橋梁機械清篩遇到的困難及相應措施分析

王 志 忠

(朔黃鐵路發展有限責任公司,河北 肅寧 062350)

1 概述

鐵路線路經過長期的車輛運行，道床石砟直接的摩擦產生了粉末和碎小石砟及自然的粉塵、煤灰加劇了線路石砟的臟污板結，線路翻漿冒泥，造成軌道彈性降低，加快了鋼軌磨損，影響列車通過能力。對線路進行道床破底清篩，是解決上述問題的唯一途徑。普通線路已實現了機械化清篩。橋上線路由于受橋梁結構影響一直無法機械化清篩，采用人工清篩，效率低且質量不均勻，因此道砟橋面成為線路薄弱環節之一。

2 橋梁清篩主要工作量及特點

2.1 主要工程量

橋梁機械清篩主要施工內容：橋上灑水降塵；對撥道側軌枕頭石砟進行機械排犁(人工挖溝減小撥道阻力)；撥道測量點開挖；護軌、地錨、拉桿的拆除及恢復；跨公路橋梁的漏砟防護；道床內隱蔽設備(過道電纜等)探挖、防護；預卸石砟；篩前精準撥道；大機清篩；疏通泄水孔；更換破損蓋砟板；線路恢復；撤除超高墊板；膠墊整正；方正偏斜軌枕；更換失效軌枕、扣件；篩邊；做標準道床；施工計劃申請、登記、消記；駐站聯絡；區間安全防護；各類信號牌設置；與各配合單位人員協調配合等。

2.2 施工作業條件

施工封鎖計劃：天窗點內封鎖施工地段，設置移動停車信號牌，天窗點封閉時間240 min(不少于180 min)，具體時間、地點以要點登記為準。

2.3 技術標準

1)清篩斷面：外側至擋砟墻，軌枕底以下300 mm范圍，特殊地段清篩深度不小于189 mm(人工篩與機篩標準一致)；橋梁外延線路(清篩橋梁頭、尾外側20 m范圍內線路)清篩斷面：曲線地段相應加寬，并線地段內側篩至不小于兩線間軌枕頭的1/2；不能機篩的地段(調諧區、電務設備等地段)進行人工清篩，保證橋梁清篩貫通；作業中料具和堆放的石砟不得侵限。

2)清篩前須進行灑水降塵。橋梁清篩前必須在電務設備段鋪設工程布，防止污土污染電務設備；遇有橋下公路、灌溉水渠時，必須掛設防漏砟裝置，防止污土污染公路、水渠，防止落砟影響公路車輛運行安全。

3)清篩范圍內，影響線路信號補償電容的，應先拆除或綁扎好補償電容，清篩結束后，及時恢復補償電容。整個清篩過程及清篩區域內需有電務人員全程無死角現場防護。

2.4 工程特點

1)工序繁多，清篩作業時間短：橋梁清篩要進行走行灑水、犁邊、篩前精準撥道、大機清篩、搗固恢復作業等工序，再減去機械車往返運行時間后，機械清篩作業時間短。

2)防護任務重：本項工程養護巡視，點外作業上線頻繁，防護工作至關重要。

3)施工難度大:

