CN110863397A - 一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法 - Google Patents

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郑康海
范文清
刘习生
孟凡波
刘元胜
王华军
戴军
王建华
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/005Making of concrete parts of the track in situ

Abstract

本发明涉及城市轨道交通混凝土浇筑工程技术领域,具体来说是一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,具体包括如下步骤:混凝土装车;倒行进车;混凝土浇筑:在到达混凝土浇筑作业面后,每隔2米位置进行浇筑,并连续进行三次浇筑,保证混凝土浇筑均匀;退车。本发明同现有技术相比,改变原有施工作业方式与工艺流程,将混凝土从下料口导入混凝土浇筑罐车中,直接运送到混凝土浇筑作业面进行浇筑施工,无需轨道车、平板车、铺轨机等作业设备配合,减少中间转运过程中的混凝土浪费,设备操作简单,节省人力物力,降低人员劳动强度,提高施工效率。

Description

一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通混凝土浇筑工程技术领域,具体来说是一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法。
背景技术
目前国内城市轨道交通道床混凝土浇筑施工中多采用斗装混凝土或混凝土地泵进行道床混凝土浇筑作业。其中斗装浇筑:利用轨道车将料斗运至现场附近,通过铺轨机将混凝土料斗吊运至施工作业面从而进行浇筑,该工艺设备投入较少,操作简单,容量小,需要多次运输,耗时较多,大量占用轨道车和铺轨机的工作时间,且混凝土经过长距离运输后易产生离析,严重影响混凝土的质量和工作性能,道床施工质量难以保证,另外还存在作业人员劳动强度大,安全风险系数高等缺点;混凝土泵送通过轨道车拖动带有混凝土搅拌罐的平板车,将混凝土运送至作业面端部,再采用地泵进行泵送,设备投入较多、操作复杂,作业时需要对泵管进行人工拆、装、润滑等工作,对泵管连接牢固情况、混凝土和易性、泵送压力等要求较高,一旦发生堵管现象,须立即停止浇筑作业,拆卸泵管进行疏通清理,大大增加工作量,消耗大量人工,影响施工进度,污染隧道环境,对作业人员劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,解决斗装浇筑和混凝土泵送中产生的混凝土输送量小、浇筑工效低、人力耗费高的问题。
为了实现上述目的,设计一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,包括道床浇筑方法,混凝土浇筑罐车通过轨行钢轮在已经架设好的轨排上行走,具体包括如下步骤:混凝土装车:将混凝土通过送料导管导入混凝土浇筑罐车中,完成装车步骤;倒行进车:随后采用倒行进车的方式将混凝土运送至浇筑作业面;混凝土浇筑:在到达混凝土浇筑作业面后,每隔2米位置进行浇筑,并连续进行三次浇筑,保证混凝土浇筑均匀;退车:设备内的混凝土倾倒完成后,整车正常行驶回到混凝土装车位置。
