新建无缝线路的大型养路机械整道施工技术

新建无缝线路的大型养路机械整道施工技术 摘要： 为了降低了职工的劳动量，有效提高线路施工质量，保证作业后的线路容许行车速度可达80 k m / h以上，为前方铺轨施工、材料运输提供快速安全保障，加快前方施工进度，取得良好的社会及经济效益。在沙特南北铁路CTW200标上碴整道就要采用现代化大型养路机械 (简称MDZ)设备机械化整道机组

关键词：沙特南北铁路 养路机械 施工技术

一、工程概况 沙特南北铁路是海湾地区铁路网的重要组成部分，是沙特阿拉伯王国的一条新建铁路大通道，起点是沙特东部的世界著名港口—达曼，终点是西北部焦夫。线路全长1500 km, CTW200标段总长459.4km, 是其中一部分，铺轨总里程510km,有砟道床(底砟厚30cm),无缝线路,设计时速160km/h。500m长钢轨在焊轨基地采用60kg/m 25米标准轨焊接而成,铺轨作业采用国产CPG500型长轨条铺轨机组单枕连续铺设。上碴整道采用大型养路机械 (简称MDZ)及相关的设备编组成机械化整道机组 ,采用行之有效的办法进行机械化整道施工作业 ,使线路状态达到设计要求 ,取得了较好的效果。

二、施工程序 上碴整道采用MDZ机组（SPZ－200型配碴整形车、08－32型起拨道捣固机、WD320型动力稳定车）联合进行施工，紧随轨道铺设进行，施工程序为：枕底道碴铺设→铺设单元轨节→焊成长轨→匀枕、方正轨枕，上好扣件后→K13车补碴→起拨道抄平捣固→补碴配碴、动力稳定→标高测量→再起拨道抄平捣固、上碴整道、动力稳定→道床断面整形。

三、机械化整道机组（MDZ）构造性能 机械化整道机组（MDZ）由以下机械组成： ——起拨道抄平捣固车， 08-32型； ——配碴整形车， SPZ系列； ——轨道动力稳定车， WD320型。 1、08-32型捣固车构造性能 08-32捣固车主机是由两轴转向架、专用车体和前、后司机室、捣固装置、枕端夯实

装置、起拨道装置、检测装置、液压系统、电器系统、气动系统、动力及动力传动系统、

制动系统、操纵装置等组成。附属设备有材料车、激光准直设备、线路测量设备等，详见图1。

表108-32捣固车作业条件 08-32捣固车作业受各种条件的限制，其作业条件见表1，主要结构参数见表2，主要技术参数见表3，双枕捣固装置主要技术参数见表4。

2、WD320型动力稳定车的构造性能 稳定车的主要结构由动力与走行传动系统、稳定装置、主动与从动转向架、车架与顶棚、前后司机室、空调与采暖装置、单弦与双弦测量系统、液压系统、电气系统、制动系统、气动系统和车钩缓冲装置等十二部分组成，如图2所示。WD320型动力稳定车主要技术性能见表5，稳定装置的主要技术性参数为：a、振动频率0～45HZ；b、总激振力0～320KN；c、垂直静压力0～2×120KN；d、质量3500Kg。

稳定车由一台液压马达同时驱动两套稳定装置的两个激振器，使激振器和轨排产生剧烈的同步水平振动。轨道在水平震动力的作用下，道碴重新排列密实。与此同时，稳定装置的垂直油缸分别给予两侧钢轨施加向下的压力，使轨排均匀下沉，并达到预期的下沉量。

表5WD320型动力稳定车主要技术性能 3、SPZ-200型配碴车的构造性能 SPZ-200型双向道床配碴整形车是新建、大修、“开天窗”维修机械化作业中不可缺少的配套机械之一。主要功能是：

（1）据捣固作业的要求将卸在道路两侧的道碴，通过侧犁分配到钢轨的外侧；

（2）侧犁可将道床边坡上的多余道碴按需要作近距离搬移； （3）通过侧犁和中犁的配合使用，可将道碴按需要搬移。如：道碴从线路的左侧运移到线路的右侧，从线路的右侧运移到线路的左侧；