a.施工前期根據梁體長度不同調查項目多，需大量人工；

b.清篩前橋梁線路護輪軌需拆除并運送至橋外，施工作業結束后恢復(如果護輪軌不影響清篩施工只拆除扣件，減小護軌阻力)；

c.防漏砟設施在作業前安裝及作業后的拆除；

d.撥道前的機械犁邊作業，個別地段需人工挑溝；

e.橋梁總寬度已固定篩前精準撥道是橋梁機械清篩中最為重要的施工難點；

f.更換失效、破損的蓋砟板、擋砟板；

g.梁體上的泄水孔疏通需人工開挖；

h.通過橫向蓋砟板橋端、橋墩臺時需方枕或抽枕；

i.清篩后線路恢復回撥；

j.清篩車的放車、收車安全，防止碰撞梁體擋砟墻；

k.清篩地段的灑水作業。

3 遇到的困難

3.1 小半徑曲線的影響

小半徑曲線橋一共53座，占橋梁總數的18.4%。橋梁機械清篩的車輛順序是：犁邊車→灑水車→撥道車→C64→C64→清篩車→篩后恢復搗固車→整細搗固車。

清篩小半徑曲線橋與其他橋梁的區別在于犁邊與撥道的環節上。直線橋或大半徑曲線橋梁的撥道方向一般是向一側撥道，而且撥道量較小。以朔黃線磊北大橋下行為例：R=995.7,H=45，l=130，右旋曲線。經前期調查探挖后確定橋頭最大撥道量60 mm，橋尾50 mm，均為上挑作業，中間片梁兩側枕木頭距梁體擋砟墻滿足清篩距離要求，不需要撥道。然而小半徑曲線橋梁的撥道就顯得復雜的多，它兩側都需要撥道。以馬圈特大橋上行為例：R=600,H=60，l=140，左旋曲線。前期調查探挖后發現其片梁橫向連接處撥道量為180 mm上挑作業，每片梁中撥道量為70 mm下壓作業。由于線路是左右雙側撥道，所以需要機械犁邊車進行雙側犁邊作業。這也要求搗固車上挑順坡作業完成后馬上又順坡下壓作業，做到精準撥道，確保清篩車能正常運行作業。由于機械犁邊與撥道都是施工工序中靠前的工序，所以小半徑曲線橋上的精準撥道耗費時間越長，耽誤實際有效的清篩時間就越長。

3.2 舊擋砟塊的破損及擋砟塊的位置影響

由于風蝕作用及列車對石砟的沖擊力，部分舊擋砟塊底座、塊體已經不同程度的遭到了破壞。犁邊車、撥道車、清篩車工作時對石砟有一定的擠壓力，破損擋砟塊的約束力難以承受機械車的擠壓力。所以清篩過程中需停車處理破損的擋砟塊，減少了有效的清篩時間。

新式橋梁L型擋砟塊尺寸較大造成兩片梁之間清篩寬度不足。研發時根據既有橋梁線路調查，橋梁一跨兩片梁之間最小寬度尺寸為3 460 mm，橋梁QS450清篩機設計改造清篩寬度為3 360 mm，橋梁清篩時，兩邊大臂左右間隙浮動量為(3 460-3 360)/2=50 mm，舊擋砟塊尺寸為220 mm×200 mm型，寬度為200 mm，不侵入擋砟墻，不占用兩片梁之間的清篩空間。現部分橋梁改為新式擋砟塊，尺寸為400 mm×300 mm型，擋砟塊底寬度為300 mm，比舊擋砟塊寬100 mm，侵入擋砟墻尺寸為80 mm，因此安裝新擋砟塊后兩片梁之間清篩寬為3 460-80=3 380 mm，橋梁清篩時兩邊大臂左右浮動量為(3 380-3 360)/2=10 mm，兩邊只有1 cm的間隙，無法進行機械清篩作業。對安裝新式橋梁L型擋砟塊的橋梁進行清篩時，清篩前需將新安裝的擋砟塊拆除，清篩后再進行恢復。此項工作占用天窗點大量時間與人工，造成新安裝、清篩前人工拆除、篩后恢復重復了人工成本支出，工作事倍功半。

3.3 橋梁托架加固及橋臺處的距離的影響

每座橋梁的橋臺處步行板托架都加固了，個別橋臺處的加固大螺栓已經伸進枕木盒內，枕下100 mm，每隔1.5 m一個，不滿足機械清篩的條件。

有些橋梁特別是小半徑曲線橋，橋臺處梁端擋砟墻緊挨枕木頭，如果滿足機械清篩要求的話，至少要向線間一側撥350 mm以上，但是橋臺一般長8 m，前邊就是片梁的梁端擋砟墻根本沒有距離順坡保證兩側都滿足橋梁清篩車的通過。

3.4 片梁橫向連接處及橋上過軌電纜

片梁的橫向連接處都有鐵板覆蓋，據不完全統計枕木底據片梁連接處鐵板的距離最小為100 mm，不滿足機械清篩的最小深度189 mm。梁體本身是個“U型”結構，過軌電纜橫架到了梁體擋砟墻上方，枕木盒里的過軌電纜比枕木底都高，橋梁清篩機無法通過。

3.5 隱蔽障礙物的影響

清篩過程中，橋上不明障礙物過多，有廢棄的電務設備檢修平臺底座，廢棄的橋梁擋砟塊等。這些障礙物都是埋在石砟下面，很難發現，只有清篩機篩到此處時再做處理，人工將其一一挖出，耽誤清篩時間。

4 對應措施

4.1 小半徑曲線橋影響清篩的措施分析

對于小半徑曲線的精準撥道問題，采取的方法是多挖探點，避免撥道不到位多次退車，耽誤時間。提前調查線路只是探挖梁端、梁中個別點，記錄整座橋梁適不適合機械清篩，撥道量也只能給出個大致范圍，不能準確的給出整座橋梁的撥道量。為了節約撥道時間，采取4.5 m一個探挖點(正對著加固托架的大螺栓)，枕木頭兩側挖開，撥道車根據現場測量枕木頭距擋砟墻的距離確定撥道量，確保清篩機兩側均能通過。一開始的作業流程是：根據提前探挖的個別點進行撥道，計算出梁端到梁中的“不動點”，每次的上挑、下壓作業僅僅根據這3個點的數值進行，不準確，速度也慢。撥道車根據實際測量的探挖點進行撥道，既準確又快速。縮短了撥道時間，從而增加了有效的清篩時間。