所述的方法还包括基底浇筑方法,具体如下:当浇筑普通道床基底时,作业方向为先远后近直到隧道洞口,混凝土浇筑罐车采用实心轮直接行走在隧道管壁上,而后将混凝土运送至作业面进行放料浇筑,不断循环作业,直到浇筑到隧道洞口位置;当浇筑浮置板道床垫层时,作业方向为由近到远,从隧道洞口位置深入,设混凝土浇筑罐车采用空心轮行走在已经浇筑完成的垫层上,运送到已完成垫层钢筋绑扎位置,通过地泵和泵管将混凝土运送到浇筑作业位置,通过拆除泵管不断推进混凝土浇筑进度,循环作业直到完成当前浇筑范围的作业。
在进行普通道床基底的浇筑时,先在现场假设送料导管,然后将混凝土浇筑罐车的轮胎更换为实心轮胎,再通过汽车吊或龙门吊将混凝土浇筑罐车吊装至隧道场地,调整好方向后将混凝土浇筑罐车的进料口对准送料导管,等待上方下料,直到混凝土装车完毕。
在进行混凝土浇筑时,及时将倾倒的混凝土进行铲运、振捣、抹面,直到搅拌罐内的混凝土放空后回到混凝土装车位置。
所述的方法包括依次进行的如下步骤:施工准备、基标测量、基底浇筑、轨排架设、钢筋绑扎、模板支立、道床浇筑。
所述的施工准备包括将材料、设备、机具转入施工场地。
所述的轨排架设包括将运输进场的材料组装成轨排,并根据轨道抬升量进行调节。
所述的钢筋绑扎包括根据施工设计图纸要求对轨排完成钢筋帮扎。
所述的混凝土浇筑罐车包括前轮组轮轴和后轮组轮轴,通过螺栓连接将实心轮胎、空心轮胎或轨行钢轮连接于前轮组轮轴和后轮组轮轴的两端。
本发明同现有技术相比,改变原有施工作业方式与工艺流程,将混凝土从下料口导入混凝土浇筑罐车中,直接运送到混凝土浇筑作业面进行浇筑施工,无需轨道车、平板车、铺轨机等作业设备配合,减少中间转运过程中的混凝土浪费,设备操作简单,节省人力物力,降低人员劳动强度,提高施工效率,其优点在于:
1、通过混凝土浇筑罐车直接将混凝土装车运送进行浇筑作业,简化了原有的混凝土浇筑施工工序,省去了中间轨道车和平板车的运送,节省了大量的人力物力,降低作业人员劳动强度。
2、通过混凝土浇筑罐车的使用,单日混凝土浇筑进度比斗装浇筑、混凝土泵送进度更快,在整个项目施工工期内可以节省大量的施工工效成本。
附图说明
图1a是前后轮组在城市公路上的行进示意图;
图1b是图1a的左视图;
图1c是图1a的右视图;
图2a是前后轮组在隧道管壁上的行进示意图;
图2b是图2a的左视图;
图2c是图2a的右视图;
图3 a是前后轮组在正线轨道上的行进示意图;
图3b是图3a的左视图;
图3c是图3a的右视图;
图4a是实施例2中本设备的整体示意图;
图4b是图4a的右视图;
图5是混凝土浇筑罐车在隧道管片行走的正视图;
图6a是混凝土浇筑罐车在正线轨道行走的正视图;
图6b是混凝土浇筑罐车在正线轨道行走的右视图;
图6c是混凝土浇筑罐车在正线轨道行走时前轮组的局部视图;
图7是道床铺轨施工的工序流程图;
图8是基地浇筑和道床浇筑混凝土的工序流程图;
图9a是普通道床基底浇筑混凝土的施工示意图;
图9b是浮置板道床基底浇筑混凝土的施工示意图;
图10a是普通道床的道床浇筑混凝土施工示意图;
图10b是浮置板道床的道床浇筑混凝土施工示意图;
图中:1-1.车架;1-2.前轮组(空心轮胎);1-3.弹簧钢板悬架;1-4.固定支架;1-5.后轮组(空心轮胎);1-6.双层弹簧钢板悬架; 1-7.空心轮胎;1-8.转向架;1-9.前轮组轮轴;1-10.后轮组轮轴;1-11.城市公路路面;1-12.通用轮毂;2-1.前轮组(实心轮胎);2-2.后轮组(实心轮胎);2-3.实心轮胎;2-4.隧道管壁;3-1.前轮组(轨行钢轮);3-2.后轮组(轨行钢轮);3-3.正线轨道;3-4.轨行钢轮(前轮);3-5 .轨行钢轮(后轮);4-1.车身; 4-2.扶梯;4-3.出料装置;4-4供水装置;4-5.液压系统;4-6.搅拌罐;4-7.进料装置;9-1.混凝土搅拌车;9-2 .送料导管;9-3.