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1、京沪高铁五标七工区CRST型无碴轨道板铺设施工中关键设备简介赵艳波中铁三局桥隧分公司 河北 邯郸市摘 要：CRST型无碴轨道板铺设是高速铁路结构施工中一个关键环节,施工工艺将直接影响到无砟轨道质量。本文介绍京沪五标七工区轨道板铺设中重要的轨道板运、铺设及灌浆等工序中设备的使用情况及关键设备的性能特点。为CRST型无碴轨道板铺设施工单位提供一些参考。一、工程概况及总体施工方案我公司京沪五标七工区负责高沪高铁起讫里程DK1007+609 DK1035+760 CRTS型无砟轨道板铺设施工，全长28.72公里，正线铺设II型板6669块。本段工程特点特大桥5座，桥梁总长19.4 km，13米以上高墩
2、桥总长的30%。路基8段总长度为7.1 km。隧道3座，总长度2.968km。另外还包括南京南站京沪高速站场无砟轨道工程。施工段最小曲线半径5500米，支承层内外侧高差最大175mm。CRTS型无砟轨道板外形尺寸为：6.452.550.20m，板重约9.3吨。轨道板在支承层上铺设是唯一性，因为轨道板出厂前按线路的高程及曲线在数控磨床上打磨，所以轨道板在铺设时不能互换的。轨道板铺设是在支承层施工完成并达到强度要求后进行，项目结合京沪高铁工期紧、高墩长桥为主、路基隧道相连、沿线运输条件差等情况，拟定了“双线分段同向平行施工、施工便道沿线贯通、桥下运输为主、桥上运输为辅”的总体物流方案，轨道板铺设施
3、工工序依次为轨道板通过汽吊由桥下吊装到桥面，再由双向运板车纵向运输到铺设地点，铺板龙门吊完成粗铺之后，开展轨道板的精调、纵横向封边、固定、制浆、灌浆、拆除压紧装置和调节轴、窄接缝填充、张拉、宽接缝填充等下一道工作。现将京沪五标七工区轨道板铺设施工中的关键设备介绍如下。二、CRTS型无砟轨道板施工中关键设备1、TLML型10t可变跨轮胎式铺板门吊该设备用于高速铁路工程中CRTS型轨道板铺设施工的铺装工作。本机采用折叠式双梁箱形结构，主要由折臂梁、主梁、支腿及梯子平台等组成（见图1）。工作机构由主起升机构、大车走行、小车走行机构及供电机构等组成。1.1 TLML型10t可变跨轮胎式铺板门吊技术参数
4、表(见表1)表1 TLML型10t可变跨轮胎式铺板门吊技术参数项目名称技术参数额定起重量10T跨度8.3m-9.3m装机功率77 kw起升高度4.2M(桥上)+26M(桥下)起升速度0-10米/分 (重载)；0-15米/分（空载）大车行走速度0-40米/分小车行走速度0-5 m/min1.2 TLML型10t可变跨轮胎式铺板门吊主要特点1.2.1该机采用双折臂式箱梁结构，两侧悬臂段通过液压油缸回收可绕销轴旋转90，从而满足通过隧道的要求。当两侧悬臂段旋转至与主梁在同条直线时，又可满足从桥梁外侧吊装轨道板的要求。支腿采用U型支腿结构，从而实现轨道板从侧向进入，同时在下横梁上安装支撑油缸，用于由桥
5、梁外侧吊装轨道板时起支撑作用。大行车走行轮采用4组（8个）硬橡胶轮，从而实现大车行走无须铺设备钢轨。通过调整行走轮上部的变跨机构可以实现该机在8.3m9.3m范围内的变跨操作，从而满足门吊纵向行走的要求。1.2.2门吊起升机构由四台同型号变频制动电动机分别驱动四套减速机和卷筒。在每个减速机的高速轴安装一个电液制动器，起制动保护作用，以防止过卷绕和欠卷绕，在卷筒轴端安装有高度限位器。四套起升机构连接专用吊具的四端部，所以起升机构同步性非常重要。该机采用其中两台卷扬机采用一点起吊方式绕向，另两台卷扬机采用二点起吊缠绕方式，从而实现被提升的轨道板“四点起吊，三点平衡”的目标。图1 TLML型10t可
