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铁路尽端式站台设计及改造的几点建议

2016-03-09黄培敏

高速铁路技术 2016年3期
关键词:平车车钩斜坡

黄培敏 张 爽

(中铁二院工程集团有限责任公司, 成都 610031)

铁路尽端式站台设计及改造的几点建议

黄培敏 张 爽

(中铁二院工程集团有限责任公司, 成都 610031)

目前修建铁路尽端式站台所依据的设计标准和技术要求已沿用40多年,且从未进行过修订。随着铁路技术装备和运输条件的发展变化,既有铁路尽端式站台一些技术要求已不再适应现实使用要求。文章通过对铁路尽端式站台存在的几个影响站台使用安全性和方便性缺陷的分析,结合现在的技术需求,从站台高度尺寸、车钩及缓冲装置选型安装、站台变坡点设置、结构圬工等几个方面对铁路尽端式站台设计、改造提出新的建议,解决了站台与平板车配合不好、车钩及缓冲装置淘汰落后、站台斜坡变坡点通过性不足、站台圬工结构性差等问题,在确保铁路尽端式站台本身可靠性的同时,极大提高其通过能力、安全性和作业效率。综合所述,绘制出新的铁路尽端式站台施工图。实践中,按新的设计图进行施工、改造的铁路尽端式站台,使用效果较好。

铁路尽端式站台; 缺陷; 设计; 改造; 建议; 施工图

铁路尽端式站台是铁路站场中必备的重要设施,在抢险救灾等行动中也能发挥重要作用。设计、改造合理的铁路尽端式站台,能较好地为运输装、卸载提供快速通过能力,保障作业效率和作业安全。但目前修建铁路尽端式站台所依据的设计标准和技术要求,已沿用40多年,且从未进行过修订。随着铁路技术装备和运输条件的发展变化,既有设计标准和标准图已与现实情况不相适应,在其修建和铁路送输装、卸载使用中,暴露出不少问题。

1 存在缺陷

铁路尽端式站台在设计中通常参照《尽端式站台带钩方案》“叁标房(71)4035”(由铁三院设计,于1971年经铁道部批准发布执行,以下简称标准图)。该标准图一直没有进行过修订,一些标准已不适应现在的铁路技术条件和现场实际情况,存在的缺陷已严重影响了站台使用的安全性和方便性。

1.1 站台与铁路平车间配合关系不合理

按技术标准和标准图规定尺寸修建的站台与铁路平车间配合关系存在缺陷,在实际运用中存在安全隐患,主要问题有以下两点:

(1)根据技术标准规定的站台顶面高度标准为距轨面1.1 m,而铁路现在使用的主型平车地板高度已由过去的 1 149~1 180 mm之间,提高到 1 209~1 216 mm[1]之间,站台高度较平车地板高度低109~116 mm(站台与平车地板最好同高)。

(2)按照标准图的车钩安装位置和尺寸,车钩伸出长度过大,造成站台与平车连挂后存在350~500 mm连挂空挡(站台顶面端部与平车端板端部间的距离)。由于存在以上的两个缺陷,在进行装、卸载时,大部分轮式车辆装备不能顺利通过空挡,必须搭设渡板以克服站台与平车间的高差和空挡。而搭设渡板在车辆通过时受到车轮冲击、碾压发生窜动和跳动,可能导致车轮陷落,甚至车辆装备倾覆,造成装备损坏或伤及人员,因此在使用时必须专门派人进行守护,并随时调整渡板位置,既影响装、卸载作业安全,又影响装、卸载速度。

1.2 站台斜坡变坡点通过性条件不足

主要是斜坡与平台纵向变坡处无缓坡,对装、卸载安全和司机视距条件有一定影响,由于按标准图修建的站台斜坡与平台变坡点均为折线连接,造成轴距较大、离地间隙较小的车辆装备通过性条件较差,重心后置的长大重型车辆装备易出现前轮空悬的情况,且车身较高时司机视距条件不好,对车辆装备顺利通过有一定影响。

1.3 选用的车钩及缓冲装置已淘汰

标准图中采用的2号车钩及缓冲装置目前已经淘汰,需重新选型,并根据选型车钩配置相应缓冲装置、配件及进行安装设计。

1.4 站台圬工结构形式及所用材料稳定性、强度及耐久性不足

标准图中采用浆砌片石站台墙 ,斜坡站台墙间填土夯实,站台面及站台帽分设的结构形式,存在结构强度低、抗折性差、易损坏和耐久性差等问题。

1.5 其他方面的问题

衔接道路和平直段标准不够合理,站台面没有设标志标线,站台面没有防滑措施等。

在铁路尽端式站台设计、改造和使用中,现场对以上存在的问题反应强烈,也采取了一些改进措施,但由于尚末提出新的技术标准和推出新的标准图,实施过程中困难重重。

2 解决存在缺陷的一些建议

针对以上缺陷,对站台相关尺寸、斜坡设置、车钩选型及安装、圬工结构及其他相关技术要求等问题,结合现有技术要求,提出一些建议,作为铁路尽端式站台设计、改建的依据。

2.1站台与铁路平车间配合相关尺寸

2.1.1 站台高度

目前,随着我们铁路货车三次全面升级改造,现运用的主型平车N17系列,车底板高度已提高为 1 209~1 216 mm,原有高度标准已不适应。根据现场运用实践,按现用平车底板高度,并考虑重车弹簧压缩15~20 mm的空重车高差,站台顶面距轨面高度应修改为1.2 m 为宜。

