铁路大型捣固机车作业方法及技术参数分析

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4.5堵管处理

工程经验表明,喷射施工中很少出现堵管现象,一旦出现此情况时则需要确保机械手以及计量泵处于关闭的状态,在此基础上再切断输送风,安排人员拍打软管,并将残留在其中的混凝土清理干净,当做好堵物处理工作后应当注入水进行洗管。

4.6混凝土坍落度要求

严格控制好骨料粒径,其必须介于16mm范围内,一旦超出该标准后则会引发阻力过大问题,并进一步使得骨料无法顺利喷出,所以会对功效造成直接影响。关于混凝土的坍落度,其需要控制在160~180mm范围内,且伴随着集料类型的不同,对应的砂率也存在差异,通常情况下需要介于50%~ 60%之区间内。

4.7工作风压、风量

关于工作风压力,其需要控制在0.2~0.4MPa区间内,这与混凝土的和易性有着密切的关联,如果和易性较为优良,此时所需的工作风压偏小。风压的具体值需要参考工作面距离而确定,同时需要确保机械受输送管径的合理性,所得到混凝土出口速度应足够合理,在实际施工过程中应当对混凝土和易性以及风压值做以分析,在此基础上进行合适地调整,确保混凝土在喷射口区域的质量。

如果岩面较脏,则需要使用高压风进行处理,由此增强混泥土与岩面的粘结力。当出现超欠挖现象后,需要对该部分区域进行处理。如果喷射层厚度偏大,此时在自重的影响下将会引发喷层坍落现象;反之,如果厚度偏小,则会致使部分粗集料发生回弹现象。

5结束语

综上所述,湿喷机械手施工技术尤为关键,它已经在铁路隧道工程中取得了广泛的应用,带来的回弹率更低,具有良好的可操作性,可以显著提升铁路隧道工程质量,具有高度的推广价值。

参考文献

[1]王华春.大型喷射混凝土机械手湿喷工艺施工工法[J].建筑安全, 2018,33(04):67-69.

[2]丁国新.大型喷射混凝土机械手湿喷工艺施工工法[J].科技创新导

报,2017,14(07):53-54.

[3]王智峰.长大隧道湿喷机械手初支施工技术[J].山西建筑,2018,44 (10):166-167.

收稿日期:2019-5-18

作者简介:刘永福(1991-),男,湖南韶山人,工程师,本科,从事铁路施工工作。

铁路大型捣固机车作业方法及技术参数分析黄旷(中铁十七局集团有限公司铺架分公司,山西太原030006)

【摘要】围绕大型捣固机进行探讨,分析了其具体施工流程以及参数设计,并建立三维有限元模型,对其优化前后的机架尺寸与强度进行对比,结果表明优化后机架钢板厚度以及平台负重得到缓解,经本文的探讨,以期给同行提供可行参考,进一步深化铁路工程中大型机械设备的应用水平。

【关键词】捣固机;机架;尺寸优化;参数

【中图分类号】U216.422【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2019)07-0282-02

在当前的铁路工程中,大型捣固机是必不可少的一项设

备,它广泛应用于铁路的新建以及后续维护工作中。基于提升捣固效率的目的,富有针对性的展开了正交试验,从而对捣固锤质量、高度等工艺参数做出了进一步的优化。

1捣固机的组成、施工方式及大机参数设置捣固机主要由机架、凸轮轴、轴承座、捣固锤等部分构成。整个操作围绕两捣一稳的方式而展开,如果选用的是08-32型设备,需要严格将捣固频率控制在16次/min范围内;若选用的是09-32型设备,要求其捣固频率应控制在20次/min以内,与此同时起道量≤15mm了,在操作过程中密切关注镐掌

