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TAS-3无砟轨道双块式框架轨排法施工技术
西安远景智能控制有限公司
目录
前言
一、市场现有框架轨排产品优缺点分析
二、TAS-3M框架轨排产品与TAS-3E精调设备介绍
三、自动化精调工艺和施工效益分析
四、施工设备配置方案
前言
西安远景智能控制有限公司致力于高速铁路无砟轨道自动精调系统的研发及制造。我们研制CRTS II型轨道板全自动精调设备在京沪高铁、京石高铁施工中得到广泛应用，获得了国家发明专利，通过了部级鉴定，获得了铁道部科技进步二等奖。
目前我们再次成功开发了用于双块式无砟轨道全自动精调系统，这些产品不是单纯的硬件设施，而是由一套独有的施工工法、软件、设备等组成的系统；是经过长期的经验积累、反复实验、与施工过程紧密结合的一套可提高施工效率、节省资金投入、节约人力、提高施工企业竞争力的一套设备与方法。
针对高速铁路客运专线采用框架轨排法施工工艺的情况，我公司在原有双块式人工轨排法施工基础上，研发出可实现全自动精调的设备（TAS-3E）和新型框架(TAS-3M)。该套设备可有效提高轨排精调效率，为施工单位提升施工速度，节省工期、设备、人员甚至工作面等，节约大量资金。
西安远景智能控制有限公司研发的TAS-3系列产品已经获得国家发明专利（专利号201120316906.6 ）（201220135156.7），是经过国家权威机构认可的全新产品，知识产权受到国家法律保护。
一、市场现有框架轨排产品优缺点分析
采用框架轨排法施工，可有效保证轨距,提高轨排的整体刚性,并减少了轨排组装、提轨等环节，提高施工质量、节约人力。目前市面上已经有多家产品在隧道、特殊路段、试验段等实际应用，满足了施工要求。然而，随着框架轨排法大面积推广，老式框架的结构在轨道精调方面的一些不足，变成了不容忽视的问题，成了制约功效提高的瓶颈，主要表现在以下方面：
1、轨排支腿和轨向锁定杆是相互独立的两套支撑系统，调整过程互相影响。
当通过轨向锁定杆进行水平调整时，高程会发生位移;调整高程时，同样会造成轨排中线发生位移。特别是在精调时，两套系统互相影响，需要反复测量调整，增加调整次数，降低调整效率。
2、支撑点多，结构过定位，精调难度大。
采用框架轨排法，老式6.5米的框架轨排有四对调整点,由于框架使轨排的刚性提升，在逐点精调时，相邻两点会产生相互扰动。需要多次反复一组轨排才能调整到位，调整效率会降低。在调整前,仍旧需要安装螺杆支撑器,使精调的难度进一步加大;尤其在零点几毫米的微调时,这种相互干扰的几套支撑系统,很难满足施工质量和进度的要求。
有的种类框架轨排还要和模板连接，在浇筑水泥时，振动器或其他设备的工作会影响已经调好的成果。
3、无论直线段还是曲线段，都需要轨向锁定杆，严重影响现场物流通过性。
由于轨排的轨向锁定杆分别斜支于通道或挡墙之上，因此严重影响到现场物流的通过性，包括龙门吊、物流车等，物流不畅，降低其他环节施工效率，影响整个施工进度。
4、 温度稳定性差。
由于轨向调整力由连杆在挡墙与框架之间产生，精调完成以后，拉杆处于受力状态，静放时间稍长（夏天1小时），应力随温度变化，拉杆产生变形，轨排发生位移，精度降低，需要重调。
如何更好的发挥框架轨排法的优点，解决其存在的问题，提升施工单位的施工质量、加快进度、节省资金与与人力，成为施工单位最关心的问题。
二、TAS-3M框架轨排产品与TAS-3E精调设备介绍
针对老式框架轨排自身结构存在的问题，从施工单位提高工效、节约资金的需求出发，结合轨道板精调设备的成果，在原有双块式精调系统的基础上，我公司研制出一套全自动精调系统。这套系统首先改进了老式框架轨排，同时配套有集机械、自动控制、测量技术、信息技术与一体的全自动精调设备。
1、TAS-3M可自动调节的框架轨排
为了解决老式框架轨排现存的上述问题，我公司对框架的内部结构进行了深度研究，结合了武广高铁雷达2000与郑西高铁旭普林等双快式无砟轨道施工的经验，设计制造了无需依托挡墙、桥面为支撑体的框架轨排。
