长轨排法2.docx
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长轨排法2.docx
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长轨排法2
QC小组成果资料
整体道床
长轨排施工工艺开发
小组名称:
南京地铁QC小组
单位名称:
中铁三局华海公司
发表人:
梁宇欣
2004年3月南京
目录
前言
一、小组概况
二、选择课题
三、设定目标
四、可行性论证
五、方案的制定和实施
1.方案分析
2.方案细化
3.可行性验证
4.方案检验
5.确定主因
6.制定对策
7.对策实施
8.实施效果
六、确认效果
七、标准化及巩固措施
八、体会及下步打算
前言:
整体道床施工工艺简述
我国国内施工整体道床的方法主要有两大类:
换铺法与直接铺设法。
换铺法经历了由人工散铺法施工整体道床到短轨排法,其工作原理是一样的,先利用工具轨施工整体道床,再通过换铺长钢轨后进行联合接头焊接形成无缝线路。
整体道床一般设计在高架桥或隧道内,作业面相对狭小,不易使用大型机械。
人工散铺法铺轨效率低,劳动生产成本高,已经不再作为施工整体道床的主要手段;短轨排法使用小型机械,满足作业面要求,提高了劳动生产率,是现阶段的主要施工方法。
短轨排换铺法的施工过程可简述为:
1)建设焊轨基地,短钢轨采用基地接触焊焊接成长钢轨条;2)利用工具轨制作短轨排,使用用小型铺轨机械短进行轨排铺设;3)使用钢轨支撑架调整轨道状态,进行混凝土支墩固定;4)拆除钢轨支撑架,进行轨道精调,绑扎钢筋后进行整体道床混凝土浇筑;5)换铺长钢轨,用铝热焊或小型气压焊进行联合接头焊接;6)单元轨节内调节应力,进行无缝线路锁定。
直接铺设法是在短轨排换铺法的基础上转变形成的,它直接铺设短轨排,形成整体道床后不再换铺长轨而是利用可移动式焊轨台车现场焊接长轨。
直接铺设法减少了长轨换铺工序,不再使用工具轨,从而节省了工序费用与钢轨租赁费用,但焊轨车操作环境差,接头焊接质量比基地接触焊有所降低。
整体道床长轨排法施工工艺是由中铁三局集团上海华海工程有限公司提出的一种直接铺设整体道床无缝线路轨道的新工艺,其精髓是铺轨时直接形成无缝线路,适用范围是短支撑块式整体道床。
它施工过程是:
直接将短轨焊接成长轨后组装成长轨排,施工现场铺设长轨排时先进行联合接焊接再调整轨道状态,施工混凝土道床,最后锁定无缝线路。
长轨排法与换铺法相比有以下优点:
一是取消了工具轨,减少大量工具轨租赁费用;二是减少施工工序,节省机械台班与劳动力;三是一次性形成无缝线路,缩短了施工时间;四是机械化程度提高,提高效率,降低了施工成本。
其缺点是机械配置增多,资金一次性投入较大。
长轨排法相对于使用移动焊轨台车比较优点是:
提高接触焊焊头质量,铺设时直接形成无缝隙线路,并减少了扣件的二次拆装;铺轨时无钢轨接头,线路状态易保证。
整体道床长轨排施工工艺流程见下图:
一.小组概况
中铁三局华海公司南京地铁QC小组成立于2003年3月,小组情况如下:
课题名称
整体道床
长轨排施工工艺开发
注册号
2004-03
小组成员受教育情况(教学大纲要求)
小组名称
华海公司南京地铁QC小组
注册日期
2003年3月
活动日期
2003年3月~2004年3月
小组类别
创新
序号
组内
职务
姓名
性别
年龄
学历
职务
职称
1
组长
田振华
男
38
本科
项目经理
高级工程师
48小时
2
副组长
赵文君
男
41
专科
副经理
工程师
48小时
3
成员
张宏乾
男
32
本科
副经理
工程师
48小时
4
成员
延永琴
男
31
本科
总工程师
工程师
48小时
5
成员
梁宇欣
男
27
大专
技术主任
工程师
48小时
6
成员
仝亚峰
男
32
大专
机械工程师
工程师
48小时
7
成员
梁玉安
女
52
大专
质检主任
工程师
48小时
8
成员
白风云
男
51
大专
安全员
工程师
48小时
二.选择课题
1.选题理由
中铁三局集团在整体道床施工领域一直处于国内领先水平,注重推陈出新,提高在同行业内竞争能力。
整体道床施工的发展趋势是取消使用工具轨,减少材料租赁费用投入,以取得良好的经济效益。
