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智能化雙塊式無砟軌道成套施工設備介紹
  時間:2021-10-09  點擊量:   
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智能化雙塊式無砟軌道成套施工設備

智能化雙塊式無砟軌道施工成套裝備包括嵌套式軌排、自動分枕平臺、軌排鋪裝機、自動精調機、底座板抹面機以及其他輔助施工裝備。

1、嵌套式軌排

1.1 嵌套式軌排概述

嵌套式軌排通過托梁內外套滑動的方式實現軌向調整,徹底顛覆此前軌道幾何形位調整的固有思維,將軌向與高程獨立調節,實現軌向與高程的調節互不干涉。配合智能化精調機的使用,該新型嵌套式無砟軌道排架大大縮短了道床施工中的精調工序施作時間,為中國高鐵無砟軌道施工智能化、信息化、自動化提供了技術基礎,填補了無砟軌道施工領域的技術空白。

嵌套式軌排包括工具軌、組合托梁體、高低螺桿、防護墻固定座、鎖定裝置等組成。組合托梁體由內外套組成,內外套通過十字銷軸在豎向螺桿處連接,內套相對外套可相對滑動而不影響豎向高程,設計簡約實效。通過軌向調節撐桿調整軌排中線,消除傳統軌排對混凝土面的損害。新型軌排系統取消了線路中部斜支撐,極大的改善了線路施工環境,提高了線間物流通過能力。高程螺柱底部設有保護座,消除傳統軌排對混凝面的損害。

1.2 嵌套式軌排技術參數

   距:     1435±0.5mm軌頂標高:     515~860mm軌排中線:     ±30mm最大超高:     175mm 底 坡:     1:40±2

度 誤 差:  ±1mm適應軌枕間距: 600~650mm高程調整范圍: 460~900mm

1.3 嵌套式軌排操作流程

新型嵌套式軌排在操作流程上,同傳統軌排并無本質區別,軌枕在自動分枕平臺均勻布枕后,鋪裝機組吊裝嵌套式軌排,安裝扣件、組裝軌排,然后將組裝后的軌排粗鋪在底座板上的底層鋼筋網片上,安裝防護墻固定座,綁扎頂層鋼筋,焊接接地端子,配合自動精調機進行軌排精調,混凝土澆筑及養護等。下面結合相關道床施工流程,闡述新型嵌套式軌排的使用說明。

①新型嵌套式軌排組裝

按照橋梁軌枕間距,在自動分枕平臺上自動勻枕,鋪裝機組吊裝嵌套式軌排,安裝扣件,組裝軌排,注意組裝過程中保證扣件三點密貼。

②新型嵌套式軌排粗鋪

新型嵌套式軌排組裝完成后,利用軌排粗鋪機組吊至軌排粗鋪區,并提前將軌排上的高程螺桿調節到當前施工合適尺寸??蓞⒄崭叱搪葜幬恢?,旋擰軌向調節螺桿將托梁內、外套對中,同時安裝防護墻固定座,并與粗鋪完成的軌排連接起來。

③頂層鋼筋安裝及焊接接地端子

按設計鋼筋間距在軌枕鋼筋桁架上擺放縱向鋼筋、橫向鋼筋,安裝絕緣卡,接地端子采用焊接方式固定在道床兩側接地鋼筋上,然后進行絕緣電阻測試,使用兆歐表測量鋼筋間的絕緣數據,檢查任意兩根非接地鋼筋間電阻必須達到設計要求。

④新型嵌套式軌排精調

1.全站儀設站

全站儀觀測4對連續的CPⅢ點(后期線上無砟軌道施工時,全站儀設站全部觀測4對連續的CPⅢ點。),自動平差、計算確定設站位置。如偏差大于2mm時,應重新設站。改變測站位置后,必須至少交叉觀測后方利用過的4個CPⅢ點,并復測至少已完成精調的一組軌排。

2.軌排精調

智能化自動精調機采集軌道數據,反饋至執行機構,執行機構對高程螺桿及軌向調節螺桿發出動作,調整軌道幾何形位,精調完成后,各位置點的軌道幾何形位允許偏差應滿足規范要求。

3軌排鎖死

自動精調機完成軌排精調后,需對軌排進行鎖死,其目的是限制嵌套式軌排滑動套與固定套之間發生微小錯動,導致軌道參數發生變化,只需將前文中《新型嵌套式軌排結構斷面圖》的撐拉桿及鎖定裝置擰緊即可。

