集裝箱裝卸機(jī)械軌道維修方案

薛寶明 紀(jì)玉華 王傳錄 章錫偉 呂福軍 宋長(zhǎng)熠 張 磊 唐繼波

青島前灣聯(lián)合集裝箱碼頭有限責(zé)任公司

1 引言

目前，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)集裝箱碼頭都采用軌道式岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱岸橋)和軌道式龍門起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱場(chǎng)橋)進(jìn)行集裝箱的裝卸作業(yè)。作為岸橋、場(chǎng)橋的行走作業(yè)的基礎(chǔ)部分的軌道，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)下陷、斷裂、基礎(chǔ)混凝土破壞等嚴(yán)重問題，從而影響機(jī)械的安全運(yùn)行[1]。

目前，青島港口岸橋、場(chǎng)橋軌道已經(jīng)使用了10年，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)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(xiàn)的問題是軌道下陷、受外力變形、斷裂、軌道接頭出現(xiàn)高低差等。最為嚴(yán)重的是軌道下陷，沉重的機(jī)械運(yùn)行時(shí)使軌道受到震動(dòng)，軌道墊皮磨損，使軌道與基礎(chǔ)之間有空隙，長(zhǎng)時(shí)間使用基礎(chǔ)多處出現(xiàn)損壞，表現(xiàn)在軌道下陷、螺栓磨損、設(shè)備與地面發(fā)生干涉等方面。U泊位的A、B、C這3個(gè)場(chǎng)區(qū)的軌道損壞率最高，3個(gè)場(chǎng)區(qū)共計(jì)7條線，每條線的軌道長(zhǎng)1 560 m；每條線的兩側(cè)軌道，靠近集卡車輛通行的一側(cè)損壞的比例約50%，另一側(cè)損壞的比例約15%。

2 堆場(chǎng)軌道安裝結(jié)構(gòu)分析

青島港口U泊位與四期場(chǎng)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(chǎng)軌道工藝

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

圖1 U泊位堆場(chǎng)軌道情況

扣件組裝順序?yàn)椋菏紫葘⒘蚧巧皾{錨固道釘，砂漿標(biāo)號(hào)C35；再次鋪設(shè)絕緣緩沖墊板級(jí)調(diào)高墊板，然后將鋼軌就位；最后按照規(guī)定號(hào)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(shí)間后，應(yīng)將扣件重緊一次。

2.2 四期堆場(chǎng)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(lián)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(zhǎng)為鋼軌全長(zhǎng)+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(zhǎng)度不應(yīng)小于3 m，膠墊版與膠墊版的接頭應(yīng)距離鋼墊板接頭至少3 m。

圖2 四期堆場(chǎng)軌道情況

2.3 U泊位堆場(chǎng)軌道與四期堆場(chǎng)軌道優(yōu)缺點(diǎn)分析

U泊位場(chǎng)地軌道與四期堆場(chǎng)軌道相比較，軌道下未安裝鋼墊板，軌道地面?zhèn)髁γ娣e小，單位計(jì)量面積內(nèi)承重大，超出軌道梁(軌道槽與軌道接觸部分)商混承壓強(qiáng)度，從而造成接觸面處優(yōu)先破損，導(dǎo)致軌道下陷。

四期堆場(chǎng)軌道地板通過墊板螺栓與軌道聯(lián)接一起，增加軌道整體剛度，減少軌道變形系數(shù)，變形量減小，從而約束了大機(jī)通過時(shí)軌道產(chǎn)生的交變應(yīng)力。所以四期堆場(chǎng)軌道斷裂數(shù)量明顯少于U泊位軌道的斷裂數(shù)量。

3 堆場(chǎng)軌道維修方案

3.1 施工工序

堆場(chǎng)軌道結(jié)構(gòu)改造工藝如下：拆除原軌道、破碎基槽；材料、基礎(chǔ)驗(yàn)收；鋼墊板(地腳螺栓、調(diào)校螺栓)人工鉆孔；壓板總成底座焊接及調(diào)校螺母焊接；測(cè)量標(biāo)注基準(zhǔn)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(diào)直；緊固螺栓；復(fù)測(cè)鋼軌；驗(yàn)收、交接。

3.2 技術(shù)要求

采用國(guó)產(chǎn)鋼軌、扣件、鋼墊板、螺栓。鋼墊板的厚度達(dá)到3 cm，鋼墊板下的灌漿厚度達(dá)到5 cm。鋼軌之間連接采用鋁熱焊接技術(shù)。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(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 軌道安裝要求標(biāo)準(zhǔn)

3.3 施工方案

拆除軌道時(shí)破碎軌道槽內(nèi)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(nèi)找平，軌道槽兩側(cè)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(yù)埋絲孔和調(diào)校絲孔。

(2)放線。軌道槽內(nèi)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(nèi)鉆孔。

(3)安裝鋼墊板。將鋼墊板置于軌道槽內(nèi)，做初步水平調(diào)整，不要上緊螺母；把壓板底座的位置測(cè)量放線，準(zhǔn)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(cè)量鋼墊板，進(jìn)行調(diào)整。

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

(5)灌漿料養(yǎng)護(hù)。灌漿料養(yǎng)護(hù)至70%的強(qiáng)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(jù)測(cè)量中心線和測(cè)點(diǎn)線進(jìn)行軌道定位；安裝膠墊板，安裝將軌道，調(diào)整軌道，安裝壓板，將軌道壓緊壓實(shí)；對(duì)軌道平直度進(jìn)行測(cè)量。

(7)軌道槽填充。軌道安裝好后，需要經(jīng)過一段時(shí)間試運(yùn)行，再將軌道槽填充。

(8)軌道復(fù)測(cè)。軌道安裝完成后，對(duì)軌道進(jìn)行二次效驗(yàn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。

4 結(jié)語

2016年U泊軌道維修30處，維修長(zhǎng)度863.4 m，主要集中在A、B、C場(chǎng)區(qū)；2017年U泊軌道維修53處，維修長(zhǎng)度2 421.8 m，主要集中在A、B、C、E場(chǎng)區(qū)；2018年U泊軌道維修30處，維修長(zhǎng)度2 165.4 m，主要集中在A、B、D、E場(chǎng)區(qū)。

針對(duì)U泊位場(chǎng)橋軌道原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，在后續(xù)的使用維修過程中，采用改造維修方案替代原設(shè)計(jì)維修方案，雖然每米維修單價(jià)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(jià)降低。另外，軌道損壞率降低，設(shè)備連鎖故障減少，保障了設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，提高了設(shè)備管理安全性，是一種可行的軌道維修方案。