适应形势发展要求的方法是改变原有的换铺模式,一次性铺设整体道床无缝线路。
2.方案比选
通过小组活动,我们对直接铺设整体道床施工工艺进行了调查研究。
整体道床一次性铺轨施工工艺有三种工艺方案可供选择,QC小组对三种不同工艺进行了比较。
工艺方案
焊轨台车短轨排法
长轨散铺法
长轨排法
工艺内容
铺设短轨排形成道床;移动式焊轨台车进行钢轨焊接长轨;单元轨节应力放散
基地接触焊长轨条;现场散铺,联合接头焊接;浇筑整体道床;单元轨节应力放散
基地接触焊长轨组装轨排;铺设长轨排,联合接头焊接;浇筑整体道床;单元轨节应力放散
可行性
可行
工艺简单,可行
解决长轨排运输与就位
难易度
难度较大
无施工技术难度
难度不大
工程投资
增加焊轨车购置费用,投资量大
人工作业,投资量最小
增加小型铺轨机械,投资量不大
作业环境
职业健康
产生污染量大;作业环境差,影响人员健康
污染较少,避免长时间地下环境作业
污染较小;影响人员健康程度小
作业效率
现场焊轨作业面单一,生产效率较低
作业面多,机械利用率低,生产效率低
施工机械化、生产效率高
产品质量
钢轨接头焊接质量较差
钢轨接头焊接质量好
钢轨接头焊接质量较好
3.确定课题
通过对三种工艺方案的比较可以发现:
长轨排法在质量控制上优势明显,且投资额较小,机械使用率高,将产生良好的经济效益。
由于长轨排法在国内目前尚无施工先例,因此如何使工艺切实可行成为小组研究的问题,我们南京地铁QC小组选定的课题是《整体道床长轨排施工工艺开发》。
三.设定目标
1.技术目标:
编制出一套切实可行的、比传统工艺更为科学、高效的整体道床施工新工艺,实现无缝线路的一次性铺设。
2.质量目标:
一次性验收合格率100%。
四.可行性论证
长轨排法施工的可行性要研究长轨排的运输与就位,通过小组活动,我们作了可行性论证。
(一)运输列车经过大坡道(33‰)时的动力牵引:
经严格计算和设计,选用10辆长12.5米、宽2.3米,自重8~10吨,额定载重量15~20吨的四轴平板车连挂,并配备铁路货车制动系统。
一个125米长的由短支撑块和扣配件组成的长轨排自重达65~75吨,10辆平板车总重达80吨,将150吨的货物运送到施工作业面,机车要求功率和轴重越大越好。
由于南京地铁所采用的桥梁和隧道限界都比国铁的小,所以要求其轴重不得超过14吨,故大铁路所用的各类机车就无法使用,只宜用功率比较小的轨道车。
根据计算得出轨道车的牵引特性曲线,选择功率在290~400马力,轴重25吨的轨道车较为合适。
选择这样的配置后基本上满足长轨排的运输技术要求。
(二)小半径曲线段的长轨排运输:
地铁轨道的走向随着地形的变化呈蛇形,曲线半径小(300~450米)、反向曲线多、线路坡道大。
在这样困难的运输状态下,运送125米的长轨排难度很大。
长轨排在长轨列车上的定位是长轨列车经过小曲线时枕木与钢轨相对位置不变的保证。
在充分考虑不利因素,经研究、计算和实验我们设计了如下方案:
位于中间位置的平板车上安装一对固定支撑架,其余平板车上安装可供左右股钢轨纵向运动的支撑架。
这样的设计效果是,当列车运载着长轨排进入曲线时,整个长轨排以轨排中部为固定不动点,左右股钢轨前后自由串动的状态,确保列车顺利通过曲线地段。
示意图如下:
125米长轨排在曲线上的运动变化如下表:
曲线半径(R)
内股钢轨变化
轨长中心点
外股钢轨变化
350m(考虑不利因素,按300m计算)
前侧向前窜动
不变
后侧向后窜动
后侧向后窜动
不变
前侧向前窜动
L外-L内
313.5mm
0
313.5mm
(三)铺轨龙门吊机组吊运长轨排时的同步运行:
长轨排就位是利用铺轨龙门吊机组来完成的,多台铺轨龙门吊要同步起吊和同步行走,是一个技术关键。
针对这个要求,我们在铺轨龙门吊的设计上引入了PLC芯片利用可编程控制器,实现多台龙门吊的同步联动,利用变频调速来实现龙门吊机组的调速。
五.方案制定和实施
为了确保目标的实现,小组召开了专题会议,通过充分的研究讨论,制定了长轨排法施工工艺的研究流程图:
1.方案分析
长轨排法与换铺法相比较,工序上进行了改革——取消了工具轨,减少了工序。
因南京地铁首次在国内采用整体道床长轨排法施工,所以没有可借鉴的经验。
