1 概述 遍觀全球各地,已經成功地投入商業運營的城市快速軌道交通系統大致可分為3種類型:地下鐵道,快速輕軌交通,高架單軌交通。高架單軌交通可分為跨座式和懸掛式兩種類型。我國重慶、青島兩市的城市軌道交通規劃方案中,就包括了單軌交通線路。其中重慶輕軌較—新線軌道交通線一期工程已于2005年6月18日正式開通運營。 跨座式單軌交通的軌道由軌道梁、支柱和基礎3大部分組成。 大型軌道梁道岔總長約22m,由4節梁和臺車組成,梁斷面為工字形,梁寬0.85m,高1.42m,與臺車組裝成一體后高2.189m,安裝在基座板的軌道上。道岔梁被特殊裝置鎖緊時,道岔相當于軌道梁,列車從其上通過。當列車需要轉線時,鎖緊裝置解鎖,各節道岔梁在驅動裝置的驅動下,以道岔固定端的轉動軸為固定點,平移不同的距離,形成過渡線并與相鄰的軌道梁對接完成轉轍。根據轉轍過渡線的形狀,單軌道岔分為關節型道岔(折線)和關節可撓型道岔(圓弧線)。 每一副道岔就是一臺精密設備,換線運轉轉轍時的誤差必須保證在3mm以內,一次轉轍時間在15s以內。道岔的安裝精度將直接影響行車安全及乘坐舒適性。 2　道岔設備安裝工藝及施工要點 2.1　工藝流程(見圖1) 2.2工藝要求 (1)嚴格控制支柱和基礎施工,其外形尺寸允許偏差≤20mm,支柱的垂直允許偏差≤3rad,地腳螺栓位置偏差≤3mm。超出偏差范圍時應及時修正。 (2)吊裝道岔底板力求多點起吊,各吊點受力均勻,嚴禁碰撞道岔底板,以防變形。道岔底板安裝水平位置(縱向和橫向)允許偏差≤3mm,高程允許偏差≤2mm,允許水平誤差2‰。 (3)凸臺采用C40混凝土,施工應遵循混凝土結構工程施工及驗收規范要求,澆灌的混凝土要振搗密實,防止過搗或欠搗,振搗頻率1100次/min,凸臺混凝土要求蓄水養護7d拆模后,再自然養護7d。 (4)驅動裝置及道岔梁分別吊裝就位后應作同步調整,道岔梁線形調整墊片厚0.1～0.5mm,并以0.1mm為一級。調整后的道岔梁曲線度允許偏差±5mm/(10m),高程允許偏差±8 8mm/(22m),水平允許偏差±7/(1000rad),梁片間高低允許偏差±2mm,轉撤量允許偏差±3mm。 (5)電器元件耐壓及試運轉要求:控制電壓為220V,加壓到500V延時10min;動力電壓380V加壓到600V延時10min,之后加壓到1500V再延時1min;試運轉次數要求達到500～1000次。 2.3 施工要點 (1)搭建必要的臨時設施,為施工人員提供操作場所;準備好施工用電及用水;備足施工工具、測量儀器;精確設置道岔的岔前和岔后點坐標、中線控制點及每塊底板的橫向控制點。 (2)基礎施工除滿足結構物強度和剛度外,嚴格控制結構物外形尺寸;鋼筋籠制作按設計圖下料、綁扎,確保鋼筋長度、數量、彎折、布置符合施工規范。 (3)為保證道岔底板在吊裝過程中不變形,采用密集式吊點,使用特制的吊具,每個吊點連接一個2t手拉葫蘆,以確保底板在吊裝過程中始終處于水平狀態。底板是道岔梁的安裝基礎,因此底板的調整是整個施工過程中最為關鍵的一環。 底板加工制作時,要分別在底板的安裝軸線方向作四個小圓孔標記,調整底板方位時,在設置好的中線控制點和橫向控制點各安設1臺經緯儀,以線對點,采用專制撬桿調整底板至設計位置。