混凝土浇筑罐车;9-4.普通道床基底浇筑位置; 9-5.地泵;9-6.泵管;9-7.浮置板道床垫层钢筋;9-8.浮置板道床垫层浇筑位置;10-1.普通道床基底;10-2.普通道床轨排;10-3. 浮置板道床的道床浇筑位置;10-4.普通道床的道床浇筑位置;10-5.浮置板道床基底;10-6.浮置板道床轨排。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明,这种方法的原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1a-图1c所示,本实施方式中,所述的装置包括车架、前轮组、后轮组,其中车架作为固定前后轮组的载体,车架以槽钢、角钢、钢板通过组合焊接、螺栓连接、铆接而成,后轮组为设备运提供行走动力,前轮组行走时调整行走方向,前轮组由固定支架、弹簧钢板悬架、转向架、前轮组轮轴、通用轮毂、走行轮组成,后轮组由固定支架、双层弹簧钢板悬架、后轮组轮轴、通用轮毂、走行轮组成。前轮组主要由前轮组轮轴两侧通过滚子轴承和通用轮毂套合,在轮毂上用螺栓与螺母固定走行轮,与前轮组轮轴配合的转向架通过U型结构和弹簧钢板悬架连接固定,弹簧钢板悬架通过车架两侧的固定支架同车架进行固定约束,当前轮组在公路、隧道管壁上行走时,可通过转向架可调整行走轮的转向,当前轮组在轨道上行进时,需要拆除转向架,单独保留轮轴。后轮组与前轮组采用基本的同样结构组成,后轮组轮轴能配合万向节传递驱动力,使整机设备前进或后退,后轮组由发动机产生的动力,经变速箱和万向节转化后驱动整车前进,后轮组结构通过后轮组轮轴连接通用轮毂,通用轮毂上固定有两套行走轮,后轮组轮轴通过双层弹簧钢板悬架与固定支架结合螺栓螺母、铆钉等连接方式固定在车架上,通用轮毂上能根据不同的工况路面通过螺栓连接的方式将行走轮更换为空心轮胎、实心轮胎、轨行钢轮,以满足城市公路、隧道管壁、正线轨道上的行走要求。
在优选的实施方式中,滚子轴承两端结合轴承盖进行密封,同时保留注油孔,增加内部轴承的润滑能力,延长其使用寿命,通过通用轮毂与空心轮胎上的螺栓、螺母结合,前后轮组的轮距皆以地铁标准正线轨道轨距1.435米进行设计,使轮距约为1.35米,前后轮距根据整机设备工作特点、重心位置、承重受力等问题设计为3.8米。
如图1a-图1c所示,混凝土浇筑罐车在城市公路路面上行进时,前后轮组使用空心轮胎直接在公路上运行。
当混凝土浇筑罐车在隧道管壁上行走时,需要将前轮组、后轮组原有的空心轮胎或其他轮胎更换为实心轮胎,以减少隧道管壁行走时产生的磨损,防止隧道内存放的钢筋等物料将轮胎扎破,造成整机设备倾倒,避免安全隐患。如图2a-图2c所示。
当混凝土浇筑罐车在正线轨道上行走时,需要将轮胎换为轨行钢轮,轨行钢轮符合正线轨道轨距、轨面的尺寸,可以在正线轨道上正常行进或倒退,如图3a-图3c所示。
参见图4a-图4b,除了前述的结构外,在所述的车架上还设有搅拌系统,搅拌系统主要采用的是现有技术的一般结构,搅拌系统包含搅拌罐、取力装置、液压装置、减速装置、供水装置、进出料装置、电控装置、前后支架、扶梯等。搅拌系统中搅拌罐根据城市轨道交通运行环境等限界条件,采用特制耐磨耐腐蚀的薄钢板焊接而成,内壁焊有两组螺旋叶片,通过前后支架支撑固定在底盘系统上,其容量根据现有地铁道床混凝土浇筑工艺设计为6方,通过从车身下的发动机获取动力,驱动液压泵和液压马达,带动搅拌罐进行转动,通过电控装置对内部的混凝土进行混合搅拌、倾倒出料。从而使得整车设备可以运送特定混凝土量,并保证运输过程中不发生离析现象,运送过程中搅拌罐通过取力装置从底盘系统中的发动机将动力导出,带动液压装置中的液压泵和马达先把机械能转化为液压能,再转化为机械能,经减速装置调节搅拌罐转动转速和力矩,对混凝土进行混合搅拌。