联合接头的焊接是长轨排法施工的重点,如何与其它各工序间协调是长轨排法施工的关键。
长轨排法施工的突出优点是一次性铺设无缝线路,减少或不使用工具轨,进入施工现场全是无眼的125米的钢轨。
钢轨与钢轨的连接一般采用两种方法,一是采用临时夹板配制急救器来连接,二是用小型气压焊接。
若采用第二种方法,在后续线路锁定时仅需对局部锁定应力进行调整,它减少了一次扣件的拆除,有利于施工进度的加快和施工周期的缩短。
其工艺如下:
2.方案细化
小组根据现场情况制定了铺轨施工方案:
1)在南京小行基地建立接触焊焊轨基地,其占地面积12000m2,设焊机及变压器房、短钢轨存放区、长轨条存放区、轨料存放区、长轨排组装场、长轨排存放区,并铺没与施工线路连接临时轨道。
2)铺轨场地交接,进行基标测设,安装龙门走行轨。
3)长轨排吊装运输,轨排就位后进行联合接头气压焊。
4)道床钢筋绑扎,用调轨支架调整轨道状态,浇筑混凝土支墩。
5)拆除支架,再次调整轨道状态,经监理验收后浇筑道床。
6)单元轨节内应力放散,无缝线路锁定。
根据南京地铁铺轨施工方案,我们绘制了整体道长轨排法施工流程图。
整体道长轨排法施工流程图
3.可行性验证
南京地铁先期完成了焊轨场建设,将焊轨场临时轨道与地铁车辆段道岔连接,铺设了碎石道床,采用散铺长轨法施工了部分整体道床。
为了验证方案的可行性,项目部对进行了以下试验:
试验项目
轨道车运能验证
长轨排通过小半径曲线试验
铺轨龙门吊同步检验
试验方式
现场检验
现场检验
现场检验
方法
选择在坡度为21‰的新建地铁轨道上行驶长轨排列车
长轨排通过9#单开道岔与400m半径曲线
在已有线路上安装走行轨,8台龙门吊机组试运行
结果
证明运输状况安全可靠
长轨排未因受外力发生较大变形,轨排短轨枕尺寸符合规范要求
机组可变频调速、同步运行
根据试验结果,我们认为方案可行,因此确定了方案,随后进行现场方案检验。
4.方案检验
中铁三局集团南京地铁TA28标项目部于2003年7月25日进行了首次长轨排法铺轨。
整体道床长轨排法施工过程:
1)长轨排运输过程中,小半径曲线段轨排的两股钢轨可自行窜动,钢轨与短支撑块没有发生相对位置变化,轨排整体性未受破坏,效果较好;2)在轨排就位时,用时较长;3)联合接头气压焊焊接上因工序复杂需大量时间;4)轨排调整所用时间比短轨排法用时少。
从整个流程来说,联合接头气压焊在道床形成前进行,对于无缝线路的形成有利,故长轨排法施工质量水平要优胜于短轨排法。
长轨排法施工获得一次性成功,说明整体道床长轨排施工工艺是切实可行的。
针对现场出现的长轨排就位与接头气压焊焊接用时较长的具体情况,我们QC小组进行了活动。
当天晚上由小组组长项目经理田振华主持召开了专题研究,小组成员对各方面因素进行了全面的分析,绘制系统图如下:
5.确定主因
通过小组活动,我们对以上原因系统分析图的各项末端因素进行了分析,确认了主因。
序号
末端原因
调查确认
结论
1
首次操作经验不足
从现场调查来看,过半人员有此原因,虽进行了岗前培训,但熟练程度不够
主因
2
人员配制不够
可补充人员参与
非主因
3
首次运行选择低速
可选择调速
非主因
4
所设置龙门吊走行轨控制不严格
现场准备不足,对走行轨安置标准执行不严,运行中进行了修正,已制定专人负责
主因
5
龙门吊动力电缆卷盘安装不合理
已重新设计安置
非主因
6
龙门吊操作准确度不够
龙门吊没有发挥出预期效果,操作员与气压焊配合不熟
非主因
7
指挥不协调
初次施工现场参与人员多,责任不明,已改专人负责指挥,并配备了口哨、对讲机
非主因
8
气压焊焊接占时较长
现场进行联合接头焊接,此工作工序多要求严格,是客观原因,主要是作好准备工作以节省时间
非主因
9
气压焊对轨次数多
长轨排因自重大,对轨时不易操作,出现反复对轨,占用大量时间
主因
10
在场地上没有制定出特色措施
根据客观环境,设特制走行轨支架以便于龙门吊通过
非主因
6.制定对策
通过小组活动活动讨论,我们针对所确定的主因制定了实施对策:
序号
要素
对策
目标
措施
实施
地点
实施
时间
负责人
1
首次操作经验不足
加强培训操作
能够熟练对铺轨龙门吊进行操作
执行岗位定员,严格遵守操作规程
