混凝土板體結構在工礦企業鐵路道口中的應用

肖強

（江西新余鋼鐵集團有限公司運輸部 江西新余 338001）

引言

工礦企業由于受到地形、地物的影響，在鐵路運輸線路上存在數量較大的道口，其直接承受鐵路、公路雙向重載車輛的沖擊，因此，道口設施的結構很容易被巨大的沖擊力破壞。過去道口設施普遍采用混凝土塊、鋼軌軌排、橡膠塊等作為道口材質，但實際使用效果均不理想，每年因道口設施檢修需要投入大量人力、物力，此外還對工礦企業的生產帶來了不利影響，本文以江西新余鋼鐵集團公司鐵路運輸線路升級改造工程為例，通過鐵路道口的受力特點和結構進行分析，探討一種完全能適應工礦企業使用的新型混凝土板體結構，并對該結構的應用進行了系統的總結。

1 工礦企業鐵路道口的特點

1.1 使用壽命短

道口承重能力差，難以長時間經受鐵路和公路雙重沖擊，以至于道口經常需要翻修，給工礦企業交通和生產都帶來不利影響。

1.2 軌道幾何尺寸急劇變化

道口本身結構被破壞導致軌道的幾何形位發生變化，從而難以保證鐵路和公路的安全運行。

1.3 整體性能差

過去采用的道口都是與軌道本身相互獨立的塊狀材料，其整體性很難保持，經常發生歪斜、破損及不均勻沉降，嚴重危及運輸安全。

2 混凝土整板的設計思路

工礦企業的特點是車輛載重量大，且通過密度大，直接影響道口結構壽命的就是道口設施的承重能力和整體性能。江西新余鋼鐵集團公司（下文簡稱“新鋼公司”）在2014進行線路升級改造過程中高度重視鐵路道口的創新設計，為此，年工程技術人員提出了采用新材料和新工藝，對原有道口結構進行改良，研制出將“軌道”和“道口設施”一體化的混凝土整板結構的道口設施，即在平整的場地預鋪軌道，后在軌道內外兩側采用特殊鋼結構進行加固處理，最后制作模板將軌道部分用混凝土進行整體澆筑成為穩固的板體結構，板體兩端預留足夠長的鋼軌部分已對接線路鋼軌，我們將該板體結構稱之為混凝土整體道口板，其外觀效果如圖1。

圖1 混凝土整體道口板效果圖

3 混凝土整體道口板的實施過程

3.1 技術準備及要求

（1）根據道口實地進行測量，確定道口板的尺寸，如果道口處在曲線地段，需要測量正矢以確定曲線的半徑。

（2）確定現有鐵路道口兩側鋼軌接頭位置，以確定制作道口板時確定鋼軌的長度。

（3）道口板制作過程中，軌道部分的制作應嚴格按鐵路技術標準，控制誤差。

（4）在對整筑式道口板制模時，應注意道口輪緣槽的預留，并且設置寬度為80mm。

（5）在對道口板進行澆筑時，混凝土的強度等級應不小于C40。

3.2 材料準備及要求

本文以新鋼公司鐵水線升級改造工程為例，道口處使用60kg/m鋼軌。

（1）鋼板：鋼板的平面尺寸比道口平面尺寸略大（寬度大50mm），厚度為10mm，作為道口板體的底面，用于在其上部焊接鋼結構之用。

（2）軌道部分材料：60kg/m型鋼軌（新軌）、新Ⅱ型混凝土枕及扣件。

（3）骨架部分材料：50kg/m型鋼軌或43kg/m鋼軌（可用回收舊軌）、50×50角鋼、φ12鋼筋。

（4）起吊點材料：20mm厚鋼板。

（5）強度等級為C40的混凝土。

3.3 混凝土整體道口板的制作

（1）場地的選擇

選擇一塊足夠開敞且平整的空地，用于制作混凝土整體道口板，如場地不夠平整，可用細砂進行找平處理，以確保道口底板的平整。此外，道口板制作場地應盡量靠近鐵路線，以便后期吊裝至平板車運送至鐵路道口處。

