王虎强
(酒钢集团宏兴股份公司运输部,甘肃 嘉峪关 735100)
酒钢冶金厂区内现有铁路平交道口152 处,总长度2300 多米,每年有增设或迁改道口,道口数量也在逐渐增加。厂内的主要道口,行人、车辆通行频繁,职工对通过道口的平稳性、舒适感以及道口的美观性都提出新的要求。
运输部逐年对行人、车流量大的重要道口进行检修,同时在道口与道路衔接处重新压油,但是不易保持,最长不超过3 年又需要重新更换道口板和压油。主要原因是厂区内大部分道口铺面都采用的是橡胶道口板铺设,优点是施工简便、快捷,刚铺设完后外观整齐,但道口板和线路是分离的两部分,不是一个整体,长期的碾压冲击就会出现变形、翘起、压溃,造成车辆、行人通过时颠簸不平。主要表现为以下几个方面:
1)厂区道口通过的重型车辆较多,车辆往往通过道口时需要减速制动,车轮对钢轨、道口铺面会产生冲击和摩擦。车轮频繁撞击钢轨,累积到一定时间会使轨距超限,需要将道口板掀开调整轨距等检修,再次覆盖道口板,反复的打开、覆盖使道口板之间的严密性、整齐度均降低,外侧铺面板与路面出现离缝,渣土慢慢进入,道口铺面板逐渐出现不平,产生错台。
2)重型汽车长时间碾压会使与道路衔接的端板翘起,道心内的大板变形翘起,渣土会从翘起部位的缝隙和板与板之间的缝隙进入,进入道口板下方的渣土将道口板顶起,出现高低不平。雨水进入后,还会出现翻浆冒泥。
3)车辆通过道口减速制动时车轮对沥青路面产生冲击和摩擦,导致道口处的沥青路面鼓包、沉降、变形。
针对以上问题施工方采取了诸多的措施,主要有:道口端板两侧使用混凝土过渡块,增强稳定性,消除重型车辆冲击路面而鼓包变形;道口端板与路面衔接处装钉废胶皮。但是外侧端板是单独的小块仍然会被碾压翘起,铺设的胶皮具有一定的厚度,在车辆通过时还是感觉颠簸。
2018 年公司进行厂区环境治理,运输部将厂内重点道口纳入整治范围,引进了整体缓冲式弹性道口板。对9#公路道口进行整体道口更换施工,施工后道口平顺,通行舒适,外形美观。
整体式弹性缓冲道口板的主要结构是:用混凝土整体底板代替轨枕,底板宽度3m(普枕长2.5m),厚度284mm,每块底板的长度在2.5~3m 之间,重量5t 左右,因为体积大、重量大,稳定性非常好。
施工时按照生产预制时编好的顺序拼接而成,再进行钢轨的铺设连接,最后铺设定制的橡胶道口板,道心内为一整块直接铺与底板之上(普通橡胶道口板为分开的两块),两侧各两块端板,端板与防冲击竖壁紧密结合,重车通过时不会出现端板被压翘起的现象,渣土也无法进入到道口板下方。
普通橡胶道口板在汽车通过时荷载传递至道口板,道口板再将分布荷载传至轨枕(橡胶道口板卡在轨枕之上),同时又有雨水和渣土,长期作用之下,轨枕被磨损啃噬,档肩失效,轨枕螺栓被腐蚀锈死,在道口检修时常常会出现这种情况。整体道口板是将荷载传至道口板后均匀的分散在混凝土底板之上,避免了集中荷载的破坏。
综上所述整体道口板的特点是:稳定性强;车辆通过时平顺度高、结构耐久性强、外形美观、显著减少道口的检修工作。
缺点:在既有线上施工需要连续几天封闭铁路,对铁路生产运输影响较大。价格昂贵,施工难度大。
鉴于上述两种道口的优缺点,探索设计一种既有整体缓冲式弹性道口板的优点,又价格低廉、施工简便的道口,用于酒钢厂区日后的新建道口或者能停产一月时间既有道口的检修。设计图如图1,2所示,具体施工步骤如下:
图1 道口横断面图
图2 内部布设图
1)在道口设计位置场平后先使用C15 混凝土进行垫层施工,垫层厚度100mm,宽度大于等于4m,再进行底板浇筑施工,底板厚度150mm,宽度4m(Ⅲ型枕长2.6m,两侧各留0.7m 的过渡段),长度与道口设计宽度一致。在底板的顶面预埋两排宽度300mm,厚8mm 钢板,便于上层钢筋网的焊接使之成为一个整体。
2)连接轨排,采用Ⅲ型枕,50kg/m 钢轨,拨正曲线,调整轨距水平至设计位置,安装轨距杆,轨面标高比设计高5~10mm 作为沉降预留量。
3)在轨枕头外与轨枕空之间绑扎钢筋网(主筋为Φ16HRB,箍筋为Φ10HPB),钢筋网与底板上预埋的钢板、焊接牢固,使底板、钢筋网与轨排连接为一个整体。
4)支设模板,每隔3m 设置内置伸缩缝,检查钢筋绑扎合理,线路几何尺寸合格,扣件及钢轨做防腐处理后浇筑混凝土,轮缘槽内侧使用50×4 的等边角钢做护边预埋入混凝土,钢轨外侧混凝土直接浇筑,混凝土面低于轨面15mm,放置轮缘踏面碾压破坏。在浇筑前,钢轨上涂油,当钢轨出现热胀冷缩时相当于脱模,有少许自由的伸缩量,不至于将浇筑在钢轨上的混凝土拉裂。
这样便形成一个钢轨及轨枕全部被埋入混凝土的整体道口,横截面为:厚度为552mm(垫层150mm+轨枕高240mm+大胶垫10mm+钢轨高152mm),宽度4m(轨枕2.6m,两侧各0.7m)。整体缓冲式弹性道口板的横截面尺寸为:厚474mm,宽度3m。现场浇筑的整体道口宽度比整体缓冲式弹性道口板多1m,厚度多0.78m,更宽、更厚的体积使得整体道口具有超强的稳定性。
现浇整体道口每米费用计算如下:
C30 钢筋混凝土每米施工及材料费:4m×0.552m×1m×98%(减去轮缘槽的2%)×1500 元/m3=3245 元。
每米线路材料及施工费用:2500 元。
机械及其他费用:1500 元。
合计现浇混凝土道口的造价:7245 元/m。
整体缓冲式弹性道口板材料及施工费用14000元/m。现浇混凝土道口造价比采购的整体缓冲式弹性道口板节省基本一半的费用,具有整体式缓冲式弹性道口板的所有功能,甚至更加稳定。使用寿命与整体式缓冲式弹性道口板一样可达到10 至15年,维修量少甚至免维修(线路换轨大修周期为通过量4.5 亿t,厂内年通过量最多的为北环线的道口,按年运量2000 万t 计算,应该是22 年,道口处钢轨损耗比普通线路严重,也可达到15 年)。普通的橡胶道口每米造价在6000 元左右,而且每三年就得进行大修,10 年内需要大修3 次,加上道路压油及其他,费用在每米20000 元以上,而现浇整体道口每米7245 元就可实现。相比之下使用现浇整体道口要经济实用得多。
现浇整体道口在使用过程中出现混凝土破坏掉块时可进行修补,直至无法使用且因生产需求无法停产再重新浇筑时,可在短期内将整体道口拆除再铺设线路和橡胶道口板。
机车检修厂房门口的道口就是按照此种方法进行的施工,因道口通行的汽车很少、工期紧张,没有设置底板和钢筋网片,全部使用素混凝土浇筑,外观平整、过渡平顺,效果良好。
综上所述,酒钢厂区新建道口和停产一月的既有道口的更换很适合这类现浇整体道口。