跨座式单轨交通轨道梁维护技术
2017-09-03
0 引言
目前在建、规划及意向建设跨座式单轨的城市已有不少，大有遍地开花之势。虽然其具有诸多优点，但同样也存在影响城市基础设施建设及改造、运载量有限、维护成本高等缺点。现跨座式轨道梁有钢筋混凝土梁和钢梁两种类型，一般选取钢筋混凝土梁为主，其断面呈工字型。因梁体直接与运营车辆轮胎接触，对其制作必须采用高标准，所以全部由专用模板制成，具有较高的精度（如图1所示）。
图1 PC轨道梁结构示意图
轨道梁之间、轨道梁与锚箱等均采用钢制品连接，在线路运营过程中，因荷载、温度变化等因素作用，轨道梁出现的各种质量缺陷，如不及时处理将会严重影响线路的运营安全。因而根据已运营线路的情况，有针对性地进行轨道梁线路维护技术攻关，采取先进合理的技术措施，以确保跨座式单轨交通的正常运行。
1 问题统计
现针对重庆二、三号线某时间段内轨道梁线路排查中出现的质量缺陷问题进行统计，主要包括线形不符要求、晃动超标、支座问题、梁体破损、梁体裂纹、锚杆问题等（见图2）。
图2 PC轨道梁缺陷问题频数统计图
2 维护与整治
2.1 轨道梁晃动检测及整治
2.1.1 影响及检测方法
由于轨道梁支座部件在制造和安装过程中产生误差，轨道梁产生三点受力现象，即轨道梁晃动，如不及时发现并整治，将对线路运营产生影响。目前在进行轨道梁晃动检测时，其方法主要采用作业车辆激励后机器检测。
表1 晃动检测周期表
2.1.2 工作流程
（1）原理（见图3）
通过车辆在轨道梁行走产生的激励，高速图像采集系统获取梁端头晃动摆幅动态信号，经计算机图象处理及模式识别技术处理、形成坐标及数据通过标定及换算后进行分类。
（2）数据的分析
根据计算后的晃动值，应按以下评估标准进行筛选（见表1）：
（1）晃动整治预处理
轨道梁晃动预处理工作程序：拆除楔紧块→安装新楔紧块→对锚杆螺母编号→拆除防松螺母→松动紧固螺母→拧紧紧固螺母→安装防松螺母→对锚杆丝扣进行保护→对指形板进行编号→更换指形板螺栓→结束现场预处理。
（2）晃动正式处理
用直磨机和角磨机切割楔紧块。用千斤顶将 PC 轨道梁顶起，在支座轴心松动的一端增加调整垫片或减少调整垫片，单侧垫片数量不得超过3片。如整治的数量较多，则使用安排机器检测方式进行复测。整治工作合格后，对楔紧块进行焊接。
2.2 轨道梁线形检测及调整
图3 机器检测晃动原理图
PC轨道梁线形好坏直接影响到单轨线路的平稳安全运行。为保证单轨线路在运行时不产生振动和晃动，需对轨道梁需要进行线形检测，以提供线调数据并加以整治。
2.2.1 轨道梁线形检测
（1）轨道梁连接处直线或曲线的水平线形测量
轨道梁直线和曲线水平线形测量方法：曲线测量和直线测量（见图4）。检查方法：曲线梁 20米长的线，测量中间10米位置的数值，直线梁4米长的线，测量中间2米位置的数值、用尼龙线弦线、钢尺测量。轨道梁连接处直线和曲线的竖向线形测量（见图4），检查方法：4米长的线，测量中间2米位置的数值，用尼龙线弦线、钢尺测量。
（2）局部线形检测：
1)横坡测量：用水平靠尺和塞尺、直尺等量具测量横坡值测量点分为轨道梁两端及中部3个点位进行测量，利用水平尺与塞尺及轨道梁接触点的距离尺寸和塞尺的高度尺寸计算横坡值tga，轨面超高（横坡）允许精度为 7/1000 rd。
2)指形板错台检测： 用深度游标卡尺测量指形板之间的错台，若两块指形板之间的高差超过2毫米需进行线形调整。
图4 轨道梁线形检测示意图
图5 纵向及横向调整示意图
图6 高程及走形面错台调整示意图
3)轨道梁高低差测量：用水平尺靠尺、等高块和直尺测或深度游标卡尺测量轨道梁之间的高低差，若其差值超过3毫米需进行线形调整。
2.2.2 轨道梁线形调整
（1）对每一榀梁片进行调整前，首先要拆卸指形板，取出楔形块，拧松锚固螺栓上的螺母。
制作专用楔紧块并安放在支座抗剪榫位置，利用千斤顶在移梁楔紧块上顶设，每次顶升可使梁片移动1～5mm。（如图5）
（3）调整高程