这种全新机构的TAS-3M框架轨排在国内技术领先，获得国家专利。它主要的突破是轨向调整由内部运动机构完成，包含了齿轮箱、螺杆机构、滑板机构、限位机构、润滑机构、两端同步机构等。三框架结构，既保证了轨排的刚性又减少了调整点，精调非常快捷。
TAS-3M框架轨排的结构更加合理，轨向、高程调整方向均垂直向上，与模板不发生任何干涉；尺寸更加优化紧凑，不影响龙门吊等物流设备的通行；布局更合理，有很大的抹灰收面空间。
TAS-3M框架轨排经过了西宝高铁试验段施工的实际应用，验证了精度与效率，显示了它的优越性，得到了用户的赞扬，得到了业主与监理的肯定。
2、
TAS-3E型双块式全自动精调设备
影响轨道精调效率与质量的因素，除了框架轨排这种设备之外，还有施工组织、物流速度、人工因素（精度极限、人为错误、疲劳、重复劳动、责任心等）。在高铁施工中我们经常听到“最先进的高铁技术、最尖端的测量仪器、最苛刻的质量要求，但是在关键的最后0.5mm的精度是由农民工抡扳手干出来的”说法。
目前配合老式框架轨排施工，有价值百万以上、全世界最顶级的测量仪器，能够检测出小于0.1mm的高程、轨向误差，但是消除这个误差，却要靠人员口头传递信息，由人工凭感觉与经验扳动动螺杆来实现。
人工精调的低效率已经变成了施工进度加快的制约因素。为了在每天气温适宜的4-6个小时内，精调出更多的轨排，许多施工单位只能依靠增开工作面的方法，这样需要成倍增加测量仪器与小车、框架轨排、测量人员、精调人员、水泥浇注人员与设备等，费用成倍增加。
为了提高精调速度，我们发明了TAS-3E型双块式全自动精调设备，用机器动作代替工人劳动，用无线信息传递代替人工喊话，在不用增加测量设备与人员、不用增加水泥浇注设备与人员的前提下，在有限的时间内完成更长的工作面。
TAS-3E型双块式全自动精调设备提高施工效率的主要原因有以下几条：
*9台电动调整器代替人工，实现一个轨排三个断面上9个偏差值消除
*测量小车的数据通过无线信号瞬间传输，快捷可靠，没有任何人为误差
*每次测量各点误差大小不同，精调设备内置的算法程序会按照最优调节量与顺序指挥调整器动作
*一次测量结果获得后，9台调整器同步转动，轨排一次整体动作在1-2分钟内完成
*调整器动作有极高精度传感器反馈，理论精度小于0.01mm。框架轨排动作一次，大部分点的高程或或轨向可达到设计要求
*调整器动作快、扭矩大，永不疲倦，彻底摒弃了人为因素的干扰，减少了反复的次数
*调整一个轨排大约只需8-10分钟，是人工效率的2-3倍
*安装、移动简单快捷，使用简易，对操作人员要求低
通过采用我公司TAS-3系列产品的技术和设备，可有效解决精调效率不高的施工难题，加快了物流，为施工单位提高施工效率、缩短工期、减少人员、节省工作面等提供了技术保障。
三、施工工艺和效益分析
1.施工工艺流程
机器与人工相比，取消了一块轨排逐点测、逐点调，多次反复的施工工艺，而改为逐点测，统一调整，反复次数极少。从工艺上节约了精调时间，保证了进度，解决各点之间互相扰动的难题。
2.全自动精调工艺优点
使用TAS-3E全自动精调设备和TAS-3M自动轨排框架相结合的施工工艺，必然能更好地发挥该方法的优势，提高轨排精调效率，保证调整精度，提升施工速度，为施工单位节省工期、设备、人员甚至工作面等，节约大量资金。
*节省工作面
采用TAS-3E全自动精调设备和TAS-3M自动轨排框架配合，由于精调速度快，一台精调设备可以在有限的时间内调出更多的轨排，而不需要通过增加工作面。
*降低施工难度
采用TAS-3E全自动精调设备和TAS-3M自动轨排框架配合的施工方式，减轻了工人的劳动强度，解决了高程与轨向调整互相干扰。减少了反复测量调整次数，提高了调整结果精度。对人员依赖性降低，原有的施工重点得以有效控制，难度降低。
*提高施工效率
机器转动，永不疲倦；动作速度是人工的5倍以上；多点同步动作，到位快速准确；指令精确、调整精确，反复次数减少。
3.经济效益分析
通过实际施工测试，单线精调130米，一组轨排6.5米，20套框架轨排,每组轨排三对调整点，需要调整60点,反复调整4次以上（按4次计算），人工精调一个点用时约2分钟以上,实际在希望的6小时内无法完成。