（4）中犁将线路中心的道碴移到线路的两侧或向前推移； （5）中犁将轨枕端部的道碴送到钢轨内侧； （6）后部的滚刷和横向运输皮带装置，可以将残留在轨枕面和扣件上的道碴收集并提升送到皮带上；再通过改变皮带的运输方向，将道碴送到线路的左右边坡上；

（7）调整侧犁的转角，可以按工务维修规则的要求，使道床断面成型。SPZ-200双向配碴整形车结构见图3，技术参数见表6。

三、适应范围 1、工法适用于轨距为1435mm的新建无缝线路； 2、道岔区，宽枕线路、整体道床线路和无碴桥面线路不能用本工法进行整道；

3、只能完成整道作业中的配碴、起道、拨道和对道床的捣固、稳定、断面成型，不能落道。 四、工艺原理 本工法使用的是机械化养路机组（MDZ），由08-32捣固车、WD320稳定车、SPZ200配碴车组成。能完成整道作业中的配碴、起道、拨道、抄平和对道床的捣固、稳定、整形。其原理主要是配碴、起道、拨道、抄平、捣固、稳定、整形的原理。以下分别介绍各车的作业原理。

1、08-32捣固车作业原理 08-32捣固车通过对各物理量（高低、水平、正矢等）的检测，转换为电信号放大后由控制执行机构控制作业，由控制执行机构的动作使原测量的物理量发生变化，直到达到预定的数值，电信号消失，作业停止。

（1）比例抄平和起道系统：用于测量和修正轨道几何形状。横向抄平系统是控制轨道横向水平；纵向抄平是控制轨道纵向水平。

①线路断面测量 每股轨上用三点F、M、R测量轨道(见图4)；每股轨F，R上方张紧钢铉，两铉相互独立作为纵向水平测量参考；M测量点处的测量传感器控制臂与抄平铉相连传递出与M 点水平值成比例的电信号，自动控制液压起道系统。

②横向水平 测点M、F处的横向水平用精密电子摆测量，并将横向水平值转化成标准测量电压，采用模拟电路使该电压与测量点位置相符合并与规定的理论横向水平相比较。

③起道 由模拟量产生所有输入指令和测量信号的总电压(包括起道理论给定、起道减少量、起道补偿、抄平传感器。其中竖曲线地段的起道减少量和曲线线路的超高设置由GVA程序控制。)

该电压与M处的起道量一致。用起道工序的信号将抄平模拟电路总电压通过功率放大器输入到液压伺服系统，起道作业时，中间抄平测量杆的高度传感器产生反向电压，若该值相当与总的输入电压并相等就停止起道。起道油缸供油量可自动地与起道量成比例的进行控制。起道、抄平原理图(左起道、抄平原理相同)如图5。 （2）拨道原理 捣固车的拨道系统是一个半闭环控制系统。把理论要求输入GVA（直线段可不用），输入前端偏移量FD（直线段可用激光准直系统自动输入），打开自动循环开关，系统就能自动完成线路的拨道。采用单弦测量轨道正矢方法通过电路自动控制液压系统使轨道正矢误差减少或消失。拨道可采用三点法或四点法。

三点法：在单弦两固定点B、D之间C点正矢与理论正矢（线路要求）相比较进行拨道。适用于：

据定点、定半径或相应正矢进行； 直线激光拨道。 四点法：在单弦两张紧A、D之间测B、C正矢，并据一定的比例进行比较，用其差值拨道。误差减少大大改善轨道状况。直线、圆曲线测量与拨道全自动进行，缓和曲线通过GVA（轨道几何形状）微处理机自动给

定修正值，也可查表手工输入。适用于： 据轨道线路正矢曲线进行； 轨道变形大； 给定定点或给定轨道线路的修正时。 拨道系统由与其配合作业的模拟电路控制。输入信号（包括测量值H2、拨道测量值H1、轨道几何形状适应值）。送入模拟计算的复合线路中模拟计算的总电压通过功率放大器送入拨道伺服系统，该系统由拨道操作起始信号触发。拨道作业期间，拨道传感器发生一个后退信号，如这个值达到总输入电压，就立即切断拨道作业。拨道油缸压力完全是按比例控制。

