集裝箱裝卸機械軌道維修方案

薛寶明 紀玉華 王傳錄 章錫偉 呂福軍 宋長熠 張 磊 唐繼波

青島前灣聯合集裝箱碼頭有限責任公司

1 引言

目前，國內外大多數集裝箱碼頭都采用軌道式岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)和軌道式龍門起重機(以下簡稱場橋)進行集裝箱的裝卸作業。作為岸橋、場橋的行走作業的基礎部分的軌道，在使用過程中經常出現下陷、斷裂、基礎混凝土破壞等嚴重問題，從而影響機械的安全運行[1]。

目前，青島港口岸橋、場橋軌道已經使用了10年，因為長時間使用，再加上熱脹冷縮，軌道的損壞率逐漸上升。軌道最常出現的問題是軌道下陷、受外力變形、斷裂、軌道接頭出現高低差等。最為嚴重的是軌道下陷，沉重的機械運行時使軌道受到震動，軌道墊皮磨損，使軌道與基礎之間有空隙，長時間使用基礎多處出現損壞，表現在軌道下陷、螺栓磨損、設備與地面發生干涉等方面。U泊位的A、B、C這3個場區的軌道損壞率最高，3個場區共計7條線，每條線的軌道長1 560 m；每條線的兩側軌道，靠近集卡車輛通行的一側損壞的比例約50%，另一側損壞的比例約15%。

2 堆場軌道安裝結構分析

青島港口U泊位與四期場橋軌道的安裝工藝不同，四期比U泊位的軌道多了一道鋼墊板，另外安裝工藝也有不同之處。

2.1 U泊位堆場軌道工藝

U泊位堆場軌道下安裝調高墊板和絕緣緩沖墊板，調高墊板厚度規格為2 mm、3 mm、5 mm、8 mm、10 mm，材質為聚乙烯絕緣緩沖墊板材質橡膠。采用鐵座及軌距墊來調整軌距，調整的范圍-8～+12 mm(見圖1)。鋼軌調高是采用不同厚度的調高墊片墊于軌下，基礎最大調高量為30 mm。螺母扭緊力矩為100 Nm。

圖1 U泊位堆場軌道情況

扣件組裝順序為：首先將硫磺砂漿錨固道釘，砂漿標號C35；再次鋪設絕緣緩沖墊板級調高墊板，然后將鋼軌就位；最后按照規定號碼先按裝軌距墊，再裝鐵座彈條、平墊圈。軌道安裝完成后，在使用一定時間后，應將扣件重緊一次。

2.2 四期堆場軌道工藝

四期軌道壓板總成由壓板夾、壓板底座、螺栓、墊片、螺母5部分組成(見圖2)。QU100鋼軌焊接聯成整體，壓板底座采用低氫型焊條焊在鋼墊板上，鋼墊板總長為鋼軌全長+40 mm；由每塊6 m的鋼墊板連接而成，伸縮縫處斷開，平整度要求≤1 mm/m。膠墊板裁剪長度不應小于3 m，膠墊版與膠墊版的接頭應距離鋼墊板接頭至少3 m。

圖2 四期堆場軌道情況

2.3 U泊位堆場軌道與四期堆場軌道優缺點分析

U泊位場地軌道與四期堆場軌道相比較，軌道下未安裝鋼墊板，軌道地面傳力面積小，單位計量面積內承重大，超出軌道梁(軌道槽與軌道接觸部分)商混承壓強度，從而造成接觸面處優先破損，導致軌道下陷。

四期堆場軌道地板通過墊板螺栓與軌道聯接一起，增加軌道整體剛度，減少軌道變形系數，變形量減小，從而約束了大機通過時軌道產生的交變應力。所以四期堆場軌道斷裂數量明顯少于U泊位軌道的斷裂數量。

3 堆場軌道維修方案

3.1 施工工序

堆場軌道結構改造工藝如下：拆除原軌道、破碎基槽；材料、基礎驗收；鋼墊板(地腳螺栓、調校螺栓)人工鉆孔；壓板總成底座焊接及調校螺母焊接；測量標注基準線；安裝軌道墊板；軌道墊板找平；吊裝軌道；鋼軌焊接；軌道找平、調直；緊固螺栓；復測鋼軌；驗收、交接。

3.2 技術要求

采用國產鋼軌、扣件、鋼墊板、螺栓。鋼墊板的厚度達到3 cm，鋼墊板下的灌漿厚度達到5 cm。鋼軌之間連接采用鋁熱焊接技術。鋼軌墊板頂面縱橫水平度不超過2/1 000，以保證軌道安裝完成后的水平。

鋼軌安裝標準見表1。

表1 軌道安裝要求標準

3.3 施工方案

拆除軌道時破碎軌道槽內的填充物并清理，破解螺栓，拆除軌道壓板扣件，拆除軌道。破碎鋼軌底的混凝土8 cm,槽內找平，軌道槽兩側加寬，以便安裝鋼墊板。

安裝軌道的具體工藝步驟如下：

(1)制作鋼墊板。采購的鋼墊板厚度取決于軌道槽的深度，厚度約3 cm，在鋼墊板上打好預埋絲孔和調校絲孔。

(2)放線。軌道槽內渣土清理干凈，可用壓縮氣吹除；放出鋼墊板的定位線，在軌道槽內鉆孔。

(3)安裝鋼墊板。將鋼墊板置于軌道槽內，做初步水平調整，不要上緊螺母；把壓板底座的位置測量放線，準確地焊接在鋼墊板上，讓鋼墊板自然冷卻到大氣溫度；壓板底座焊接后，再一次測量鋼墊板，進行調整。

(4)灌注灌漿料。將攪拌好的灌漿料從一側慢慢注入，從另一側流出，使鋼墊板與混凝土之間灌漿料密實，灌漿料灌好后對鋼墊板進行清理。

(5)灌漿料養護。灌漿料養護至70%的強度，方可安裝軌道。

(6)安裝軌道。采用鋁熱焊接方法將軌道整體焊接好，根據測量中心線和測點線進行軌道定位；安裝膠墊板，安裝將軌道，調整軌道，安裝壓板，將軌道壓緊壓實；對軌道平直度進行測量。

(7)軌道槽填充。軌道安裝好后，需要經過一段時間試運行，再將軌道槽填充。

(8)軌道復測。軌道安裝完成后，對軌道進行二次效驗，確保各項指標符合要求。

4 結語

2016年U泊軌道維修30處，維修長度863.4 m，主要集中在A、B、C場區；2017年U泊軌道維修53處，維修長度2 421.8 m，主要集中在A、B、C、E場區；2018年U泊軌道維修30處，維修長度2 165.4 m，主要集中在A、B、D、E場區。

針對U泊位場橋軌道原設計結構形式，在后續的使用維修過程中，采用改造維修方案替代原設計維修方案，雖然每米維修單價有所增加，但維修完成后，故障率和故障周期明顯降低，最終綜合單價降低。另外，軌道損壞率降低，設備連鎖故障減少，保障了設備平穩運行，提高了設備管理安全性，是一種可行的軌道維修方案。