上沿与轨枕底部所形成的间距,即至少≥10mm。

2合理设置作业参数,进行精细化作业

(1)大机起道:起道标准间距应控制为5m。

(2)大机拨道:不同的地段对应的方法不尽相同,对于直线段而言以激光准直的方法为宜,而对于曲线地段而言以精确法为宜[1]。需要实现做好对线路平面的测量工作,在直线段上设置一定数量的激光发射器基准点,要求其间距达到300m,在后续的施工过程中,需要借助于激光完成对大机拨道的控制。对于曲线段而言,需要以5m为间隔进行检测并将偏差量标记在轨枕上。

(3)稳定作业:应遵循慢速重稳的原则而进行,垂直预加载量需达到10MPa,与此同时预置下沉量需达到10mm,操作过程中设备的频率稳定在30~35Hz区间内。

3大机整道作业标准及程序

具体工艺顺序以及作业标准为:大机3捣2稳+重载轧道30遍+线路测量+大机精确拨道+无缝线路锁定+重载轧道30

遍+大机2捣1稳。

(1)抬道量要求。在召开大机施工之前,需要做好标高测量工作,关于大机抬道量的确定,除了标高差值外,大机施工次数也是需要考虑的内容,就理论层面而言抬道量需要稳定在20~30mm以内。为了大机施工的顺利进行,应在运行之前提供本次抬道量,同时还需要在道心轨枕上做好标记工作,间距以10m为宜。

(2)测量要求。每完成一次大机作业后,都需要做好对线路以及标高的测量工作,对于直线段而言标高与线位各自所对应的测量间距为10m以及50m,对于曲线段而言则均为10m。

(3)无缝线路作业轨温控制。具体情况有:单次起道量要< 30mm,此时拔道量需要控制在10mm下,相较于锁定轨温而言,要求作业过程中的轨温与之差值控制在±20℃以内。此外,如果单次起道量介于31~50mm范围内,相较于锁定轨温而

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图1捣固机机架网格模型

言,要求作业过程中的轨温与之差值控制在0~+15℃范围内。

(4)大机作业的标高要求。首先需要展开4捣2稳处理,所得到的标高应比设计值低40~50mm 为宜,再次基础上进行精确捣固处理。

(5)大机捣固时的作业参数。在捣固过程中,要求夹持压力需要稳定在90~110bar 区间内,除此之外下插深度需介于10~15mm 区间内。不同的捣固设备在操作过程中的最佳频率存在差别,对于步进式而言以16次/min 为宜,对于连续式而言以18次/min 为宜,二者对应的夹持时间均为3位,如果遇到较为特殊的线路地段,则需要略微提升夹持时间,此时以4~5位为宜[2]。

(6)精拨过程中的技术要求及方式。①需要参考铁路局所给出的相关资料,可以得知对于直线段而言以200m 为间距展开布点测量,对于曲线段而言以20m 间距进行,并且所有得到的数据都需要进行加密处理。在对曲线进行拨量测量时,间距以5m 为宜,此时内插法较为可行;在对直线段进行拨量测量时,间距以10m 为宜,此时激光准直法较为可行。②在对数据进行现场标注时,曲线与直线对应的间距分别为5m 与20m ,可以借助于桥梁挡墙等一些可供参考的建筑物获取钢轨外侧的水平距离,以此为基准展开计算,可以得知拨后标准距离,同时将其标注在轨枕上。

(7)大机整治作业需人工配合的内容。①关于扒碴,如果拨移量>50m ,此时扒碴宽度应为该值的1~1.5倍,同时需要进行清理作业,直至轨枕底部为止;如果拨量控制在30~50mm 范围内,此时只需要扒松枕头即可,余下的部分不需要进行扒碴处理。②在正式施工中,任何一台捣固车都需要适配3人,需要做好剩余的拨道量的标记工作,以便后续使用的顺利进行。当结束拨移操作后,必须确保所有相关数据都能得到良好的记录。