长直线可采用激光自动准直拨道。 图6为拨道系统图，拨道系统原理如图7。 （3）捣固原理 据钢轨及轨枕类型，确定适当的捣固深度，在捣固电路的控制下，液压系统使捣固装置偏心振动轴高速旋转使所有镐头在道床中产生同等的压力，各自独立的工作，一旦有一对镐头达到预定的压力值时，便会自动停下来。其余镐头继续工作，直到达到预定压力为止。

捣固原理框图如图8：

2、动力稳定车作业原理 激振器使轨排产生水平振动的同时，再由稳定装置的垂直油缸对每条钢轨自动地施加必要的下压力，轨道在水平振动力和垂直下压力的共同作用下，道碴重新排列达到密实，并使轨道有控地均匀下沉。双弦测量系统与捣固车大致相同，捣固车前端预给的是起道量而稳定车预给的是下沉量。由双弦测量系统的输出信号和预给下沉量共同来控制垂直下压力以达到均匀下沉的目的。

3、配碴车作业原理 配碴车利用石碴的流动性，通过各犁板的不同组合可完成以下工作：

五、工艺流程 对新轨铺设后的道床的整道工作可分单元进行，以区段20km为一个单元工程，每个单元工程可分为两个阶段，初步达标阶段和精细整作阶段。由于初步达标以后进行精细整作要受应力放散和锁定焊的工期制约，初步达标整道和精细整道不能相继进行。

1、初步达标阶段 初步达标阶段采用分层铺设、分层捣固并加以动力稳定的综合作业法，其优点是：

（1）由于捣固机械的捣实效果是随道床深度的增加而降低，所以采用分层铺设捣固道碴可以有效的保证捣实效果，而且分层厚度应根据捣固头插入道床的深度以每层50mm～80mm为宜。 （2）通过每次的动力稳定作用，可使碎石道床的非均质性由不同的沉降表现出来，而所出现的非均质性则可通过下一层道碴的铺设、捣固和动力稳定得到消除（参见图14）。

作业程序： 枕底、枕间的铺设量主要取决于枕下道碴的铺设厚度。例如，当枕下碴层以15cm为基本厚度铺设时，则铺轨后的道床铺设至少要分三层铺碴、捣固和动力稳定，初步达标阶段整道施工作业程序如下：

（1）第一层配碴，并进行第一次捣固及满荷载进行动力稳定密实； （2）第二层配碴，进行第二次捣固，并满荷载进行动力稳定密实； （3）配剩余起道量的道碴，以剩余起道量进行捣固，并进行动力稳定。 初步达标阶段每层整道作业流程如图14所示。

2、精细整作阶段 由于起拨道量在10mm～30mm之间时，捣固机械起、拨道抄平效果发挥到最佳，所以精细整道的起拨道量应控制在此范围之内。

六、作业方法 1、枕底道碴铺设 枕底道碴采用自卸汽车拉运至路基上，平地机摊铺平整，光轮压路机碾压密实、平整，摊铺、碾压。道碴松铺厚度18cm左右，压实厚度约15cm，碾压从一侧开始至另一侧结束，并且前后两次碾压方向相反。

碾压时，第一遍采用低速＜2km/h、低频＜20Hz和低振幅＜1mm 的振动碾压进行稳压，以防止碴粒位置产生过大而引起侧向移动；以后几遍碾压参数选用碾压速度为3～4km/h、振动频率30～50Hz、振幅为1.5～2mm；碾压作业长度以碴料运输能力、碾压机械效率而定。

2、测量放线 中线定测直线地段每200-300m设一中心桩，曲线地段毎10m一个，并测设出曲线要素五大桩（直缓、缓圆、曲中、圆缓、缓直）。，将中线桩引入线路外路