【摘 要】进入新世纪,我国经济进一步发展,城市化进程不断向前推进,城市人口剧增,低运量的交通工具早已不能满足人们出行的需要,城市轨道交通系统逐渐引起人们的重视。本文首先概述了轨道交通的特点,探讨了城市轨道交通工程施工方法和施工工艺。
【关键词】城市轨道交通;特点;施工方法;施工工艺
一、前言
我国国民经济的快速发展大力推动了城市化进程,城市人口逐渐增多,城市轨道交通事业得以蓬勃开展,轨道交通日益受到人们的关注。由于城市轨道交通工程在施工时面临着周边环境复杂,各种建构筑物、地下管线多,且对施工变形控制要求高;工程地质与水文地质复杂,不确定因素多;结构形式较多,施工方法交叉变换多,施工难度大等诸多问题,因此我们必须要重视其施工方法和施工工艺的研究。
二、城市轨道交通的特点
1.轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”,是解决“城市病”的一把金钥匙,对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。
2.轨道交通安全性较高
轨道交通运行在自己专用的轨道上,与其他交通工具没有交叉点,不受其他交通工具的干扰,依靠先进的通讯、信号系统运作,较少发生事故。
3.轨道交通运输能力较大
轨道交通由于高密度运转,列车行车时间间隔短,行车速度高,列车编组辆数多而具有较大的运输能力。单向高峰每小时的运输能力最大可达到6万~8万人次(市郊铁道);地铁达到3万~6万人次,甚至达到8万人次;轻轨1万~3万人次,城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。据文献统计,地下铁道每公里线路年客运量可达100万人次以上,最高达到1200万人次,如莫斯科地铁、东京地铁、北京地铁等。城市轨道交通能在短时间内输送较大的客流,据统计,地铁在早高峰时1h能通过全日客流的17%~20%,3h能通过全日客流的31%。
4.轨道交通快捷性好
与常规公共交通相比,城市轨道交通由于运行在专用行车道上,不受其他交通工具干扰,车辆可以保持较高的运行速度,有较高的启、制动加速度,列车停站时间短,上下车迅速方便,而且换乘方便,从而可以使乘客较快地到达目的地,缩短了出行时间。
5.轨道交通舒适性较高
与常规公共交通相比,城市轨道交通的车辆具有较高的运行稳定性,车辆、车站等均安装有空调、通风等设施,车站导向明确,自动售票机、自助终端等设备为乘客提供便利,因而具有较好的候车环境和乘车条件,其舒适性优于公共汽车、出租车。
6.轨道交通具有较高的准点性
轨道交通由于在专用行车道上运行,不受其他交通工具干扰,不产生线路堵塞现象并且不受气候影响,是全天候的交通工具,列车能按运行***的时刻表运行,在列车准点方面较有保障。
三、城市交通轨道的施工方法及施工工艺
现阶段全世界城市轨道交通线路的轨道结构型式一般采用短轨枕式整体道床结构。通常来讲,短轨枕式整体道床结构主要有以下几种施工方法和施工工艺:
1.分段换轨法
我国很多城市轨道交通既有无缝线路进行改造时,多采用分段换轨法。分段换轨法的主要作业程序是,先将250m或500m长钢轨运至铺设地段,摆放于线路两侧,焊成单元轨节,一台收轨机将拆除的短轨收放于轨枕中间,另一台收轨机将摆放于线路两侧的长单元轨节收到承轨槽内,调整轨距安装扣件,将拆除的旧钢轨回收装运。
分段换轨法比较适用于既有线的改造施工,若新建线路采用此方法进行施工,不仅会降低施工效率,还会浪费大量的短轨。
2.轨排铺设法
长钢轨铺设法就是在车站或区间轨道等铺轨基地上,预先将钢轨和轨枕组装成一定长度的长轨排,然后用轨排运输车运至铺设工地预先设置好的铺助导轨上,用轨排运输车上的一排门式起重机,将长轨排铺设于铺助导轨位置,并及时调整轨道的几何尺寸,然后立模浇筑混凝土支墩和整体道床混凝土,最后用牵引装置牵引铺助导轨向前移一单元,并焊接连接结构,同时轨排运输车返回组装地,如此循环,进行下一轨排的铺设,直至施工到设计里程。