調整底板高程時,采用精密水準儀,多點測量,通過調節支撐腳螺栓使底板達水平高程,經精測無誤后,將底板和支撐腳螺栓焊接為一體。 (4)凸臺混凝土施工前要清除模板及基礎表面垢物,模板下部與地面密貼,板縫間加貼雙面膠帶,以防漏漿。模板要高出凸臺混凝土面10cm,以便蓄水養護混凝土。澆筑混凝土時,要充分考慮混凝土與鋼筋的膨脹率不同,混凝土面要高出底板面3mm,且在養護期滿后,把高出底板面的混凝土掏出一個V形槽,并用膠帶加以密封,以此防止底板擠裂混凝土和雨水進入底板與混凝土之間。 (5)吊裝驅動裝置和減速機前,要在底板上畫出安裝位置線。吊裝時使用鋼絲繩配合手拉葫蘆調整水平便于準確對位安裝。驅動裝置和減速機吊裝到位后,要進行初步調整,便于道岔梁和臺車安裝到位,其精確位置要同道岔梁配合共同調整。 道岔梁應分節吊裝就位,注意吊裝順序,吊裝時使用手拉葫蘆配合。 (6)道岔梁是今后運營車輛的承重和走行軌道,必須保證安裝完成后的道岔梁直線狀態平直,曲線狀態圓順。 道岔梁的線形和位置調整通過鎖定槽實現。鎖定槽及滑片的精確位置由調整墊片完成。調整墊片厚0.1～0.5mm,并以0.1mm為一級。 (7)控制基礎采用C40素混凝土,立模時要注意內模尺寸及位置,預留孔一定要安裝到位并固定牢固,防止澆灌混凝土時產生位移。 控制箱吊放到控制基礎上后,控制箱上預埋件要安放到預留孔內,然后澆灌混凝土,使控制箱安裝穩定。 (8)安裝電纜槽及敷設電纜線。 電纜槽分為兩種:鋼筋混凝土電纜槽和不銹鋼電纜槽。鋼筋混凝土電纜槽截面尺寸為17cm×15cm,安裝在地面上,連接在控制箱與道岔電機之間。不銹鋼電纜槽安裝在道岔梁側面,連接在道岔梁與道岔梁之間。 敷設電纜線前,明確每一種電纜線的型號及走向,并作好標識。動力電纜和控制電纜分開設置。放線過程中嚴禁強行拉扯電纜線,嚴禁擠壓電纜線。電纜線出電纜溝處要用PVC管作好保護,放線完成后,用膠帶將電纜線固定。 3 工程實例 3.1 工程概況 重慶輕軌較—新線是國內第一條跨座式單軌交通線路,是國家確定的西部開發十大基礎設施項目之一。較—新線一期工程中13為進口關節型及關節可撓型道岔設備安裝工程,共有引進日本設計制造的9副道岔,其中5副是關節型道岔,4副是關節可撓型道岔。9副道岔分別安裝在較場口車站、動物園車站和新山村車站。解放碑隧道內的較場口車站區間安裝1副關節型道岔和1副關節可撓型道岔,組成一條渡線用于輕軌客車運行轉線;高架橋式的動物園車站區間安裝3副關節可撓型道岔和1副關節型道岔,組成3條渡線,用于輕軌客車出入車庫和運行轉線;高架橋式的新山村車站區間安裝3副關節型道岔,組成2條渡線用于輕軌客車運行轉線和出入車庫。 3.2 道岔安裝 3.2.1 隧道內道岔設備的安裝 重慶輕軌較—新線需要在較場口車站道岔區安裝的2副道岔,位于解放碑隧道內1300m處,先期架設的PC軌道梁線路進入隧道以后兩條線路分洞設置,線路之間不能鋪設運輸軌道。已架設的PC梁線路上最大縱坡6%,最小曲線半徑100m,最大橫坡12%。線路中心限界1 57m,PC軌道梁邊沿距站臺只有1m余。由于重慶地鐵一號線在道岔安裝位置的下部通過,上部又是較場口鬧市區,因此設計的隧道高度上下都受到限制,每一副道岔安裝位置可利用的平面僅長25m、寬6 5m,最大可利用的空間高度6 8m,安裝區其它位置都是已竣工的構筑物和設施。 