4.軌道復測

軌排精調工序完成后,在混凝土澆筑之前,需使用軌檢小車對軌道數據進行復測,如發現軌道數據不合格,單獨調整,直至待澆筑區域內的軌道數據全部合格,方可進行澆筑施工。

新型嵌套式軌排通過全新的創新設計,實現軌向與高程的獨立調節,二者互不干涉。施工效率與軌排精度都大幅提高,同時配合智能化精調機的使用,可大大縮短道床精調工序施作時間。為實現新型嵌套式軌排良好的施工效果,對其操作規程詳細闡述如下:

①新型嵌套式軌排軌距調整

軌排與軌枕組裝前,務必使用校準過的軌距尺將軌距全部調整一遍,保證軌距1435mm(+0.3~+0.5)。  

②新型嵌套式軌排粗鋪

軌排組裝完成后,通過鋪裝機進行軌排粗鋪,須將軌排托梁外套中心與提前放好的中線對中。

③新型嵌套式軌排粗調

軌排粗調時,安裝防護墻固定座時務必將防護墻夾緊,目的是后續調整軌排有一個穩固的基礎。

④新型嵌套式軌排精調

精調過程中,保證防護墻固定座與軌排外套之間連接牢固,杜絕連接位置出現間隙;精調完成后,如果出現防護墻固定座與軌排外套之間的撐桿出現松動,務必擰緊,并再次用軌檢小車確認是否出現軌向偏差。

⑤新型嵌套式軌排鎖定

自動精調機完成軌排精調后,需對軌排進行鎖死,其目的是限制嵌套式軌排滑動套與固定套之間發生微小錯動,導致軌道參數發生變化,只需將前文中《新型嵌套式軌排結構斷面圖》的撐拉桿及鎖定裝置擰緊即可。

⑥新型嵌套式軌排澆筑

混凝土澆筑時,需對軌排中的鋼軌、楔形夾板、內外套等部件以及軌枕進行防護,且不允許出現任何干擾軌排框架及配套撐桿的因素,從而引起數據發生擾動。

 

2、自動分枕平臺:

2.1 自動分枕平臺概述

自動分枕平臺替代了傳統的簡易分枕平臺,由原來的人工測量、人工搬運,人工復測,人工再搬運這種繁瑣的操作模式改變為機器自動控制模式,操作人員只需提前將需要的軌枕間距輸入到程序當中,在實際操作使用時,選擇需要的一種模式即可實現自動布枕;配合軌枕吊具,可自動定位軌枕初始放落狀態下的前后、左右位置,實現任意不同位置軌枕的間距布置。具有自動收攏、自動分枕、軌枕定位、軌排框架定位等功能,具有自動化程度高,操作簡便,安全可靠等特點。

自動分枕平臺共有11個分枕機構,每個機構相互獨立,互不干涉,11個機構均可實現單動,可滿足各種不同軌枕間距需求,分枕機構由伺服電機控制,傳輸穩定,精度較高,整體軌枕間距誤差可控制在3mm以內,軌枕與鋼軌垂直度控制在1mm以內,整機自動勻枕時間可在一分鐘之內完成,施工快,效率高,同時具備連續工作能力,提高了軌排組裝效率。具有平穩、準確、高效、安全等特點。

自動分枕平臺包括分枕小車、阻尼器、軌枕鎖具、主梁、支腿、自動控制系統組成,軌枕吊至平移小車上,通過軌枕鎖具鎖住軌枕塊,在人機界面輸入軌枕塊數量及軌枕間距,平移油缸按輸入數據進行自動勻枕,誤差控制在±3mm范圍內。整個系統自動勻枕可在1min之內完成。

2.2 自動分枕平臺技術參數

機 尺 寸:   7720×2000×1385mm適應軌枕間距:   600~650mm 機 功 率:   4KW

2.3自動分枕平臺使用說明

自動分枕平臺作業時需配合軌枕吊具使用,一次吊裝4組軌枕放置軌枕定位座內,利用軌枕定位座前后、左右限位達到初始定位狀態,繼續吊裝,一共可吊裝11組軌枕;初始狀態定位后,人工微調,操作卷揚機遙控手柄,利用分枕平臺機構進行布枕,下面介紹自動分枕平臺使用說明。

