柔性軌道固定技術

         起重機軌道處于機械和土建工程之間一個結合領域,通常情況下,機械工程師只是關注起重機設備本身所存在的問題,而土建工程師關心的僅是軌道基礎結構是否安全可靠,而對介于二者之間起重機軌道,由于沒有專門的工程技術人員來研究,所以這里會經常出現各種問題,目前國內現有的起重機軌道,大部分仍采用的是魚尾板連接鋼軌的傳統做法,起重機鋼軌固定件大都采用的是鐵路軌道專用的扣件,這種傳統的硬式軌道固定系統,對于作業繁忙、輪壓較大的起重機軌道,已越來越不適應,產生的問題也越來越多。采用GANTRAIL鋼軌柔性固定技術,可以很好地解決現行軌道存在的主要問題,下面就GANTRAIL技術的主要特點及本工程大車軌道修理方案說明如下:
一、老式軌道固定系統現在存在的主要問題
- 鋼軌之間用魚尾板連接,鋼軌之間有接口,當起重機在通過鋼軌接口時,產生強烈振動、沖擊,起重機行走機構出現軸承磨損故障;
- 壓板螺栓及魚尾板螺栓,由于直接承受軌道傳來的荷載,出現松動、脫落現象,每年需要不定期維護,費工費時;
- 鋼軌出現磨損、啃軌現象,鋼軌在接口處出現錯位、變形,很難對鋼軌進行側向調整;
- 鋼軌下的混凝土基礎容易破碎,產生局部下沉,尤其在鋼軌接口處,損壞情況最為嚴重;
- 局部鋼軌沿軸線方向成蛇形彎曲;
- 普通壓板無法壓住鋼軌;
- 因原鋼軌直接與混凝土基礎剛性接觸,混凝土基礎局部破損,另外軌道梁本身又有不同程度的下沉,導致軌道高低不平。       
二、軌道固定系統損壞原因
1.軌道接口:
起重機軌道都是采用魚尾板將一段段的鋼軌連接起來的,鋼軌與鋼軌之間有一個空隙大小不等的接口,鋼軌不能連成一個連續式的整體。每當起重機的大車輪子通過鋼軌接口處時,會產生較大的振動,接口間隙越大,振動也越大,頻繁的振動造成壓板固定螺栓和魚尾板固定螺栓松動,壓碎鋼軌接口處下面的混泥土層,導致鋼軌下沉,甚至造成鋼軌接口處兩軌頂面高低不平、錯開等現象。強烈的振動同時也使起重機受損,發生起重機驅動輪軸承過度磨損現象。
2.現存的軌道壓板存在缺陷:
固定鋼軌的壓板,是直接固定在錨固螺栓上的。起重機行走時產生的側向力,直接傳給錨固螺栓而做用于混凝土基礎上,當側向力超過了混凝土的強度極限,就會導致混凝土局部破損,錨固螺栓松動。另外,許多傳統的壓板是不能側向調節的,在安裝時不能保證壓板與鋼軌的可靠接觸。起重機在運行時,當側向力作用在和鋼軌邊緣相接觸的第一個壓板上時,因為鋼軌在側向力作用下相對是不會彎曲的,那么側向力就必須有著單個的壓板來承受,如果側向力很大, 那么壓板螺栓的松動及壓板體破壞的問題就會產生。
另外當起重機沿軌道行走時,在車輪前后軌道會被垂直“提起”,形成“弓”形。雖然垂直方向提起的距離很小,但是力量很大,現存的軌道壓板由于是硬碰硬垂直方向壓緊鋼軌道,使軌道固定螺栓容易拔起、混凝土松動。同時也能使軌道發生變形.
3. “液壓”效應 和鋼軌支撐面不平造成軌道基礎破損:
由于起重機在軌道上來回移動時,軌道基礎承受的沖擊力較大,容易造成軌道水泥基礎開裂,縮短使用壽命。另外,普通水泥在硬化過程中會產生收縮,在水泥表面出現縫隙。這種縫隙及開裂會滲入雨水。當起重機行走時,對軌道基礎產生的巨大壓力又會將滲入的雨水擠出,雨水擠出時會對基礎產生沖刷作用。天長日久,雨水的不斷滲入和被擠出導致軌道基礎出現空洞,造成軌道下沉,影響軌道的正常生產運行。
三、軌道修理工程的主要特點
- 已經投產運營,在進行起重機軌道改造時,對施工工期要求比較緊。
- 傳統固定系統,錨固螺栓直接承受軌道傳來的荷載,造成錨固螺栓松動現象較普遍,如果仍采用傳統方案進行軌道修理,需要重新鉆孔和預埋錨固螺栓,但鉆孔時容易碰到混凝土中的鋼筋,施工質量和工期很難保證,施工費用也比較增高。根據現場情況來看,原預埋螺栓還可以利用。
- 軌道基礎使用多年,產生不均勻沉降,若采用傳統方案進行修理,高低不平的基礎,很難保證鋼軌的平直度要求。
四、采用GANTRAIL柔性鋼軌固定技術,可以從根本上解決起重機軌道系統出現的問題,能很好地滿足起重機軌道修理工程的特殊要求.