若采用自动精调设备，调整次数可降为2次，一组轨排一次调整时间约8分钟。安精调时间6个小时算，可调整45套框架轨排（将近300米）效率是人工调整的2倍以上。
西宝客运专线站前工程XBZQ-2标全长约70公里，某单位起初计划人工精调，需要进度按每天每个工作面双线100米计算，需要共开四个工作面，施工周期预计需要六个月左右。采用我公司全自动精调系统与框架轨排施工工艺，每天每个工作面轨排精调施工200米，只需三个月就完成轨排施工。同时有效解决施工中带来的物流压力，从而大大提高工作效率。
如果现场施工组织合理，完全可以为施工单位节省数个工作面。由此而带来的人员设备的节省至少在千万以上。全自动精调系统轨排施工工艺，提高了工作效率，节省工期，直接减少了人力成本，按一个工地300人计算，一天工人工资可达到3万，全自动精调系统轨排施工工艺最少可提前15天结束工程，就在人员工资上可最少节省45万。
使用全自动精调系统轨排施工工艺只需要一个龙门吊即可，因此在设备上又可以在节省近50万。因此，使用全自动精调系统轨排施工工艺，在原有的基础上，还可以从人员工资，设备投入上面再为施工方节省资金可达100多万。
每节省一个工作面，可减少减少一台轨检车小车与全站仪，直接节省100万元以上。考虑后续的泵车、吊车等大型设备，可节省资金可达500万以上。
全自动精调系统轨排施工工艺不仅施工精度高，而且可以轻松按期或提前完成轨道施工。为施工单位赢得时间，赢得得业主奖励。
采用TAS-3E全自动精调设备和TAS-3M自动轨排框架配合的施工方法，提高了施工质量，提高了施工技术的档次，为企业核心竞争力的提升、形象的提升大有裨益，企业在收获经济效益的同时，还会收获良好的社会效益。
总之，在无砟轨道施工过程中，轨道精调效率这个瓶颈，被全自动精调设备和全自动框架轨排相结合的施工方式打破，相信这种工法在不远的将来，会成为主流的施工工艺。
四、施工设备配置方案
1.轨排规格与组合
根据某公司所提供的图纸，依据32米梁和24梁的施工要求，在确定道床板长度的情况下，我们只需提供3种长度规格的框架轨排，即可满足施工要求：
第一种：6492mm
第二种：6867mm
第三种：5842mm
32米梁的桥面所需框架轨排组合如下：
6867 X2 + 5842 X1+ 6492 X2
24米梁的桥面所需框架轨排组合如下：
5842 X2+ 6492 X2
2.设备配置方案（一）：一个工作面每天进度六孔梁，长度约200米左右
所需轨排框架为30套，所需框架轨排规格数量为，长度6867毫米12，5842毫米6套，6492毫米12套。
由于连续循环作业，前一天调整好的框架轨排还在水泥凝固阶段，无法立即取出使用，故再需要准备六孔桥所需框架数量30套，以便交替使用，规格数量与上述相同，因此整个工作面需要框架轨排60套。
自动精调设备只需一台，总计设备配置为：
TAS-3M框架轨排 6867mm ， 5842mm ， 6492mm
数量 24套 12套 24套
工作面（米/每天） 200m
3.配置方案（二）：一个工作面每天进度三孔梁，长度约100米左右
所需轨排框架为15套，所需框架轨排规格数量为，长度6867毫米6，5842毫米3套，6492毫米6套。
同样，由于连续循环作业，还需要准备三孔桥所需框架数量15套，以便交替使用，规格数量与上述相同，因此整个工作面需要框架轨排30套。
自动精调设备只需一台，总计设备成本为：
TAS-3M框架轨排 6867mm 5842mm 6492mm
数量 12套 6套 12套
工作面（米/每天） 100m
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[ 本帖最后由 yuanjingzhineng 于 2012-4-28 14:36 编辑 ] |
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发表于 2012-4-28 10:46:19
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