固定式架車機(jī)基礎(chǔ)沉降影響列車架車安全淺析

姜興海

【摘要】本文主要分析了固定式架車機(jī)出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降后，對列車架車作業(yè)的影響，及固定式架車機(jī)能夠安全使用的限界條件。對架車機(jī)基礎(chǔ)沉降后續(xù)評估工作指明了方向，對固定式架車機(jī)設(shè)計(jì)、安裝、使用及維護(hù)人員具有一定的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】固定式架車機(jī)；基礎(chǔ)沉降；架車；安全；限界條件

前言：我司固定式架車機(jī)主要用于地鐵車輛的舉升，配合地鐵車輛架修作業(yè)。架車機(jī)共6個(gè)坑，每個(gè)坑內(nèi)有一對轉(zhuǎn)向架舉升柱和一對車體舉升柱組成。

架車機(jī)經(jīng)多年運(yùn)行，完成多次架車任務(wù)的同時(shí)積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，但二期工程架車機(jī)使用時(shí)，發(fā)現(xiàn)地基沉降的問題，經(jīng)我司市政設(shè)計(jì)院14次沉降監(jiān)測，1至13期監(jiān)測數(shù)據(jù)未超限，第14期開始加速沉降并超限。

14期監(jiān)測報(bào)告顯示：累計(jì)沉降量最大值為6#架車機(jī)單元處，累計(jì)沉降量為4.11mm。

一、基礎(chǔ)沉降影響架車安全的分析及對策

（一）土建基礎(chǔ)沉降有空洞和緩慢沉降兩種形式。對架車安全影響如下：

1.架車機(jī)地坑基礎(chǔ)周邊存在空洞，可能導(dǎo)致地鐵列車架車作業(yè)時(shí)，列車突然傾覆。

2.架車機(jī)地坑基礎(chǔ)緩慢沉降，導(dǎo)致固定式架車機(jī)舉升柱傾斜，影響架車作業(yè)安全。

（二）基礎(chǔ)沉降對策

1.對架車機(jī)地坑基礎(chǔ)進(jìn)行勘探，如雷達(dá)探測，如發(fā)現(xiàn)地坑基礎(chǔ)有空洞，應(yīng)立即停用架車機(jī)。

2.每周監(jiān)測架車機(jī)的沉降量，對影響架車安全的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行測量評估。

二、固定式架車機(jī)安全使用評估

（一）架車安全風(fēng)險(xiǎn)分類

架車作業(yè)主要存在溜車、側(cè)翻、脫落三種危險(xiǎn)因素，分別決定于舉升柱的水平度及輪對與舉升柱的搭接量。

（二）架車機(jī)水平度分析

為保證所有舉升柱在同一水平面上，需對固定式架車機(jī)承重鋼結(jié)構(gòu)的水平度及架車機(jī)舉升柱的初始位置水平度進(jìn)行測量評估。

1. 固定式架車機(jī)承重鋼結(jié)構(gòu)的水平度

承重點(diǎn)均需用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量。綜合多臺(tái)架車機(jī)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)、各廠家提供標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)驗(yàn)，推薦標(biāo)準(zhǔn)為架車機(jī)承重框架各承重點(diǎn)：單坑水平高度差應(yīng)小于4mm，相鄰地坑水平高度差應(yīng)小于8mm，所有地坑水平高度差應(yīng)小于12mm。

2. 架車機(jī)轉(zhuǎn)向架舉升柱的初始位置水平度

每個(gè)地坑單元取4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量，原則上應(yīng)為4各輪對舉升點(diǎn)。用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量。綜合多臺(tái)架車機(jī)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)、各廠家提供標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)驗(yàn)，推薦標(biāo)準(zhǔn)為架車機(jī)轉(zhuǎn)向架舉升柱各輪對舉升點(diǎn)：單坑水平高度差應(yīng)小于6mm，相鄰地坑水平高度差應(yīng)小于10mm，所有地坑水平高度差應(yīng)小于16mm。

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)分析，我司架車機(jī)目前水平高度偏差符合要求。

（三）輪對踏面與舉升柱搭接量分析

為避免架車作業(yè)時(shí)輪對脫落，對輪對踏面與舉升柱搭接量進(jìn)行評估。

搭接量主要由舉升柱的內(nèi)側(cè)距、垂直度及中心線三個(gè)因素間接決定，由固定軌與活動(dòng)軌的間隙直接決定（固定軌道的安裝符合國標(biāo)要求）。