2.1.2 站台与平车间的连挂空档宽度

确定站台与平车间连挂空挡的宽度,必须考虑下列因素:车轮直径及车辆越壕能力[2];连挂的安全要求,主要是连挂时车钩缓冲装置的压缩空间;站台与平车连挂的必要条件。根据试验结果和实践经验,在慢速平稳行驶的条件下,能够保证小型车辆平稳顺利通过的宽度为180 mm左右,最大宽度不超过200 mm,即S=180~200 mm。经检算,站台车钩与平车车钩两个缓冲器行程之和小于S。连挂空档的宽度必须保证连挂作业提杆正常展开,连挂空档宽度=提杆展开空间+手动作业附加空间-平车底板边缘至端板外边缘距离=360+150-380=130 mm,小于S。其各部分关系,如图1所示。

图1 连挂空挡宽度计算示意图

2.2 站台斜坡坡度及变坡点

目前采用的站台斜坡坡度值,均能适应各类车辆的爬坡性能,但站台坡道与平台的变坡点处,采用无缓坡的折线连接方式,对装、卸载安全性和驾驶人员的视距有一定影响。参照《汽车库建筑设计规范》关于“汽车库内通车道纵向坡坡度大于10%时,坡道上下端均设置缓坡”的相关规定[3],结合铁路尽端式站台实际情况,当铁路尽端式站台斜坡坡度达到或大于1/12(约8%)时,宜在坡道与平台的变坡点设置缓坡。

2.3 车钩及缓冲装置选型

站台与平车连挂的车钩及缓冲装置应采用通用的货车车钩,按标准图,尽端式站台采用车钩为2号车钩,随着铁路提速和货车载重量增加,该型车钩由于强度不适应运输发展要求,已不再生产和使用。目前我国铁路货车使用的主型车钩有13型系列及16、17型车钩[4],其中13型系列使用数量约占我国铁路货车的90%。为与铁路货车车钩匹配,便于采购、安装及维护检修,铁路尽端式站台车钩宜选用13型系列车钩。

同样,原标准图采用的2号缓冲器,已不再生产和使用。随着铁路运输的发展,日前使用缓冲器主要有ST型、MT-2型、MT-3型等[5],与13型系列车钩配合使用最主要的是MT-3型缓冲器。

综上所述,建议铁路尽端式站台车钩选用13B型上作用式车钩、MT-3型缓冲器、相应车钩钩尾框及其他相应成品(如从板等)。

2.4 站台圬工结构设计

根据GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》、GB/T 50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》、TB 10005-2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》、JTG B01-2003《公路工程技术标准》等最近颁布的相关规范,站台圬工结构设计可根据相关要求选用相应的混凝土强度标准,混凝土结构最好一次性浇筑。

3 铁路尽端式站台设计及改造的几点建议

通过对已有铁路尽端式站台设计修建和使用中存在问题的探讨,对铁路尽端式站台设计、改造提出了下面几点建议。

3.1 基本技术要求

3.1.1 站台尺寸

站台长度(站台顶面平台长度)不小于6 m,用于长大特种装备的站台长度不小于10 m,宽度不小于4.5 m,站台顶面距钢轨顶面高度为1.2 m。

3.1.2 站台设计荷载

荷载按公路Ⅰ级计算[6],调车速度不大于3 km/h。

3.1.3 站台斜坡

普通铁路尽端式站台的斜坡坡率不大于1∶12,用于特种装备装载的站台斜坡坡率不大于1∶14。站台斜坡与站台顶面同宽,坡脚与道路的衔接处应设置为喇叭形。

采用1∶12及以上坡率时应在站台斜坡顶面变坡点处设置曲线缓坡。其曲线缓坡坡度水平长度不应小于2.4 m,竖曲线半径不小于30 m,缓坡段的中点应为斜坡坡道变坡点。

3.1.4 车钩缓冲装置及连挂空挡

铁路尽端式站台必须安装车钩缓冲装置。车钩缓冲装置的安装位置符合相关规定要求,站台端部与平车端板间连挂空挡,在缓冲器非压缩状态下为180±5 mm。

3.1.5 其他要求

站台上应标画站台纵中心线、站台宽度警示线、站台端部警示线。铺设轨枕时应在站台端墙前设轨枕,按相关要求轨道应埋入站台不小于1 m,当先施工站台时,应预留方孔,深度不小于1 m,铺轨后,用C35混凝土满塞。站台及衔接道路上不应有障碍物[7],设于站台附近的接触网立柱、线路终端监控设备等,不得影响站台车辆装备装、卸作业或应距站台边缘不小于0.5 m。尽端式站台与侧面站台联合设置时,尽端式站台与侧面站台间的高差,应根据现场实际情况,以自然顺坡方式设置过渡段。