①.分枕平臺配套吊具連接吊車

將分枕平臺軌枕吊具用鋼絲繩與吊車吊鉤連接牢固,為吊裝軌枕做好前期準備工作。

②.吊裝軌枕

自動分枕平臺配套軌枕吊具一次可吊運4組軌枕,用軌枕吊具鉤子鉤住軌枕兩側三角形鋼筋,鉤抓牢固后起吊,緩慢運至自動分枕平臺設備上方,等軌枕吊裝平穩時,下放吊鉤,將軌枕落到分枕平臺定位座內,然后再次吊裝4組軌枕,重復作業,吊裝至需要軌枕數量(最大可吊裝11組軌枕),人工微調,準備分枕。

③.開始分枕

將吊裝完畢的軌枕進行分枕,提前調節軌距調節桿調整到所需求的軌枕間距(注意吊裝軌枕之前調節),操作卷揚機遙控手柄,點擊開始,設備自動作業,分枕完成后,鋪裝機組吊裝嵌套式軌排,安裝扣件、組裝軌排。分枕過程中如中途有緊急情況,可點擊遙控手柄上的停止按鈕,設備停止工作,有效的保證了施工人員的安全。

 

3、軌排鋪裝機:

 

3.1 軌排鋪裝機概述

軌排鋪裝機用于嵌套式軌排軌排的運輸、調整與鋪設,是提供一種能夠顯著提高軌排鋪裝和調整效率的軌排鋪裝設備。嵌套式軌排軌排在分枕平臺上組裝完成后,通過該設備將軌排吊運至線路指定位置進行軌排的調整及鋪裝作業。使用軌排鋪裝機進行軌排粗鋪,可使得整個軌排粗鋪工作實現自動化、機械化,大大減少施工作業人員數量,有效提高軌排粗鋪施工效率及軌排粗鋪精度,道床板施工質量得到有效保障。

3.2 軌排鋪裝機結構組成

軌排鋪裝機主要包括主結構、小車、電控吊具、大車走行、電控系統等。鋪裝機的行走方式采用軌行式,大車軌道布置于防護墻外側預制電纜槽蓋板之上,鋪裝機大、小車行走機構采用變頻技術,可實現快速軌排運輸、慢速軌排鋪裝定位等功能。小車起吊系統的起升、下降均為無級調速,可實現軌排快速起吊、慢速精準定位。鋪裝機單獨配置有適合軌排吊裝的電控吊具,吊具能夠通過電控實現自動抓取/釋放軌排,提高軌排倒運效率。

 

3.2 軌排鋪裝機技術參數

額定起重量: 10t小車橫移速度: 10m/min小車起升速度: 10m/min大車運行速度: 40m/min

 

4、自動精調機:

軌排自動精調機是一種用于替代人工進行雙塊式無砟軌道精調作業設備。該設備主要分為硬件和軟件兩部分。硬件部分主要由精調機主結構和執行機構(伺服電機—減速器—萬向傳動軸)組成,包括車架、橫向調整系統,高程調整系統等部件。軟件部分主要是自動精調軟件,精調軟件采用數據地址讀取方式精確傳輸調整數據,可以完全兼容目前施工測量系統(安伯格精調小車),使精調作業時不受人為干擾。自動精調機具備24小時、全天候野外工作能力。該設備適用直線段、曲線段,超高超過150mm,路基、橋梁、隧道全方面適用。采用精調機進行精調作業,能夠大幅度減輕工人勞動強度,工人只負責安裝套筒,操作簡單。

4.1 軌排自動精調機概述

軌排自動精調機是一種用于替代人工進行雙塊式無砟軌道精調作業設備。該設備主要分為硬件和軟件兩部分。硬件部分主要由精調機主結構和執行機構(伺服電機—減速器—萬向傳動軸)組成,包括車架、橫向調整系統,高程調整系統等部件。軟件部分主要是自動精調軟件,精調軟件采用數據地址讀取方式精確傳輸調整數據,可以完全兼容目前施工測量系統(安伯格精調小車),使精調作業時不受人為干擾。自動精調機具備24小時、全天候野外工作能力。該設備適用直線段、曲線段,超高超過150mm,路基、橋梁、隧道全方面適用。采用精調機進行精調作業,能夠大幅度減輕工人勞動強度,工人只負責安裝套筒,操作簡單。

4.2關鍵技術

(1) 系統精調軟件具有自主知識產權,該軟件是在中文windows操作系統下的中文軟件,應具有對安伯格小車數據自動讀取,自動精調,一鍵精調功能;

(2) 采用3套伺服系統自動調整軌排高程和軌向數據的調整,精調精度可達到≤0.5mm;