（2）底部鋼板的鋪設

采用10mm厚鋼板鋪設于選擇好的場地上，尺寸與道口板實際尺寸相仿，僅寬度比混凝土枕略寬，取2560mm為宜。如單塊鋼板尺寸不夠，則可用多塊鋼板進行拼接，接縫處進行加固焊補處理。

（3）軌道的鋪設

在已鋪設好的鋼板上，按標準間距放置新Ⅱ型混凝土枕，后架設60kg/m走行鋼軌，按技術規范聯接好所有扣件，鋪設完成后如圖4。

（4）骨架鋼結構的布置

軌道鋪設完成后，在軌枕之間的空隙內適當布置軌排支架，用于架設骨架用鋼結構，可采用廢舊50kg/m型鋼軌或43kg/m鋼軌架設在支架上面，軌底部分用卡扣進行焊接牢固，改部分鋼軌可用于加強混凝土板體的承重能力，板體剖面如圖2。

圖2 混凝土整體道口板內部結構圖

（5）鋼筋加固處理

在骨架用鋼軌焊接牢固后，在道口板內部孔隙較大的部位布置加固鋼筋，確保混凝土澆筑后的穩固性，特別在道口板鐵路行車方向端部進行特別加固，確保在機車車輛通過時端部混凝土的強度。

（6）制模、澆筑及養護

道口板體內部鋼結構焊接完成后，對道口板進行制模、澆筑，澆筑過程中必須預留好輪緣槽（寬度為80mm，深度為50mm），采用不低于C40的混凝土進行澆筑并養護。

3.4 混凝土整體道口板的吊裝

（1）混凝土整體道口板的轉運

將澆筑成型后的混凝土整體道口板吊運至鐵路平板車上，卸至道口旁待安裝，吊裝過程如圖3。

（2）道口基槽的開挖

根據道口板的實際尺寸確定基槽開挖的高程，實際開挖須預留道口板底部找平層厚度（約50mm）。

（3）基槽底部找平

基槽開挖至設計標高后，進行初步找平，再用細鋼渣粉對墊層進行精細找平。

（4）道口板吊裝到位

基槽處理完成后，用吊機將道口板板體吊至基槽內，并確保道口板鋼軌與線路鋼軌的方向一致。

（5）道口板兩端線路對接

道口板兩端預留的鋼軌與線路進行對接合攏，如道口板高程存在略微的誤差，可將道口兩側線路進行適當放坡，確保線路穩定。

圖3 混凝土整體道口板的吊裝

4 效果分析

江西新余鋼鐵集團公司自2014成功研制混凝土整體道口板以來，累計制作、安裝道口板26塊，總長300余米。該新型道口板整體性能穩固，承重能力顯著提高，特別能夠適應鐵路、公路雙向重載車輛的碾壓，使用壽命預計可達10年以上。且該板體結構表層為混凝土，摩擦系數較大，各類車輛通過時不容易打滑，通過性能良好，如圖4。

混凝土整體道口板造價低廉，其取材可以從工礦企業報廢的舊鋼軌作為骨架鋼結構，因而降低了造價成本，每米道口板的造價約為4000元，相比同類橡膠道口板約1萬元/m的價格相比成本可降低一半以上，從新鋼公司已完成的混凝土道口板計算，為企業節約成本約180余萬元，經濟效益十分顯著。

圖4 混凝土整體道口板安裝使用效果圖

5 結語

道口是工礦企業的重要交通設施，采用“軌道”與“道口板”一體化設計的混凝土整體道口板能夠有效解決道口各類病害，提高道口的整體性、承重能力和使用壽命，此外其低廉的造價可以為企業節約成本，能夠適應鐵路、公路重載運輸的發展，具有較為顯著的經濟和社會效益。