3.2 圬工结构设计

3.2.1 结构形式

站台结构采用混凝土结构,底部为碎石垫层。站台主体为整体现浇混凝土,站台主体内设置车钩缓冲装置基座(车钩槽)。站台斜坡为混凝土站台墙,下设水泥稳定砂夹石基层及砂夹石垫层,夯填渗水土,站台面为整体站台面,其端部设角钢护角。车钩槽上设钢筋混凝土盖板。

3.2.2 站台各部分混凝土强度等级

基础为C25级,站台主体及斜坡站台墙为C30级,站台面及车钩槽为C35级,车钩槽盖板为C25级。

3.3 车钩缓冲装置安装设计

3.3.1 车钩缓冲装置及相关材料

采用13B型车钩,MT-3型缓冲器,配套同型号钩尾框、从板等配件成品。从板座及安装加固配件等采用槽钢、角钢等A3型钢加工制作。

3.3.2 车钩槽尺寸

车钩槽长1 800 mm,宽500 mm(含混凝土盖板600 mm),深500 mm,钩底设4%坡度排水槽。车钩槽前端开口尺寸为:宽800 mm,进深300 mm,最大深度100 mm。车钩槽上设可开启的钢板盖板或钢筋混凝土盖板,为防钢板被盗,以钢筋混凝土盖板为宜。

3.3.3 车钩缓冲装置安装固定

以两片大槽钢(27a,L=2 500 mm)及加固角钢预埋于站台车钩槽混凝土中,作为车钩缓冲装置固定基座,在槽钢上焊接从板座用以安装固定车钩缓冲装置,并以方管作为车钩托架,安装前夹板、后夹板、方钢等作为固定支架。

3.3.4 在车钩槽内安装车钩缓冲装置的控制尺寸

车钩缓冲装置纵中心线与铁路线路中心线一致,车钩水平中心线距轨面高度880±10 mm,钩舌销中心至站台端线距离90 mm。

当采用不同型号的车钩及缓冲装置时,应根据车钩缓冲装置整体尺寸,对车钩槽长度进行调整,并根据车钩及缓冲装置产品安装要求,在车钩槽内设置用于安装固定车钩缓冲装置的固定配件。

3.4 设计图

按上述技术标准与要求,绘制出新的铁路尽端式站台施工图,如图2~图4所示。

图2 铁路尽端式站台总体布置图(cm)

图3 铁路尽端式站台断面图(cm)

图4 铁路尽端式站台车钩布置剖面图(mm)

4 结束语

随着铁路技术装备和运输条件的发展变化,既有铁路尽端式站台一些技术要求已不再适应现实使用要求。本文通过对铁路尽端式站台尺寸、车钩及缓冲装置选型安装、站台变坡点设置、结构圬工设计等几个方面对铁路尽端式站台设计、改造提出新的建议,并绘制出新的施工图,以满足现有铁路站场运输装、卸载需求,提高快速通过能力,保障作业效率和作业安全。实践中,按照新施工图设计、改造的铁路尽端式站台,在使用过程中取得了较好的效果。

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[2] 余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社, 2009. YU Zhisheng. The Theory of Automobile [M]. Beijing: China Machine Press, 2009.

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Suggestions on Design and Improvement of the Railway Stub-end-type Platform

HUANG Peimin ZHANG Shuang

(China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 60031,China)

The design standards and specifications for the railway stub-end-type platform construction have been used for more than 40 years and have never been revised. With the development of the railway technical equipment and transportation conditions, some technical requirements of the existing railway stub-end-type platform no longer meet the current operation requirements. In this article, some shortcomings which affect the safety and convenience of using platform are analyzed, and combined with present technical requirements, like platform height, coupler and draft gear’s selection and installation, grade change point, masonry structure and so on, new suggestions on design and improvement of stub-end-type platform are put forwardwhich changed the defectslike inadequate fit between the platform and the flats, coupler and draft gear’s elimination, carrying capacity insufficiency of grade change point , structural difference of platform masonry and so on. While the reliability of railway stub-end-type platform is ensured, its carrying capacity, safety and efficiency are enormously increased. In conclusion, new construction drawing of railway stub-end-type platform is drawn. In practice, application effect of platform constructed or improved according to new engineering drawings is better.

railway stub-end-type platform; shortcomings; design; improvement; suggestions; construction drawing

2015-10-23

黄培敏(1975-),男,工程师。 基金项目:成都铁路局科技研究开发计划课题(课题编号ZX14001)

1674—8247(2016)03—0059—04

U291.1

A

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