1.最小搭接量分析

搭接量=135mm-M，M值越大，搭接量越小，M值取決于輪對內(nèi)側(cè)至固定軌道的內(nèi)側(cè)距離、固定軌道的寬度及固定軌道與舉升柱之間的間隙，M=A+B+C，B的值為42mm。

輪對內(nèi)側(cè)與軌道內(nèi)側(cè)的最大間隙值A(chǔ)：

輪緣內(nèi)側(cè)與固定軌道的最大間隙值=最大軌道內(nèi)側(cè)距-最小輪緣厚度-最小輪對內(nèi)側(cè)距

A=X-Y-Z =（1435+2）-23-（1353-2）=63mm

內(nèi)側(cè)距、中心線及垂直度三個(gè)因素通過影響固定軌道與活動(dòng)軌道的間隙值，影響輪對與舉升柱的搭接量。

以上三種最惡劣的條件下對應(yīng)的固定軌道與活動(dòng)軌道的間隙最大值為10.2mm（現(xiàn)場實(shí)測）。

M=A+B+C=63+42+10=115mm

輪對與舉升柱的最小搭接=135-M=135-115=20mm。

2.最小搭接量受力分析

輪緣外側(cè)可近似于一條直線，與舉升柱接觸時(shí)受力點(diǎn)始終在舉升柱最邊緣，因此搭接量為65mm至20mm時(shí)，舉升柱的受力情況基本不變。

因此最小搭接量為20mm時(shí)，舉升柱受力情況基本不變，且輪對外側(cè)2mm處有25mm高止檔，輪對不會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑。

考慮列車如偏至極限位置，將導(dǎo)致中心銷無法對位，如強(qiáng)制舉升會(huì)造成危險(xiǎn)。因此參考中心銷安裝位置允許偏移量經(jīng)驗(yàn)值（約10mm）、架車機(jī)理論搭接量（46.5mm）及現(xiàn)場實(shí)測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（最小36mm），確定架車機(jī)最小安全搭接量應(yīng)為32mm。

相應(yīng)措施：在轉(zhuǎn)向架舉升柱上做紅色安全標(biāo)示線，操作人員在架車作業(yè)前需確認(rèn)輪對處于安全范圍內(nèi)，方可進(jìn)行架車作業(yè)。

3.相關(guān)因素分析

（1）架車機(jī)舉升柱間的內(nèi)側(cè)距在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)（各廠家設(shè)計(jì)要求不同，推薦誤差在20mm內(nèi)）。

（2）架車機(jī)舉升柱的垂直度在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。轉(zhuǎn)向架及車體舉升柱均需舉升至最大高度，此時(shí)測量舉升柱在前后左右二維空間2個(gè)方向上的垂直度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)（各廠家設(shè)計(jì)要求不同，推薦誤差在5.5mm/m范圍內(nèi)，含舉升柱平面度誤差）。

（3）架車機(jī)各舉升柱之間的中心線相對于軌道中心線的偏差需在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)（各廠家設(shè)計(jì)要求不同，推薦誤差在±4mm范圍內(nèi)）。

相關(guān)因素雖間接影響架車安全，但如相關(guān)因素嚴(yán)重超標(biāo)，將影響架車機(jī)的受力，長期使用將影響架車機(jī)的壽命。因此如相關(guān)因素偏差較大，需進(jìn)行矯正，以提高設(shè)備的安全、使用性能。

三、結(jié)論

（一）架車機(jī)舉升柱水平高度符合標(biāo)準(zhǔn)。

（二）架車機(jī)的舉升柱內(nèi)側(cè)距、垂直度及中心線偏差少許超標(biāo)，后續(xù)需進(jìn)行調(diào)整。

（三）綜合考慮理論最小搭接量20mm、現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)、中心銷安裝允許偏差、理論設(shè)計(jì)搭接量（46.5mm）及安全余量，設(shè)定架車機(jī)現(xiàn)場最小搭接量為32mm。

綜上所述，目前我司固定式架車機(jī)可以安全使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]pfaff固定式架車機(jī)維護(hù)手冊

[2]pfaff固定式架車機(jī)操作手冊

[3]地鐵列車相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參照國標(biāo)、鐵標(biāo)