作业时,通过底盘系统在特定工况路面上行走将混凝土运送至施工作业面内,通过搅拌系统将混凝土倾倒在作业面上,经过12小时混凝土凝固过后,可继续下一步工序。
参见图5,当混凝土浇筑罐车在隧道管壁上行驶时,前轮组、后轮组采用实心轮胎,设备从下料口的送料导管接料,将混凝土从进料装置装入搅拌罐,控制搅拌罐不断转动,防止内部混凝土离析、凝固,通过倒行进车的方式从下料口位置行驶至混凝土浇筑作业面,行进过程需要不断微调行驶方向,以保持整车平衡状态,利用出料装置进行放料浇筑,直到浇筑完成,设备退车回到下料口重新进行接料,不断依次循环。
当混凝土浇筑罐车在公路上行驶时,前轮组、后轮组采用空心轮胎,在设备进入工作场地时,利用自带动力和公路行走用的空心轮胎,可以直接进场作业、转场运输,而搅拌系统的工作如在隧道管壁上行驶时一样。
参见图6a-图6c,当混凝土浇筑罐车在地铁正线轨道或由调轨支架支撑的轨排上行驶时,拆除前轮转向架,前轮组、后轮组采用轨行钢轮,作业顺序同设备在隧道管壁上行走相同,正常作业时设备直接沿钢轨铺设方向前进,不需要考虑转向调整等问题,且行进速度更快,搅拌系统的工作如在隧道管壁上行驶时一样。
实施例
在整个道床铺轨施工工艺中,主要包括施工准备、基标测量、基底浇筑、轨排架设、钢筋绑扎、模板支立、道床浇筑等几个步骤,而基地浇筑和道床浇筑两个步骤则主要包括混凝土装车、倒行进车、混凝土浇筑、推车四步,如图7、图8所示。
在普通道床基底浇筑时,需要先把送料导,根据现场场地情况架设固定好,应防止送料导管脱落,将混凝土浇筑罐车前后轮组的空心轮胎换成实心轮胎,再借用汽车吊或龙门吊将道床混凝土浇筑罐车从下料吊装至隧道场地,调整好方向后将设备进料口对准送料导管,等待上方混凝土搅拌车下料,直到混凝土装车完毕,由司机驾驶和观察员指挥协调整车倒行进车进入隧道内,沿着隧道管壁向里行驶,直到作业面位置开始放料浇筑混凝土,同时其他作业人员及时将倾倒的混凝土进行铲运、振捣、抹面,等到搅拌罐内的混凝土放空,开始向隧道洞口方向退车回到混凝土装车位置,不断完成混凝土装车→倒行进车→混凝土浇筑→退车循环,先从隧道内远处进行浇筑,直隧道洞口位置混凝土浇筑作业完成,如图9a所示。
在对浮置板道床垫层浇筑时,需要结合地泵进行使用,首先道床混凝土浇筑罐车从送料导管位置进行混凝土装车,直到装车完毕,将混凝土沿着已经浇筑完成浮置板道床垫层倒行进车行进,到达作业面位置,将搅拌罐内的混凝土倒入地泵中,借用泵管向里延伸至浇筑作业位置进行浮置板道床垫层浇筑,每隔一段距离浇筑完成后拆卸一段泵管,同时其他作业人员及时将倾倒的混凝土进行铲运、振捣、抹面,等到搅拌罐内的混凝土放空后,设备向隧道口方向退车,回到混凝土装车位置,不断完成混凝土装车→倒行进车→混凝土浇筑→退车循环,先从隧道洞口位置进行浇筑,直到隧道内的混凝土浇筑作业完成,如图9b所示。
当使用混凝土浇筑罐车对普通道床和浮置板道床的道床混凝土进行浇注作业时,需要将设备的走形轮换为轨行钢轮,整车可以直接在标准正线轨道和调轨支架支撑的轨排上进行行走,两种作业工序都满足混凝土装车→倒行进车→混凝土浇筑→退车循环的作业流程,将混凝土从上方混凝土搅拌车中放料,沿送料导管进行装料,装料完成后沿正线轨道或轨排倒行进车行驶至浇筑作业位置,混凝土浇筑时对混凝土进行放料,同时其他作业人员及时将倾倒的混凝土进行铲运、振捣、抹面,直到搅拌罐内的混凝土放空后退车回到混凝土装车位置,持续循环作业,直到该区段混凝土浇筑作业完成。在对道床混凝土进行浇筑过程中,由于上方的混凝土搅拌车一般采用12 m³的容量,道床混凝土浇筑罐车容量为6 m³,采用单车双趟的作业方式时,设备需要往复两次后,上方的混凝土搅拌车才完成放料;当采用两台道床混凝土浇筑罐车组成双车单趟的作业组工作时,上方混凝土搅拌车可以在极短的时间内完成放料,极大地提高了施工效率,如图10a-图10b所示。