4捣固机机架有限元模型

4.1有限元网格模型

为之创建出了有关于捣固机的三维模型图,在此基础上将机架部分导入到HyperMesh 之中,进一步得到了有限元网络模型,具体内容如图1所示。

考虑到钢Q235材料的基本特性,在此基础上确定出机架材料属性。机构需要有由个厚度不一的钢板材料构成,借助于板壳单元完成网格划分工作,单元尺寸要达到10mm 。而关于轴承座部分,则采用六面体单元的方式展开网格划分操作,此时单元尺寸以6mm 为宜。

关于机架的组成,它由4个轮子作为支撑结构,并为之适配了固定装置,由于轮子具有较大的刚性,因此应力并不会对机架带来过多的影响[3]。其中机架的刚性节点,能够实现与两侧机架单元的刚性连接,总共有4个刚性节点,其中6个自由度均受到了约束,进而提升了机架的稳定性。

4.2捣固机机架尺寸优化与分析

在对捣固机机架进行优化时,重点需要围绕目标、约束条件以及设计变量3部分展开,在本次探讨中旨在降低机架重

量,因此将质量最小化视为此次优化工作的目标函数。要求应力最大值为60MPa ,同时位移最大值为0.5mm ,将二者作为优化工作的约束条件。

选取了4种厚度的钢板,将其作为机架材料,并将设计变量与板件厚度属性进行综合性分析,使2者达到关联状态,确保优化后的钢板厚度相同。引入了HyperWorks 软件,实现对尺寸的优化以及对强度的分析,展开了30个迭代步。4.2.1尺寸优化

对优化前后的钢板厚度进行分析。尚未进行优化,那么钢板的厚度极限值分别为40mm 与14mm ;而经过上述一系列优化处理后,所得到的钢板极限值分别为21.8mm 与6.2mm 。

此外,对优化前后的各部分厚度进行分析,具体内容如表1所示。

可以发现,经上述方法进行优化后各部分对应的钢板厚度都出现了下降的趋势,这点在机架连接处体现的尤为明显。基于优化处理后,机架重量由原来的6.227t 大幅下降到了3.705t ,分析得知其降幅达到了41%之多,因此可以显著缓解支撑平台的负重情况。

4.2.2强度分析

对受力最大的工况进行分析,若未经过优化处理,对应的最大应力达到了30MPa ,这明显小于钢板的需用应力;而经过上述优化处理后,最大应力达到了59.8MPa 。进一步分析得知,在保障安全系数的基础之上,经过优化处理后发现机架部分的应力分布具有更明显的均匀性,能够有效缓解应力集中现象。

经过优化后,在不影响整体运行性能的前提下,可以大幅缩减机架的钢板厚度,对于提锤而言尤为明显,其减幅达到了41%之多,此时平台支撑负重得到了缓解。

5施工安全保证措施

在动车之前,要求必须进行长达5s 的鸣笛,此后方可动车。在后退过程中大机后部应安排人员进行指导,在动车过程中不可出现鸣笛现象。当机组进入到封锁地段后,机械车独自运行时间需要>300m ,运行速度应控制在40km/h 以内,这是确保施工得以稳定进行的基本前提。

6结束语

综上所述,本文围绕铁路大型捣固机车施工展开探讨,总结出一些可行的技术方法,采取了优化处理措施,此后机架的重量以及厚度等都得到了明显的改善,在减轻平台负重的同时不会对正常施工造成任何影响,因此具有较高的可行性,能够为工程人员提供一些可行的参考。

参考文献

[1]周晓东.捣固锤修整装置在焦化行业的应用[J].自动化应用,2018(11):33-34.

[2]樊海莲.捣固机机架的力学分析研究[J].山西冶金,2018(04):35-38.[3]刘冬野.分体式6.25m 捣固侧装煤车现场测试与校核[J].机械管理开发,2017(12):15-16+33.

收稿日期:2019-6-18作者简介:黄旷(1985-),男,湖北大悟人,工程师,本科,从事设备物资管理工作。

项目原始值(mm )

优化值上部机架厚度14 6.2中部机架厚度169.3下部机厚度2014.6机架连接处厚度

40

21.8

表1捣固机机架尺寸优化结果

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