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摘要:本论文首先分析我单位所处矿区道口的特点,同时分析和对比各种常见道口铺面的优缺点,选择适合矿区应用的道口形式和材料,不仅改进了矿区道口原有传统方式,还对其重载机动车道口通行的铺面进行有效管理和统筹,保证了道口铺面的安全性、稳定性和缓冲性,减小矿区铁路道口铺面损耗的同时也减小了铁路运行设备的损耗。
关键词:铁路;道口;铺面
铁路与公路交叉的部分叫铁路平交道口,它的作用主要是承担统筹铁路和公路的双向运输,它的工作状态对铁路运输的稳定性和安全性有非常大的影响,它是铁路管理中较复杂薄弱的部分,也是铁路运输和设备管理的重中之重。本矿业集团铁运处位于河南省鹤壁市区,铁路道口其周围临近村庄,日常运输穿越、交叉工作密度较大,仅仅河南同力和丰鹤电厂运煤处与矿区之间的道口就有5道,且都是4至8米以上需要人员看守的道口。
一、矿区道口铺面的现状
随着经济的迅速发展与煤炭行业的运输需求,铁路的运输量迅速增长,尤其是矿区的重型运输车辆的需求量和重量逐渐增多,铁路道口的穿越重量和频率也在增加,造成了部分铁路道口的损耗,32%的损耗体现在道口铺面方面。传统的道口铺面重量和通行量承载有限,已经无法达到现在的高密度重载通行的要求,对铁路运输和设备的安全和稳定造成了很大的隐患。
本矿区的道口是20年前设计的,符合当时的使用要求,但是随着运煤量和运煤车辆的增加,传统的道口设计、施工技术和应用效果已经逐渐显现不足:道口结构简单狭窄、道口路面不平整、道口工作状态差、道床损害发生率较高、道口表面板损坏容易变形等。铁路道口遭到损害,容易造成运行车辆通过时发生不同程度的颠簸,也会造成过多的资金消耗在道口铺面的维修、养护、构件更换、设备升级等方面,不仅不能适应迅速发展的矿区经济,还会干扰铁路与公路的正常运行。干扰作用主要体现在以下几个方面:道口处冒泥翻浆、铺面污染损害翘起严重、轨道路基异常下沉、冬季冻害严重、钢轨异常折断倾斜外仰、轨枕连接无效和轨距超出正常参数范围等。
二、轨道多种铺面板分析
本矿区发生道口病害的原因主要是:车辆承重超出了道口铺面和路基的荷载值,为了改善这种状况,我部门进行多种设计方案对比、试验工作等,现在对多种铁路道口的铺面板性质进行试验结果总结和分析对比:
1.枕木铺面
优点是构造简单、方便施工和维修养护。缺点是枕木保质期较短、有效时期短,耐压和抗拉强度低,翻新铺面周期短,最长一年。
2.道口石铺面
同力电厂和矿区早前的铁路铺面材料是道口石,它的优点很明显:前期施工资金和时间投入较少,施工工艺简单易实施,施工环境条件要求较低,易于铺面设置、维修和养护。它的缺点是表面平整度低、容易破损、使用有效期短、维修费用很高;它的适用范围较窄:10吨以下,如果道口车辆通行重量和频率较高时,道口石禁不住碾压会造成严重破损,从而影响车辆正常通行;道口石的拼接发生移动,造成面板起跳,车辆通行时容易发生事故;道口石铺面板与轨道之间没有构件连接,稳定性和平稳性很差;道口石铺面的排水设计不良囤积积水造成轨枕腐烂严重,造成过度维修投资。
3.轨枕铺面
优点是抗压强度大,承重能力强,维修养护费用少。缺点是前期施工难度大,维修养护较难。
4. 沥青整体道口板