4.2 擋砟塊影響清篩的措施分析

對于破損的及擋砟塊底座已經侵入擋砟墻內的擋砟塊，采取的措施是天窗點上人工提前拆除擋砟塊，篩后恢復。人工拆除擋砟塊后再進行犁邊、撥道、清篩作業，浪費天窗時間。由于清篩后恢復破損的擋砟塊耗費勞動力過大，而且現在采取的措施是將擋砟塊豎起后，用編織袋裝滿石砟頂在步行板一側，防止擋砟塊傾斜、倒塌。這樣的方式對于發揮擋砟塊的作用是沒有多大意義的。是否可以更換完破損的擋砟塊后再清篩，或是清篩完后馬上更換新的擋砟塊，還有待研究。

對于擋砟塊底座已經侵入擋砟墻內的擋砟塊，可采取改變擋砟塊尺寸的方式，在擋砟塊需要更換時，更換新尺寸的擋砟塊，避免擋砟塊底座侵入擋砟墻內。

4.3 橋臺處距離不滿足清篩措施分析

在不破壞既有設備的前提下進行施工作業。既然橋臺處加固托架的設備不滿足清篩所需總寬度的條件，又無法將其拆除只能在橋臺處進行人工清篩。人工清篩和機械清篩同時施工，難免有作業上的沖突，將人員進行合理的分配，確保同時順利施工。前期準備工作時，人工清篩地段可安排大量人員清篩，當清篩車開始清篩時，人員去配合機械清篩，可留少部分人員進行人工清篩。第一臺搗固車緊隨清篩機后，第二臺搗固車等待人工篩地段的搗固后再跟機搗固作業。確保人工清篩完成，不遺留問題。

4.4 對于底砟不滿足措施的分析

可采取“方枕木”的方式通過。具體操作辦法為：提前將底砟掏空，撥移枕木三根，一根向西撥，另外兩根向東撥(梁端橫向連接處防護較寬時還需多方枕木)，留出足夠水平底梁上升和下降的空間和寬度。清篩車清篩到此處時，篩過第一根枕木后，將底梁和扒鏈向上提升，關閉振動篩、轉動裝置，夾軌鉗向上提軌保證底梁扒鏈通過，運行至橫向連接防護上方處時撥回第一根枕木，運行至第二根枕木時開啟清篩車轉動裝置，讓其篩過第二、三根枕木后，回撥第二、三根枕木至起始位置，開啟振動篩。在所有準備工作完成的情況下，方一處枕木需要9 min。以馬圈特大橋上行為例，一個天窗點清篩了5片梁有3處需要方枕木，9×3=27 min，大大縮短了有效的清篩時間。

對于橋上電纜通過措施的分析：橋梁兩側的電纜也沒有富余量，不能通過降低電纜的高度來實現清篩機的順利通過。如果采取抽兩根枕木后再方枕木通過的話，一是橋梁上有護軌抽枕木不方便；二是從抽枕木，方枕木，安枕木的時間上來計算，還是導槽節約時間，風險性又小。拆卸底梁、扒鏈→人工將其拽出→放入另一個坑槽中→機械車運行→接底梁、扒鏈→清篩，重新導槽的時間大約是35 min。

4.5 障礙物影響措施的分析

對于廢棄的電務設備檢修平臺，提前和電務工隊溝通，確定具體位置，在調查探挖線路的時候，就將其處理掉，以免清篩至此還得停車處理，耽誤時間。對于隱蔽的障礙物，只能調查時采取多挖探測點的方法，遇到障礙物及時處理。

5 結語

從直線橋到大半徑曲線橋再到現在的小半徑曲線橋梁清篩，不斷的在實踐中采取數據、總結經驗。理論設計清篩作業進度：340 m/h。實際作業進度(考慮各種不利因素減半)：340 m/h÷2=170 m/h。即4 h天窗點，純清篩1.5 h，可以清篩170 m/h×1.5 h=255 m。通過對橋梁清篩中遇到的困難及措施的分析，就是要縮短各種不利因素的時間，提高純清篩的時間，從而提高清篩進度，達到盡快整治橋梁線路病害的目的。