        在起重機軌道改造工程中,如何處理好原有的錨固螺栓是改造工藝的關鍵。傳統鋼軌固定系統,錨固螺栓直接承受軌道傳來的荷載,受力條件惡劣,而采用GANTRAIL柔性鋼軌固定技術固定的鋼軌,錨固螺栓只是起固定鋼墊板的作用,鋼軌受到的側向力主要是通過壓板均布到鋼墊板上,然后通過鋼墊板再傳遞給錨固螺栓,錨固螺栓并不直接承受軌道傳來的荷載,受力條件大為改善,這是GANTRAIL鋼軌柔性固定技術與傳統鋼軌固定技術最大的不同點。因而采用GANTRAIL鋼軌柔性固定技術,只需對松動和嚴重銹蝕的錨固螺栓,根據現場的具體情況,進行必要的加固即可,不需要對錨固螺栓挨個重新鉆孔,這樣減少了修理工程量,簡化了施工工藝,可以大大縮短了施工期。
      采用GANTRAIL鋼軌柔性固定技術, 鋼軌置于鋼墊板上,基礎高低不平可以通過膠泥的厚度進行調整,在施工中,只需準確控制鋼墊板的標高,就能保證鋼軌的平直度要求,施工精度高。
采用GANTRAIL鋼軌柔性固定技術,將鋼軌焊接成一體,從根本上解決了鋼軌接口處常見故障。該系統中的GANTARIL可調式壓板是必不可少的,這種壓板側向可以調節,能承受很大抗側向力,并具有自鎖功能;其上壓板粘有硫化橡膠塊,能彈性壓緊鋼軌,允許鋼軌熱脹冷縮。
五、Gantrail鋼軌柔性固定技術主要組成部分
Gantrail鋼軌柔性固定技術主要由以下幾個關鍵組成部分:
1.彈性加強膠墊(Gantrail Mark VII  PAD)。膠墊采用耐磨損、抗壓、抗氧化、抗紫外線照射及耐油污的合成橡膠制成。膠墊的上表面有凹槽,能保證鋼軌底面與膠墊始終緊密接觸,減少了膠墊的磨損。膠墊中間鑲有加強膠墊側向剛度的鋼片,鋼片厚度非常薄,容易卷起來進行運輸,鋼片寬度與膠墊寬度是成一定比例的。膠墊標準供貨長度8-12米/卷,膠墊厚度7mm(+0.5)。溫度范圍:-25℃~100℃。采用GANTRAIL膠墊板能彌補鋼軌底面與鋼墊板表面的不平度,均布作用在混凝土基礎上的正壓力。        
2.焊接可調式軌道壓板(Gantrail CLIP)。該壓板不同于普通壓板,它上面有一個特殊的硫化橡膠部件,垂直方向以彈性力壓緊鋼軌,彈性力的大小是受到控制的。Gantrail壓板側向可以調節,并具有自鎖功能。沿軌道長度方向相向成對安放,具有自鎖功能,最大抗側向力200KN,側向可調20mm。
3.鋼軌連續焊接。用焊接的方法連接鋼軌,必須采用Gantrail可調式壓板,這種壓板具有抗側向力的自鎖功能;垂直方向以彈性力壓緊鋼軌,允許鋼軌受熱、受冷產生的縱向伸長和縮短。
4.軌道專用膠泥FG與普通水泥比較,其特點是:早強性能好,抗壓強度高;成型后不會產生塑性收縮現象;流動性好。該膠泥用于港口碼頭的起重機軌道槽的灌漿。由于起重機在軌道上來回移動時,軌道基礎承受的沖擊力較大,容易造成軌道水泥基礎開裂,縮短使用壽命。另外,普通水泥在硬化過程中會產生收縮,在水泥表面出現縫隙。這種縫隙及開裂會滲入雨水。當起重機行走時,對軌道基礎產生的巨大壓力又會將滲入的雨水擠出,雨水擠出時會對基礎產生沖刷作用。天長日久,雨水的不斷滲入和被擠出導致軌道基礎出現空洞,造成軌道下沉,影響軌道的正常生產運行。使用膠泥可以有效地避免上述問題的產生,從而延長起重機軌道的使用壽命。

六、軌道修理施工工藝
1、拆除舊鋼軌,更換損壞的鋼軌并對鋼軌進行必要調直。
2、拆除舊膠墊板。
3、鑿除軌道槽多余的混凝土并達到設計要求。
4、對原預埋螺栓進行處理
對于已松動的預埋螺栓,及時用化學錨固膠將其固定在原有位置。
若預埋螺栓因銹蝕嚴重,螺紋已無法再使用,需將螺栓割除,再采用塞焊的辦法固定鋼墊板。
預埋螺栓的除銹處理,清除表面的銹蝕,涂油漆防護。 
5、安裝鋼墊板,用調平螺栓調到設計標高。
6、焊接GANTRAIL壓板底座。
7、灌注膠泥。
6、鋪設GANTRAIL膠墊板。
7、安裝鋼軌并進行焊接。
8、進行相應的檢測。

                          

軌道損壞案例