(3) 采用萬向傳動軸方式,能夠方便人工對位安裝;

(4) 具備無線傳輸和有線傳輸兩種功能的數據傳輸。

4.3 與傳統人工精調對比

1 與傳統人工精調對比一覽表

序號

項目

傳統手動調整

自動設備調整

1

精度控制

人工扳手調整,人為因素影響施工質量,調整工人經驗很關鍵

伺服電機調整,自動精調

2

操作

手工調整量,全靠測量人員喊,勞動強度高

自動讀取安伯格精調小車數據自動調整,人工只負責安裝套筒

4.4 軌排自動精調機產品外觀

軌排自動精調機硬件部分主要包含主機架、高程調整系統、橫向調整系統、走行輪系和剎車系統等。主機架是主要承載結構,主要承受電機—減速器—萬向傳動軸等結構自動和反力矩;高程和橫向調整系統主要針對軌排高程和軌向數據的調整,使精調數值逼近設計值,保證在誤差范圍內;走行輪系采用不帶動力系統,人工可推動,方便對位安裝;剎車系統主要用于鎖定精調機當前所在位置。

4.5 主要參數

1)上下調整范圍        300 mm    

2)左右調整范圍        100 mm

3)測量+調整精度      ≤ 0.5mm

4)調整力矩            500N.m

5)設備移動速度        0-20 m/min

6)單品軌排調整速度    10分鐘/榀

7)總功率              2.5kw

8)供電方式            市電220V

9)工作溫度:          -5℃~+40℃

10)防塵防水等級:     IP55

 

5、底座板抹面機

5.1 底座板抹面機概述

底座板抹面機系統包括主機、主機走行鋼軌、底座板模板及絲杠支撐。主機由機架、發電機、行走機構、升降機構、前部推板、后部整形機構、振動系統、高壓清洗系統及電控系統等組成。

底座板抹面機由行走鋼軌、震動擋板、縱向模板、行走同步變頻電機、電箱控制柜、變速箱、發動機、前推板角度調整器、后成型板角度調整器、 前后照明燈等組成。

5.2 底座板抹面機優點

1、減少人力,工效翻倍提高;2、混凝土平整度、標高精度、密實度整體一次到位;3、一體成型機功能完善、降低工程成本;4、適用性強。

5.3 底座板抹面機技術參數

外形尺寸:3654×1820×1960mm作業寬度:2800mm-3100mm    率:11HP/7500rp

5.4 底座板抹面機操作說明

1、啟動前使用專用的標尺對一體成 型機前、后的推平刮板、整形板及提前調整定位, 經技術員檢查無誤后,開啟機器邊推平、邊振搗、邊提漿、邊塑型。 機器行進時始終要保持前刮板混凝土滿鏟,根據混凝土的狀態調整底座板抹面機推進速度及振搗提漿的頻率.以保證成型后滿足頂面高程和平整 度、光滑度的要求。

2、底座板抹面機整平后,人工用抹子及汽油抹光機均勻布漿。在底座板抹面機通過限位凹槽后,人工可清理凹槽頂部混凝土,取出充填的珍 珠棉板,并清理模板邊沿余灰,混凝土初凝后旋動凹模調整螺栓把凹 模起升高于混凝土面以利于凹槽收邊并防止拆模時出現粘連現象。

3、在混凝土初凝后終凝前拆除凹槽模板,拆除時機一定要控制好,防止過早引起混凝土坍塌或四角產生裂紋,過晚會造成凹槽模板 拆除困難損傷混凝土邊緣。拆除時,先拆除凹槽模板底部中間的固定 螺母,再旋轉四角的頂絲垂直上提取出模板,模板拆除后要及時修整 凹槽表面,必要時用新鮮混凝土補充壓實。

4、第一遍木抹子抹完后,搭上施工抹面棧橋,人工用鐵抹子全表面壓光,第二遍的鐵抹子主要收光底座板凹槽底部、棱角和兩側 25cm 排水坡位置,排水坡用定長 25cm 鐵抹子一次抹光成型;第三 遍為整平收光,采用汽油機動力抹光機在初凝后進行,現場工人隨時檢查混凝土表面凝固狀態,當手指按壓混凝土表面時尚留有 0.5~1mm 左右深度的壓印時即可進行機械作業,抹光時要安裝好下部轉盤,保 證大面平整度滿足要求,最后再用鐵抹子全面壓光一遍。


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