增减凸轮板下方调整垫片，以此进行高程控制。调整片的规格选用0.5mm、1mm、1.5mm、2mm和5mm级别的厚度。（如图6）
（4）调整错台、垂直度和线间距
通过实测值进行横向移动或增减活动板数量进行调整，在调整错台和垂直度的同时，要兼顾线间距满足要求。
（5）紧固
采用套筒力矩扳手，按照顺序依次将锚固螺栓拧紧至800N·m。
影响有机溶剂浸出法提取蚕蛹油的主要因素有∶溶剂、溶剂用量、浸提时间、浸提温度和振荡速度等。欧阳涟等确定了适合蛹油提取的最佳条件，即用正己烷作萃取剂、浸出温度为30℃、固液比为1∶4、浸出时间为7h。杨梅琳等人通过单因素试验发现正己烷为最佳浸提溶剂，之后采用正交试验法优化提取工艺，得到最适合工艺条件为∶溶剂用量4 mL/g、浸出时间30 min、浸出温度38℃、振荡速度80 r/min。
（6）楔形块安装
按照先顺桥向后横桥向的顺序进行安装，安装完成后进行焊接。楔形块与抗剪榫的高差要满足5～10mm的要求。（如图7）
2.3 轨道梁梁体维护
2.3.1 轨道梁裂纹
（1）检查
对轨道梁各类裂纹宽度应使用刻度放大镜进行测量，同一裂纹宽度不均时，取最大值横向裂纹按从左到右记录，描述内容包括裂纹起点与终点的位置。凡不属于荷载裂纹，且宽度小于 0.2 毫米的裂缝可不记录具体的长度和宽度，但应记录其位置及裂纹数量；长度小于200 毫米，宽度小于0.2 毫米的裂纹不记录。
（2）处理
凡宽度达到0.2毫米及以上，位置在轨道梁底部受拉区、跨中、支座中心上方处45度方向等部位的贯穿性裂纹，必须测量其宽度、深度，并拍照记录，由责任方委托有资质的第三方对经处置后的轨道梁进行安全性评估。对于较浅裂缝采用灌缝或表面涂刷处理等措施，对较大裂缝采用凿槽灌浆处理等方法。
2.3.2 轨道梁破损
（1）检查
PC 轨道梁破损、露筋的检查方法主要采用卷尺、深度游标卡尺测量大小、深度等数据，检查周期根据正线、车场使用频繁度不同分别设定。
（2）处理
对于较大的破损和露筋，检查人员按要求进行登记。检查完毕，应根据病害实际情况，进行病害原因分析及对结构安全有无影响做出评估，在此基础上编制处置方案。一般缺角露筋，主要采用凿除后灌注高等级细石混凝土修补等方法处理。
图7 楔紧块安装图
2.4 轨道梁支座排查
2.4.1 铸钢固定支座
固定支座主要由上下摆、铰轴、基座组成，主要排查内容为铰轴有无损伤、松动、锈蚀等情况，止脱板是否在铰轴外端圆弧槽内，是否装反等。
2.4.2 铸钢活动支座
活动支座与固定支座略有不同，其主要由上下摆、辊轴及基座组成，主要排查内容包括辊轴润滑情况、齿形定位板及齿形摆针等锈蚀变形情况以及承压板安装是否到位等。
2.5 轨道梁锚杆排查
2.5.1 铸钢支座锚杆排查
对锚杆防松螺母与紧固螺母刻度线进行观察，是否存在偏移。使用固定块扳手来回扳动固定块，并用榔头敲击固定块扳手手柄，观察锚杆是否转动。锚杆如有转动，看是否可以拔出锚杆，如可以拔出，则将锚杆转动90度后再试，如仍可拔出，则此锚杆为疑似断裂，进一步确认后须及时更换。
2.5.2 锚杆健康检测
首次检测应对所有梁片进行数据采集，根据数据分析对重点点位锚杆及小曲线、大纵坡等特殊地段进行监控检测。
（1）打开DASST，先进行振动信号检测，4根锚固螺杆的振动信号采集完毕，再进行超声波信号检测。对于属于同一榀梁的2根锚固螺杆，先采集1号锚固螺杆信号，再采集4号锚固螺杆信号。根据语音提示进行振动数据、超声波数据采集。
（2）振动测试、超声波测试、参数标定。
（3）系统管理、振动数据处理、超声数据处理。
（4）UPS、蓄电池、超声波耦合剂供给装置的维护。
耦合剂的正常供给是超声波采集能够顺利进行的重要条件之一，因此在超声波采集前务必确保耦合剂供应充足。
3 结论
目前，城市交通压力日益增加，立体轨道交通已成为未来发展方向。国内跨座式单轨交通在重庆实际运营中，不断加强轨道梁的日常维护技术，较好地解决了线路运营维护难题，为重庆轨道交通领域今后的应用可持续发展奠定了基础，同时对城市轨道畅通发挥作用。