优点是铺面平整度高,抗压和抗拉强度较高,铺面稳定性高;提高了道口设备的整体工作状态和安全性;道口基础设施稳固耐用,维修养护费用较低;前期资金投入较少、铺设工艺简单,易于维修养护。缺点是盖板的耐压程度较低,容易造成损害,难维修;通过重载车辆的时候,轨枕最下部承受能力小会导致轨枕损坏裂断;车辆通过的重量过大和车速过快,容易造成铺面受损,有的更换周期仅为3个月;轨枕下方排水难设计;使用期限较短,仅为1-2年,使用范围较窄。
5.钢筋混凝土道口板
优点是承载能力较强,可以承载较重的车辆通行,不会对重型车辆造成大幅度的损害;耐压性、抗压性、耐温性和耐久性高;维修养护不影响车辆通行和运输效率;缩短了道口的车辆通行时间,增加了其安全性和路面质量,杜绝了事故发生的隐患;改善了道口作业环境,提高工作人员的安全,道口周围的噪声和尾气排放大幅度减少。缺点是施工的时候需要封锁铁路和临近的路线,严重影响车辆的通行,施工期限和难度都会增加;施工资金投入较大;钢轨的维修养护和更换费时费力;钢轨下部的管线铺设和维修都较难。
三、矿区铺面板确定
1. 轨道铺面板选择原则
(1)适用范围
在矿区与城市相交无法进行道口封锁的情况下,橡胶铺面和钢铺面是最好的选择,轴重的吨位限制在15之下;常出现超载的煤矿等道口铺面最好的选择是钢筋混凝土整体铺面。
(2)道口板承载能力
由于相交铺面和钢铺面道口使用的是原线路轨枕和基础,承载能力范围有限;混凝土整体铺面的承载能力稍高,是7吨之上,具有足够的抗衡超重车辆对线路轨枕和道口板的应力加载,保证道口面板的完整性和平整度。
(3)使用牢固度
钢铺面的板面之间连接的焊接方式的,震动容易引起板面之间开裂,稳定性较差;橡胶铺面的道口板之间连接方式是螺栓穿插连接,板面之间的连接刚性差,使用时间较长会引起板面起翘;钢筋混凝土铺面的基础层是水泥干砂层和干拌混凝土,铺设板面之前需要进行水平找平,每块板面之间的连接是双重的,刚性连接性很强。
(4)应用效果
钢铺面的初期应用效果较好,但是三个月后会发生焊接开裂现象,需要频繁进行维修和养护;橡胶铺面在一年之内应用效果较好,一年之后板面会出现翘动现象,有的矿区内车辆超载甚至会引起轨枕和断面断裂,影响道床的紧密性,铺面的整体抗冲击性变差。
(5)使用年限
钢铺面的使用年限为10多年,橡胶铺面的使用年限较短,为10-15年,钢筋混凝土铺面的使用年限也为15-20年。
(6)维修费用
钢铺面的维修和养护是在其铺设3个月之后,主要方式是进行重新焊接,每年的维修费用、材料费用、人工成本大概为5000元;橡胶铺面的维修和养护周期为半年,每年的维修费用大概为2500元,钢筋混凝土道口铺面的维修和养护费用是最高的,但周期长费用极低。
2. 轨道铺面板的选择
通过多种普面板的优缺点对比,得出结论:钢铺面安装简便,初期费用较低,但是容易焊缝开裂,并且开裂周期很短,日常维护成本费用很高,经常受到矿区车辆的运行影响;橡胶铺面的弹性好,车辆运行对其的影响较小,不会因为超载引起铺面的大量变形和沉降,能较好地保持铺面的平整性和整体性。混凝土和石制的铺面板不耐用,维修和养护费用高;钢筋道口板结构简单、抗压和抗拉性能好,资金投入和维修养护费用较高、现场浇筑成型快,施工周期短,适合矿区的生产急用需求。
根据本矿区的运输特点、道路状况、运输需求、工期要求等条件,车辆通行量较大的道口采用钢筋道口板,通行量较小使用频率低的道口采用枕木和轨枕铺面,根据道口板不同的特点进行应用,定期维修和养护,保证铁路的运输效率和安全稳定性,为矿区的发展提供便利条件。
参考文献:
[1]贺毅,铁路道口板铺面的检测[J].铁道通信信号,2016,7(1):49
[2]李延卿,铁路道口作业事故分析及对策研究[J].科技资讯,2018,17(21):149