6、变跨轮胎式铺板门吊2、30t双向运板车双向运板车主要特点：该设备是为了配合高速铁路无砟轨道板铺设，而设计的一种安全、快速轨道板运输设备(见图3)。其采用双向行驶在狭窄的无砟轨道支承层上，从而实现无需调头及倒车将轨道板运送到铺设地点。运板车由桁架式车架结构、走行机构、驱动装置、转向系统、动力泵站、液压系统及其它辅助系统组成。2.1 30t双向运板车主要技术参数（表2）表2 30t双向运板车技术参数表项目名称技术参数额定载荷30 吨自重15.5 吨柴油机型号及功率东风康明斯6BT5.9C-C150，110kW轴式一个转向桥+两个承载桥+一个转向桥轴距1765+2472+1765mm传动型式液压+机
7、械满载速度09km/h空载速度018km/h外形尺寸（长宽高）1104027502330mm2.2 30t双向运板车主要特点2.2.1 桁架式车架结构由承载梁、安装梁、垂直支撑梁、纵向倾斜牵引梁及横向倾斜稳定梁等。承载梁与安装梁之间采用箱型垂直支撑和斜撑焊接连成桁架车架。桁架式车架安装在两台相同对称布置的走行车桥上，每台走行车桥与车架均采用两组（四个）油缸及四个支架安装。每个油缸都是由单独的阀来控制，可以锁定和控制每个油缸的行程，使油缸到达想要的高度。当设备运行在斜面上时，而运板车桁架式车架处于水平状态。最大横向调整角度30。2.2.2 平板车的行走采用闭式液压回路的液压传动方式，平板车的加速
8、或减速是通过发动机的油门控制。运板车的八个车轮均为驱动轮，由液压马达通过减速器输出动力，经过输入接合齿套、传动轴系、各桥的左、右半轴、轴端法兰，最后传至个轮胎，传动系中各差速器可保证前后桥四个车轮同步及在曲线上的所需速差。图2 30T双向运板车3、CA砂浆车主要特点CA砂浆车采用集装箱式移动搅拌站（见图3），是我国高速铁路板式无碴轨道施工的关键设备。适用于高速铁路（公路）的沥青水泥砂浆的拌制、灌浆和修补等工作。CA砂浆车分为上装和下装两大块。上装主要由原料储及计量装置、两级干粉螺旋输送机、搅拌主机、成品出料装置、液压系统、操作及电控系统、高压清洗装置、除尘系统及气动系统等辅助装置组成。下装由挂
9、车底盘、调平装置和牵引车头组成，砂浆车上装可以脱离行走底盘独立运行。砂浆车通过电控系统的控制，完成各种物料的计量、投料和搅拌。成品砂浆放入成品斗后，通过遥控装置对成品斗操作进行举升，再通过辅助吊吊起布料管对轨道板进行灌浆。3.1、CA砂浆车主要技术参数表（见表3）表3 CA砂浆车主要技术参数表序号项目参数备注1装机容量90kW2发电机参数380V5%, 3/PE, 50Hz 90KVA3外形尺寸13395300040004最大搅拌容量700L一次生产循环5一次生产总耗时/700L270s计量+搅拌+排放6干粉计量误差2%7水计量误差1%采用流量计8沥青计量误差1%采用流量计9减水剂计量误差1%
10、采用流量计10消泡剂计量误差10g采用流量计11车架左右自动调平范围612车架左右自动调平精度0.513生产数据条目温度、时间、各物料目标值、实际计量值 、灌板编号等14整车自重（不含牵引车头）30.1t图3 CA砂浆车结构示意图1. 辅助吊布料机构 2. 搅拌主机 3. 顶盖 4. 干粉称量装置 5. 二级螺旋输送机 6. 一级螺旋输送机 7. 干粉储料仓 8. 液压系统 9. 成品斗及举升装置 10. 外加剂计量系统 11. 机架 12. 高压清洗系统 13. 乳化沥青计量系统 14. 挂车底盘 15. 除尘系统 16. 调平装置 17. 气动系统 18. 空调 19. 发电机组 20.