因其位置特殊,是本次安裝工程的重點和難點。 (1)道岔設備的運輸 日本的羽田公司在隧道內進行過道岔設備的安裝,但他們的隧道只長500m,并且隧道內的兩條線路間距很寬,還幾乎是平直線路,道岔安裝時PC軌道梁還沒有架設,道岔梁運入隧道內的安裝現場,是采用在兩條線路之間的地面上鋪設軌道進行運輸,運輸到位后的安裝現場空間較寬敞,利于設置吊裝機具設備。而較場口道岔區2副道岔,需要從隧道外運輸到安裝現場的設備部件,有基礎基座預埋件1箱,鋼制基座板14件(最大的1件5.8m×2.0m),驅動裝置減速機、電機、控制柜、附件箱共計17箱,道岔梁組件8件(最大件長7.1m,底寬1.8m,高2.6m,重11.5t)。 為此我們設計制作了1臺長7.1m、寬2.4m的運輸車。 該運輸車設前后承重輪2組,每組4個Φ560mm×170mm實心橡膠輪,兩側設置剛性導向架和穩定架,安裝8個Φ450mm×120mm實心橡膠車輪做導向輪和穩定輪。采用實心橡膠輪,是為了防止運輸車在轉彎時被卡死,防止運輸車在運行時損傷已經安裝竣工的軌道梁表面。為減小運輸車在轉彎時承重輪對整車的橫向作用力,車輪聯結采取同軸不同速的方式,使車輪在轉彎時具有不同的線速度,同時可以減小整車的縱向阻力。承重輪、導向輪和穩定輪的前后輪距為3. 2m,導向輪和穩定輪在平直段線路與PC梁之間的總間隙為25mm,滿足運輸車在通過12%橫坡時的傾斜狀態下車輪同PC梁穩定面和導向面能正常運行。 運輸車設計荷載14t,滿足運輸最大單件(重11 5t)貨物需要。運輸車不設動力,只設置掛鉤裝置,采用現有的PC梁工程車為外動力。推運道岔梁大件時用2臺PC梁工程車,推運其它小件設備時用1臺PC梁工程車。 (2) 隧道內道岔安裝的其它設備準備 根據作業現場的有效施工空間,設計制作了3臺龍門吊,有效地解決了解放碑隧道內較場口車站的道岔安裝。2臺主龍門吊,每臺起重量7t,跨度4m,支腿凈空高度5.7m,主梁上移動小車最大橫移量3m;另1臺為安裝底板時為實現縱橫向換向的龍門吊,其起重量3t,跨度6.3m,支腿凈空高度3.5m。每臺主龍門吊上設置2臺5t×6m手拉葫蘆做橫移設備,設置2臺5t×6m手拉葫蘆做垂直移動設備,龍門吊支腿上設置滾輪裝置,鋪設43kg/m鋼軌及鋼支墩,人力推運龍門吊縱向移動。 龍門吊采用型鋼構件,螺栓拼裝結構,荷載與自重比6 .5∶1,適宜于當前的隧道狹窄安裝空間。龍門吊在現場組裝完成后,進行了1.25倍荷載靜載試驗。使用情況良好。 (3)安裝道岔基座板 安裝道岔基座板,是道岔安裝關鍵性的工序,安裝質量的優劣將直接影響下一步的道岔梁及臺車的安裝調試,影響道岔設備最終的安裝質量和運行使用。 每一副道岔有7件基座板,道岔基座板主體是厚25mm的鋼板,鋼板上預留有多個Φ200的混凝土澆筑孔。最大件基座板外形尺寸為9m×4m;基座板出廠時,道岔運行軌道、運行限位擋塊、附件等都已安裝調試完畢,調整的余地極小。這就對基座板現場安裝的精度提出了特別高的要求。 使用全站儀,用極座標放樣法放出道岔安裝中心線控制點,然后依據控制點,再布放出縱向和橫向中心線調整檢測控制點。作業中嚴格按規程操作儀器,盡最大可能減小因人為因素造成的對中誤差和標定誤差;方向觀測采用盤左放樣盤<