钢轨铺设法采用基地组装轨排,工厂化生产,技术可靠,易于管理,而且施工过程中不会对线路钢轨造成污染和损伤,但铺轨效率不太高,德国IEC铺轨作业基本采用此方法,平均作业效率为750m/d,另外此种方法长期占用区间,对于客运专线来说其站间距长,工期紧,一个区间内要进行铺轨、焊轨、补碴、整道、线路锁定等多工种作业,所以不很适用,故不经常采用。
3.单根轨枕综合铺设法
单根轨枕综合铺设法的主要作业程序是:首先将轨枕、厂焊长钢轨装至枕轨双层运输车上,上层装轨枕,底部装长钢轨;然后机车推送枕轨运输车至铺轨现场与铺轨机组连挂;最后钢轨抽拉装置抽拉长钢轨到铺轨机前端,由钢轨引导车引导,铺轨机前端的钢轨连续放送装置向前放送长钢轨并预铺至线路两侧。钢轨预铺的过程中,每隔15m距离布设低滚道承担长钢轨以减小阻力和曲线上固定钢轨。钢轨收轨铺设时,钢轨引导车的引导轮将钢轨定位到收轨控制的第一个收轨位置,布枕机按要求布设轨枕,同时收轨器将线路两则的长钢轨收至承轨槽内,后续人员补上扣件。如此循环,将枕轨运输车的所有轨料铺设完毕,枕轨运输车与铺轨机组分离,由机车牵引返回基地装料,然后进行下一单元的铺设。
单根轨枕综合铺设法平均铺轨效率可达到1.5km/d,高峰时可达到2.0~2.5km/d,不必设置轨排组装基地,省却了吊卸轨排的门吊等设备,还节省了大量的临时短轨、辅助导轨等材料,且此方法运输轨料及空车返回时占用区间的时间较短,对后续的工序如工地铝热焊、补碴整道、线路锁定等影响较小,比较适合于新线铺轨工程量大、工期紧等施工。秦沈客运专线采用此方法,取得很好效果。
4.推轨铺设法
推轨铺设法是一种辅助施工方法,对于有碴、无碴轨道由于交通条件不同,其施工方案也不相同。一般来说对于长大隧道内的整体道床以及无碴轨道来说,由于轨枕块与道床已浇筑在一起,铺设长轨时可采取长轨运输车运输长轨条,利用推轨车将长钢轨一次推人承轨台落槽后上紧扣件,推轨车和运轨车立即在其上行走通过,实现连续作业。对于有碴轨道,当沿线交通条件较好,单根轨枕运输方便时,也可以先人工布放单枕,然后采取推轨法铺设长钢轨。
推轨铺设法相当于单枕综合铺设法中的一个铺轨工序,但机具略作改造,十分简单,铺设速度较快,避免了换轨法铺设长钢轨需要二次铺轨的缺点,也避免了单枕综合铺轨法需要昂贵大型专业机械的缺点,是一种常用的长钢轨铺设方法。
此外,钢轨连接头的焊接质量对整个交通轨道的施工质量影响重大,因此在对城市交通轨道施工方法的选择时,还要选择适当的焊接工艺和焊接参数。一般来说焊接工艺和参数的选择必须要根据不同类型的接触焊机,按照工程中所使用的钢轨材质和采用的闪光焊接方式,并结合焊轨现场的具体施工条件,经过反复的试验再予以选择和确定。
上述四种施工方法的不同之处主要在于,整体道床施工时采用的钢轨不同。轨排铺设法和分段换轨法均采用工厂厂焊长轨条,而对于城市交通轨道工程来说,由于施工场地所限,单独设置铺轨基地和焊轨厂十分困难,因此多是采用外地厂焊长轨,然后借助长轨运输列车运至施工现场。而单根轨枕综合铺设法直接采用待焊钢轨进行铺设,因此钢轨的焊接质量是影响单根轨枕综合铺设法的关键,但是目前由于焊接工艺的发展和改进,钢轨的焊接质量已经完全能够满足城市交通轨道的安全、舒适度等要求,因此单根轨枕综合铺设法逐渐成为一种比较理想的城市交通轨道施工方法。
四、结语
可以预见的是,在我国城市化进程中,城市轨道交通将会扮演重要的角色。因此,在进行城市轨道交通建设中,要充分研究论证,统筹规划、精心设计、合理引进,科学操作,与国内城市具体情况相结合,推动城市轨道交通快速、健康发展。
参考文献:
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