11、爬梯 21. 牵引车头3.2、CA砂浆车采用立轴行星式搅拌机，并配备大功率变频电机，实现了工作转速的无级可调，使搅拌机的工作转速更为合理。其特点是回转轴竖立在圆槽形搅拌缸体中，回转轴轴上装有几组不同布局位置的搅拌叶片，并有一自转的行星搅拌机构，通过机械式强制回转，在较短时间内使砂浆达到匀质性能，并能有效避免湍流和气泡的产生。搅拌机顶部设置有高压旋转接头，高压清洗系统通过该接头向搅拌机提供高压水。搅拌主机清洗系统采用环路多喷头设计，每一个喷水孔的大小与距离均经严格计算并设计合适的压力，高压水能全面均匀地喷至骨料，有效减少搅拌机内的干料粉尘，使搅拌机在短时间能将砂浆搅拌均匀，并能在施工作业完成后自
12、动清洗搅拌主机。 3.3、CA砂浆车干粉料称量装置由称量传感器、二级螺旋输送机、干粉称量斗、吊杆机构、软绳拉紧装置和球铰拉杆装置等部分组成。称量传感器称量粉称量斗中的干粉达到预设值时，发射电控信号，二级螺旋输送机停止工作。并将其所称量的结果在工业称重终端实时显示出来。3.4、CA砂浆车乳化沥青计量系统由沥青储料箱、沥青齿轮泵、流量计、管道和阀类元件组成。其中沥青储料箱的顶部及底部位置分别安装料位开关，用于检测储料箱中沥青的料位；储料箱的底部还安装了温度传感器，用于实时监控沥青的温度。乳化沥青计量开始时，沥青齿轮泵得到信号后启动，将沥青从储料箱中抽出来并使其流经流量计。当流量计检测到流经的沥青达
13、到设定的容量时，沥青泵停止工作，完成计量。3.5、CA砂浆车的调平装置包括油缸、铰接装置、角度传感器、液压系统及控制系统等（见图4）。在底盘挂车的左右两侧，各设置有两组油缸（各两个油缸）及铰接装置，砂浆车上装部分通过油缸以及铰接装置和底盘挂车相联。在上装的底部位置安装了一个倾角传感器，用来监测上装的平衡度。调平系统通过电液比例阀对调平油缸进行驱动，以得到一个合适的速度，使调平过程平稳。图4 砂浆车调平装置工作示意图1. 上装 2. 左铰点 3. 左侧油缸 4. 底盘 5. 右侧油缸 6. 右铰点3.6、CA砂浆车电气控制系统由上位机、下位机、信号采集器件、执行器件、称重终端仪表等部分组成。上位
14、机采用工控机带触摸屏，其监控功能是通过与可编程序控制器、称重终端仪表以及变频器的通讯来实现的。上位机收到来自下位机采集到的各种现场实时数据后，以动画直观的形式在界面上显示出来，使操作人员能够随时了解和掌握生产进程信息。操作人员通过界面上所设置的各种按钮发出控制指令，可以实现对生产进程的干预和控制。下位机采用性能可靠、运行稳定的可编程控制器，主要用来完成对各种现场信号的采集以及对现场设备进行逻辑控制任务。下位机采集到来自上位机、控制按钮、传感器、仪表等设备的现场信号后，再根据其内部已写入的控制程序，控制各种执行器件完成规定的生产动作，完成砂浆车的调平、生产、清洗等过程。下位机是控制砂浆车运行的核
15、心，抗干扰能力和稳定性大大高于工控机等其它控制方式，当上位机出现故障时下位机仍可以控制砂浆车的正常运行，保证砂浆车的高可靠运行。砂浆车电气控制系统的原理（见图5）。操作人员通过人机界面（见图6）输入配方和生产量数据，按“启动运行”后计算机就自动计算每个循环各种物料的配料值，并传送给PLC，由PLC自动控制各种物料的进料、投料、卸料等动作。图5 控制原理图图6 人机界面图三、结束语京沪五标七工区铺板施工从2010年7月10至2010年10月8日结束。 汽车起重机吊装轨道板平均工效16-20块（单台.班）；铺板门吊粗铺板平均工效16-20块/（单台.班）；CA砂浆车灌浆平均工效18-27块/（台.班）。现场施工情况千变万化，合理安排施工组织，及时调整施工设备，使其发挥更大的工作效率。我公司京沪高铁施工中CRTS型无碴道轨道板运、铺及灌浆等关键设备在施工起到至关重要的作用。发稿日期2011年元月28日作者简