夜校
现场
2003.7.26
~
2003.8.15
仝亚峰
罗方青
2
所设置龙门吊走行轨控制不严格
加强检查
杜绝安全事故,达到通过舒畅
走行设置人员按作业指导书操作,检查人员全方位检查
现场
全过程
白风云杨树信
3
气压焊对轨次数多
增加设备
加强训练
确保钢轨对接顺利,提高操作一次成功率,减少重复
增加滑动轴数量,减少轨排阻力;气压焊操作人员加强配合练习,提高对轨一次成功率
现场
全过程
梁宇欣楼云凯
7.对策实施
实施一:
2003年7月27至2003年8月11日期间组织铺轨龙门吊操作人员夜校学习6次,提高其理论知识水平;仝亚峰在施工现场进行作业指导,提高作业人员操控能力;执行岗位定员制度,对于每台机械要有专人负责,以便熟练掌握机械操作,增强责任感,掌握机械运行原理;由罗方青专人操作机组群,统一协调运行,填写机械运转与检查记录。
实施二:
作业人员严格按照作业指导书安装走行轨,在特殊地段加强支撑;施工现场执行工班自检制度与专人复检制度,现场检查有完整的记录,杨树信负责全面检查,白风云负责监督。
实施三:
联合接头气压焊焊接要求增加滚轴数量,因此接头焊接时每付轨排滚轴数量由5对增加到了9对,降低了钢轨压顶时阻力。
焊轨对轨操作工序由陈学军负责指挥,加强了对轨操作时的配合水平,对轨成功率由33%提高到75%。
8.实施效果
通过方案对策的实施,参与人员逐渐掌握了长轨排法的施工特点,作业水平明显提高,施工进度加快。
中铁三局集团南京地铁TA28标项目部运用长轨排法施工整体道床取得良好局面,在南京地铁2003年第二阶段建设立功竞赛活动中,获得了一等奖和总分第一的佳绩,工程安全质量得到了业主的好评。
在施工现场,整体道床长轨排法施工的铺轨速度比以前大有提高,从2003年10月25日~2003年12月26日日均铺轨可达120m;质量控制上,由于铺轨长轨排时直接进行了联合接头焊接,消除了短轨排法因接头夹板连接产生的硬弯、鹅头等不良轨道状态。
六.确认效果
(一)与小组设定目标相比
南京地铁铺轨工程应用了长轨排法,截止2004年3月累计完成整体道床22km,实现了一次性铺设无缝线路,说明长轨排法切实可行,完成了小组所设设定的技术目标。
根据南京地铁轨道工程自查资料,产品无重大质量缺陷,混凝土道床合格率100%,轨道状态合格率85%以上,通过调整扣件能够保证一次验收合格率100%。
(二)技术效益
我公司在全国首次运用了长轨排法施工整体道床,此工艺的成功开发,使中铁三局集团在国内整体道床施工领域处于领先地位。
通过参与南京地铁建设,公司培养了掌握新技术的生产队伍,丰富了施工手段。
(三)经济效益
增加机械构置费用:
铺轨龙门吊由4台增加到8台共需多投资32万元,按8年折旧计算,每年多投资4万元。
节省钢轨租赁费:
钢轨租赁费用价格在360元/(公里*天),并节省了钢轨运输费。
节省工序费用:
无长钢轨换铺工序,节省人工619工日/公里,折算18570元/公里。
节省人工费用:
应用小型机械,资金投入不大,降低了劳动力投入量,减少了人工费及管理费。
无形经济效益:
提高企业市场竟争力,为企业发展注入活力。
七.标准化及巩固措施
我公司在南京地铁铺轨施工应用长轨排施工工艺取得了成功,已向局申请科研项目,并申请形成工法。
为巩固长轨排法施工生产,提出相应措施:
1)长轨排法施工严格按交底指导书进行,落实各项检查制度;2)施工过程中加强铺轨机械的保养维修,保证作业人员持证上岗,杜绝安全事故;3)加强文明施工管理工作,树立良好形象。
八.体会及下步打算
通过QC小组活动,小组集体完成了所选课题《整体道床长轨排施工工艺开发》,使我公司在整体道床施工领域保持领先地位。
通过参加小组活动,小组成员质量意识,个人能力,解决问题的信心及团队精神获得提高。
自我评价表
项
目
自我评价(分)
活动前
活动后
质量意识
3
4
QC知识
2
4
个人能力
3
4
解决问题的信心
2
4
团队精神
3
5
我们小组将继续关注南京地铁施工建设,解决工程所遇到问题。
QC小组活动的下一个课题是《钢弹簧浮置板道床顶升的质量控制》。
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