IIIC型预埋套管式轨枕吊装及堆码存储技术分析

刘树公

IIIC型预埋套管式轨枕主要运用在我国高速铁路建设中配合500米长钢轨条形成无缝线路，是我国高速铁路及城际铁路的主要组成构件。依据我国铁路1667根轨枕/公里的建设标准，在300公里及以上铁路建设项目中，轨枕消耗即达到50万根以上，装卸及存储量极大受IIIC型预埋套管式轨枕本身结构约束，该类型轨枕存在堆码难度高、吊装效率低、易倾斜、易坍塌等安全隐患。经研究分析，通过规划存储场地、规范存储标准、改进吊装工艺，可极大提高轨枕存储量、提升吊装效率、减少倾斜坍塌安全隐患。

一、IIIC型预埋套管式轨枕及存储概述

1.IIIC型预埋套管式轨枕结构特点

IIIC型预埋套管式轨枕外形尺寸总长2600mm，宽320mm，高360mm，自重390kg。轨枕上表面有预埋螺栓套沉管，沉管深入轨枕内部、套管材质玻纤增强聚酰胺66的强度150。除此外，本身表面光滑无明显突出吊点。

2.轨枕存储现场堆码要求

在铁路建设铺轨项目中，无论采用单枕连续铺设法铺设还是采用换铺法等铺轨工艺，进行铺设前都必须进行大量的轨枕储备，以满足后续工作面完全展开后轨枕供给连续不断。同时，为了确保轨枕供给，还要尽量压缩装卸流程提高轨枕存储作业吞吐效率。因此，轨枕存储及堆码的目标就是在有限的场地里实现轨枕存储量最大化、轨枕装卸最快化。

随着铁路标准化建设的推进，轨枕堆码及存储过程中除外表整齐美观外还必须保证轨枕堆码区域及周边人及物的安全可靠、不宜坍塌。

二、IIIC型预埋套管式轨枕堆码及存储中出现的问题

1.轨枕堆码倾斜、坍塌现象频繁

出现轨枕堆码倾斜、坍塌现象的主要原因有：管理单位在建设轨枕存放基地时，对场地轨枕存放基础未进行硬化或夯实；在多雨潮湿环境建设基地时未合理规划排水设施、轨枕基础地面被长时间浸泡，导致地面基础坍塌下沉；轨枕存放基础衬垫物品选配不当、材质差、接触面积小等致使衬垫物品被压坏，轨枕倾斜；轨枕堆码过程中，层与层之间堆码不整齐、左右间隙太大、轨枕上下高低不平造成轨枕歪斜；吊装过程中，操作人员操作不当外力碰撞致使轨枕坍塌倾斜。

2.轨枕装卸速度慢、堆码质量差、效率低

受轨枕自身结构及各单位工艺工装不同影响，各单位堆码质量参差不齐、极易坍塌，主要体现在：IIIC型轨枕自身表面没有吊点，采用钢丝绳或吊带吊装轨枕底部堆码的钢丝绳自轨枕两端摘取，两端所需空间大、钢丝绳易断裂安全隐患大、必须预留钢丝绳摘取位空、空间浪费大、堆码不整齐；采用特制张合夹钳自轨枕两端对轨枕进行夹取的，必须准备预拼装台位，提前把轨枕按一定组合平整，再进行夹取，作业程序多、效率低下、堆码间隙大；采用预拧螺栓进入预埋套管后利用螺栓吊装的，需在每个轨枕上提前作业、作业量大、流程多、效率低。

3.轨枕存储数量低

受轨枕装卸过程中吊索必须自轨枕两侧及两端进行摘取，必须预留摘取空间，轨枕存储位前后及两侧空隙大，浪费存储空间，存储数量较低（见图1）。

图1 储存间隙大、数量少、轨枕歪斜、为达到储存量超高存储（24层）

三、改进技术及措施分析

1.合理利用场地确定堆码场地

提高轨枕存储量的基本条件是场地，在场地有限的情况下必须对轨枕堆码区域进行合理规划才能在同样的面积里实现存储量最大化。

根据轨枕实际尺寸，在不考虑装卸困难的情况下，减少轨枕两端及两侧的间距，可实现存储场地最大化。因此，减少轨枕两端及两侧堆码间距，提高轨枕堆码列数是提高轨枕堆码数量的关键因素。

根据轨枕底面尺寸计算及分析，在轨枕两侧横向互相密贴、两端纵向保留0.3～0.5m间隙可实现最大存储量并确保安全。

2.夯实基础确保堆码高度

在单位面积堆码数量确定的情况下，提升堆码数量的办法还有提升堆码高度。在提升堆码高度的过程中，首先必须夯实基础、在建设存储场地以前通过填充及碾压对轨枕存放区进行夯实，同时根据需要进行硬化及建立输排水工程。

对轨枕基础及接触面进行压力计算、采用材质坚硬、耐压的物质作为轨枕衬垫，以防止轨枕基础坍塌。同时，在基础夯实的情况下不能超过IIIC轨枕的承受极限（最高堆码高度12～15层），否则，将对轨枕质量产生影响。

3.采用可靠手段防止枕木倾斜

防止轨枕倾斜的主要方式在于堆码的过程及衬垫材料的选择，在堆码的过程中采用合适的吊具及熟练的操作手实现轨枕整齐有序的堆放；在衬垫材料的选择过程中选择规格一致、耐压的木条用来衬垫，确保每一层都整齐堆码。

4.设计新设备提高堆码效率

在轨枕堆码的过程中，通过提高挂钩、摘钩速度，减少堆码过程中的对位情况，一次性吊装到位并堆码整齐，是提高堆码效率的最佳方案。在此基础上，设计研发预埋套管式轨枕吊装装置，可完全实现堆码整齐、高效、储存量大的目标。

该装置从IIIC型预埋套管式枕木表面的预埋套管出发，设计与套管内螺纹相吻合的夹钳，通过装置连杆机构产生的剪切力使轨枕夹紧。可极大地提高轨枕吊装速度和减少作业人员，一次性吊取单层14～20根预埋套管式轨枕，并在预埋套管式轨枕下落时，利用吊具的柔性约束，通过操作人员稍微摆动，即可实现预埋套管式轨枕在高空吊取过程中左右对齐和高低对齐；减少预拼台位并满足长钢轨铺轨机的轨枕必须取齐的装载要求，确保施工安全，节约成本，提高经济效益（见图2）。

图2 研发吊装装置，吊装整齐、可靠

四、结语

随着我国铁路建设标准化、精细化管理要求，标准化工地建设日益重要。在各存储基地建设中，轨枕堆码不仅要整齐美观，更要安全可靠装卸效率高。通过设计研发IIIC型轨枕专用吊装装置可以极大地提升轨枕存储量、减少安全隐患，提升轨枕堆码存储量及效益（见图3），同年，该装置已申请并获得国家实用新型及发明专利。

图3 采用新工艺堆码的轨枕整齐美观、储存间隙小、存储量大