[3]张保银,铁路道口板铺面故障诊断专家系统研究[J].铁道通信信号,2013,7(2):109
作者簡介:张永生(1973.10-),男,汉,河南省鹤壁市人,本科。
关键词:铁路;道口;铺面
铁路与公路交叉的部分叫铁路平交道口,它的作用主要是承担统筹铁路和公路的双向运输,它的工作状态对铁路运输的稳定性和安全性有非常大的影响,它是铁路管理中较复杂薄弱的部分,也是铁路运输和设备管理的重中之重。本矿业集团铁运处位于河南省鹤壁市区,铁路道口其周围临近村庄,日常运输穿越、交叉工作密度较大,仅仅河南同力和丰鹤电厂运煤处与矿区之间的道口就有5道,且都是4至8米以上需要人员看守的道口。
一、矿区道口铺面的现状
随着经济的迅速发展与煤炭行业的运输需求,铁路的运输量迅速增长,尤其是矿区的重型运输车辆的需求量和重量逐渐增多,铁路道口的穿越重量和频率也在增加,造成了部分铁路道口的损耗,32%的损耗体现在道口铺面方面。传统的道口铺面重量和通行量承载有限,已经无法达到现在的高密度重载通行的要求,对铁路运输和设备的安全和稳定造成了很大的隐患。
本矿区的道口是20年前设计的,符合当时的使用要求,但是随着运煤量和运煤车辆的增加,传统的道口设计、施工技术和应用效果已经逐渐显现不足:道口结构简单狭窄、道口路面不平整、道口工作状态差、道床损害发生率较高、道口表面板损坏容易变形等。铁路道口遭到损害,容易造成运行车辆通过时发生不同程度的颠簸,也会造成过多的资金消耗在道口铺面的维修、养护、构件更换、设备升级等方面,不仅不能适应迅速发展的矿区经济,还会干扰铁路与公路的正常运行。干扰作用主要体现在以下几个方面:道口处冒泥翻浆、铺面污染损害翘起严重、轨道路基异常下沉、冬季冻害严重、钢轨异常折断倾斜外仰、轨枕连接无效和轨距超出正常参数范围等。
二、轨道多种铺面板分析
本矿区发生道口病害的原因主要是:车辆承重超出了道口铺面和路基的荷载值,为了改善这种状况,我部门进行多种设计方案对比、试验工作等,现在对多种铁路道口的铺面板性质进行试验结果总结和分析对比:
1.枕木铺面
优点是构造简单、方便施工和维修养护。缺点是枕木保质期较短、有效时期短,耐压和抗拉强度低,翻新铺面周期短,最长一年。
2.道口石铺面
同力电厂和矿区早前的铁路铺面材料是道口石,它的优点很明显:前期施工资金和时间投入较少,施工工艺简单易实施,施工环境条件要求较低,易于铺面设置、维修和养护。它的缺点是表面平整度低、容易破损、使用有效期短、维修费用很高;它的适用范围较窄:10吨以下,如果道口车辆通行重量和频率较高时,道口石禁不住碾压会造成严重破损,从而影响车辆正常通行;道口石的拼接发生移动,造成面板起跳,车辆通行时容易发生事故;道口石铺面板与轨道之间没有构件连接,稳定性和平稳性很差;道口石铺面的排水设计不良囤积积水造成轨枕腐烂严重,造成过度维修投资。
3.轨枕铺面
优点是抗压强度大,承重能力强,维修养护费用少。缺点是前期施工难度大,维修养护较难。
4. 沥青整体道口板
优点是铺面平整度高,抗压和抗拉强度较高,铺面稳定性高;提高了道口设备的整体工作状态和安全性;道口基础设施稳固耐用,维修养护费用较低;前期资金投入较少、铺设工艺简单,易于维修养护。缺点是盖板的耐压程度较低,容易造成损害,难维修;通过重载车辆的时候,轨枕最下部承受能力小会导致轨枕损坏裂断;车辆通过的重量过大和车速过快,容易造成铺面受损,有的更换周期仅为3个月;轨枕下方排水难设计;使用期限较短,仅为1-2年,使用范围较窄。
