲线(该处曲线间皆无夹直线),将原有的“S”型曲线改为单条大半径单曲线;(7)延长既有的1、2、23、24条的S曲线间的夹直线(既有曲线已无法找到夹直线);(8)严格按照设计规范和技规设置线间距。
3 施工前准备工作
3.1现场拨道控制桩的设置和起、拨道资料的标定
根据拨道量资料,进行临时拨道桩的设置(5 m一个桩),曲线头尾、道岔头尾、道岔中交加设永久控制桩.设置控制桩时应考虑现场施工情况,将控制桩载于方便于施工的位置,并尽量保证控制桩与轨面处于同一水平面上,并保证控制桩与轨道的垂直,以提高控制桩的准确性。将点号、起道量、拨道量标注在枕木上,将控制桩与设计线路距离标注在轨腰和控制桩上,便于拨道控制。
3.2曲线、道岔位置的标定与注意事项
因现场曲线位置变化量较大(最大拨量为499 mm),需提前进行线路补碴和道床的加宽工作。并提前标注出设计后曲线的头尾位置和曲线要素,以便于施工过程中及时进行改道、起道作业及曲线加宽、超高的设置和修正。
因曲线拨道量过大,根据现场实际需定出龙门口位置,提前计算出龙门口所需钢轨的长度,并在现场每个龙门口处摆放1对25 m钢轨以便在施工期间进行现场切割、更换。同时要用不同颜色的油漆标注出既有曲线的头尾位置,以便于曲线拉直后,及时进行轨距改道和原有超高的消除工作。现场多数道岔的岔后开档已发生变化,应提前做好道岔改道的划撬工作,以保证拨道后道岔与线路的方向的顺利衔接。拨量较大的道岔应提前进行道岔补强工作,以确保拨道后道岔的结构稳定。
4 现场施工组织
(1)现场拨道施工:每天4 h封锁2股道及相关道岔,组织60人的施工队伍,分两个拨道组同时对两股道的线岔设备进行拨道。
(2)施工点内其他各项工作:同步进行线岔失效枕的更换、翻浆冒泥的清挖、轨距改整、道岔内部框架尺寸的调整、龙门口处钢轨的更换、线路坡度的恢复、轨面养护等工作。
(3)施工结束后,根据拨道量控制桩对线路变化情况进行观测,对线岔轨件的磨耗进行调查分析。施工结束初期,线路变化较快,在最初的20天内,集中组织劳力,对拨道成果进行巩固,对线路进行精拨细改和起道捣固工作,直至线路稳定。
5 技术台帐的建立
待线路稳定后,将建立一套新的技术台帐,其中包含:控制桩位置、曲线头尾、道岔头尾位置及曲线要素资料,为日后长期的设备管理和日常养护工作提供依据(技术资料如表2、表3、图3)。
表2 芜东Ⅱ场峰下曲线资料(以16、17条为例)
表3 芜湖东Ⅱ场峰下定位桩资料(以250#岔、16、17条为例)
图3 芜东Ⅱ场驼峰16、17条定位桩示意图
6 线形拨道的技术关键
(1)施工前期测量数据的准确性和可靠性,是决定优化效果的先决条件。
(2)受驼峰地段缓行器、线间距等诸多因素的影响,提高数据的拟合的准确性和合理性就成了线形拨道是否能达到预期效果的重中之重。
(3)施工期间,严格按照计算出的起、拨道量数据进行起道、拨道,达到最优的拨道效果。同时因部分小半径曲线、S曲线将重新进行设计,曲线要素将有较大变化。在拨道的同时,线路的改道、起道工作也将成为该项施工的重点。
(4)因拨量较大,施工后的20天内线路仍处变化期,所以短时间内后仍需投入大量人工对线路进行循环养护,直至线路处于稳定状态,这是保证优化成果从不稳定走向稳定的过渡环节。
(5)建立道岔、曲线头尾等关键点位移观测桩资料,并将优化成果形成可靠的技术台帐,为线路设备的常态化管理提供科学的技术依据。
7 施工后道岔尖轨、曲线钢轨磨耗量及几何状态对比
(1)线形优化后,经对比,道岔尖轨的非正常磨耗大大降低,道岔框架结构因受力均匀,较线形优化以前较为稳定。
(2)经线形优化后,曲线的不均匀侧磨基本消除,并且钢轨磨耗量较优化前大大降低。
(3)线形优化时同步对芜东Ⅱ场峰下失效枕和翻浆冒泥地段进行了集中整治,线路状况大有改善,几何状态良好。
8 后期工作打算
施工后,我们将继续完善线形优化的方法和经验,并将其推广到段管内各大站场,对线形不良地段进行优化调整和集中整治,这对保证我段安全生产,提高设备质量,降低成本有着非常重要的积极作用
9 小结
线形优化的实施,将最大程度的使芜东II场峰下的线形得以改善,减小列车对轨道等设备的冲击力,降低溜放列车脱轨、颠覆的可能性。同时该项成果的实施,将为全局各大站场驼峰区段的线形优化提供重要的参考依据。
[1]《铁路技术管理规程》中国铁道出版社.
[2]《铁路线路修理规则》中国铁道出版社.
[3]《铁路营业线施工安全知识》中国铁道出版社。
[4]《铁路工务安全规则》中国铁道出版社.
[5]《铁路轨道结构及修理》.卢祖文.中国铁道出版社.
[6]《线路工程》.李斌.兰州大学出版社.
[7]《铁路选线设计》.易思蓉.西南交通大学出版社.
责任编辑:宋 飞
来稿时间:2015-8-19