Claims (9)

1.一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于包括道床浇筑方法,混凝土浇筑罐车通过轨行钢轮在已经架设好的轨排上行走,具体包括如下步骤:
混凝土装车:将混凝土通过送料导管导入混凝土浇筑罐车中,完成装车步骤;
倒行进车:随后采用倒行进车的方式将混凝土运送至浇筑作业面;
混凝土浇筑:在到达混凝土浇筑作业面后,每隔2米位置进行浇筑,并连续进行三次浇筑,保证混凝土浇筑均匀;
退车:设备内的混凝土倾倒完成后,整车正常行驶回到混凝土装车位置。
2.如权利要求1所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于还包括基底浇筑方法,具体如下:
当浇筑普通道床基底时,作业方向为先远后近直到隧道洞口,混凝土浇筑罐车采用实心轮直接行走在隧道管壁上,而后将混凝土运送至作业面进行放料浇筑,不断循环作业,直到浇筑到隧道洞口位置;
当浇筑浮置板道床垫层时,作业方向为由近到远,从隧道洞口位置深入,设混凝土浇筑罐车采用空心轮行走在已经浇筑完成的垫层上,运送到已完成垫层钢筋绑扎位置,通过地泵和泵管将混凝土运送到浇筑作业位置,通过拆除泵管不断推进混凝土浇筑进度,循环作业直到完成当前浇筑范围的作业。
3.如权利要求2所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于在进行普通道床基底的浇筑时,先在现场假设送料导管,然后将混凝土浇筑罐车的轮胎更换为实心轮胎,再通过汽车吊或龙门吊将混凝土浇筑罐车吊装至隧道场地,调整好方向后将混凝土浇筑罐车的进料口对准送料导管,等待上方下料,直到混凝土装车完毕。
4.如权利要求1或2所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于在进行混凝土浇筑时,及时将倾倒的混凝土进行铲运、振捣、抹面,直到搅拌罐内的混凝土放空后回到混凝土装车位置。
5.如权利要求1或2所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于所述的方法包括依次进行的如下步骤:施工准备、基标测量、基底浇筑、轨排架设、钢筋绑扎、模板支立、道床浇筑。
6.如权利要求5所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于所述的施工准备包括将材料、设备、机具转入施工场地。
7.如权利要求5所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于所述的轨排架设包括将运输进场的材料组装成轨排,并根据轨道抬升量进行调节。
8.如权利要求5所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于所述的钢筋绑扎包括根据施工设计图纸要求对轨排完成钢筋帮扎。
9.如权利要求5所述的一种城市轨道交通道床混凝土免转运直灌注施工工法,其特征在于所述的混凝土浇筑罐车包括前轮组轮轴和后轮组轮轴,通过螺栓连接将实心轮胎、空心轮胎或轨行钢轮连接于前轮组轮轴和后轮组轮轴的两端。
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