5.钢筋混凝土道口板
优点是承载能力较强,可以承载较重的车辆通行,不会对重型车辆造成大幅度的损害;耐压性、抗压性、耐温性和耐久性高;维修养护不影响车辆通行和运输效率;缩短了道口的车辆通行时间,增加了其安全性和路面质量,杜绝了事故发生的隐患;改善了道口作业环境,提高工作人员的安全,道口周围的噪声和尾气排放大幅度减少。缺点是施工的时候需要封锁铁路和临近的路线,严重影响车辆的通行,施工期限和难度都会增加;施工资金投入较大;钢轨的维修养护和更换费时费力;钢轨下部的管线铺设和维修都较难。
三、矿区铺面板确定
1. 轨道铺面板选择原则
(1)适用范围
在矿区与城市相交无法进行道口封锁的情况下,橡胶铺面和钢铺面是最好的选择,轴重的吨位限制在15之下;常出现超载的煤矿等道口铺面最好的选择是钢筋混凝土整体铺面。
(2)道口板承载能力
由于相交铺面和钢铺面道口使用的是原线路轨枕和基础,承载能力范围有限;混凝土整体铺面的承载能力稍高,是7吨之上,具有足够的抗衡超重车辆对线路轨枕和道口板的应力加载,保证道口面板的完整性和平整度。
(3)使用牢固度
钢铺面的板面之间连接的焊接方式的,震动容易引起板面之间开裂,稳定性较差;橡胶铺面的道口板之间连接方式是螺栓穿插连接,板面之间的连接刚性差,使用时间较长会引起板面起翘;钢筋混凝土铺面的基础层是水泥干砂层和干拌混凝土,铺设板面之前需要进行水平找平,每块板面之间的连接是双重的,刚性连接性很强。
(4)应用效果
钢铺面的初期应用效果较好,但是三个月后会发生焊接开裂现象,需要频繁进行维修和养护;橡胶铺面在一年之内应用效果较好,一年之后板面会出现翘动现象,有的矿区内车辆超载甚至会引起轨枕和断面断裂,影响道床的紧密性,铺面的整体抗冲击性变差。
(5)使用年限
钢铺面的使用年限为10多年,橡胶铺面的使用年限较短,为10-15年,钢筋混凝土铺面的使用年限也为15-20年。
(6)维修费用
钢铺面的维修和养护是在其铺设3个月之后,主要方式是进行重新焊接,每年的维修费用、材料费用、人工成本大概为5000元;橡胶铺面的维修和养护周期为半年,每年的维修费用大概为2500元,钢筋混凝土道口铺面的维修和养护费用是最高的,但周期长费用极低。
2. 轨道铺面板的选择
通过多种普面板的优缺点对比,得出结论:钢铺面安装简便,初期费用较低,但是容易焊缝开裂,并且开裂周期很短,日常维护成本费用很高,经常受到矿区车辆的运行影响;橡胶铺面的弹性好,车辆运行对其的影响较小,不会因为超载引起铺面的大量变形和沉降,能较好地保持铺面的平整性和整体性。混凝土和石制的铺面板不耐用,维修和养护费用高;钢筋道口板结构简单、抗压和抗拉性能好,资金投入和维修养护费用较高、现场浇筑成型快,施工周期短,适合矿区的生产急用需求。
根据本矿区的运输特点、道路状况、运输需求、工期要求等条件,车辆通行量较大的道口采用钢筋道口板,通行量较小使用频率低的道口采用枕木和轨枕铺面,根据道口板不同的特点进行应用,定期维修和养护,保证铁路的运输效率和安全稳定性,为矿区的发展提供便利条件。
参考文献:
[1]贺毅,铁路道口板铺面的检测[J].铁道通信信号,2016,7(1):49
[2]李延卿,铁路道口作业事故分析及对策研究[J].科技资讯,2018,17(21):149
[3]张保银,铁路道口板铺面故障诊断专家系统研究[J].铁道通信信号,2013,7(2):109
作者簡介:张永生(1973.10-),男,汉,河南省鹤壁市人,本科。