时间:2023-09-19 18:49:09
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇铁路交通的优点和缺点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键字:地铁结构;设计方案
Abstract: along with the rapid economic development, the continuous improvement of living standards, urban rail traffic along with our country society into rapid development phase, different types of rail transit and into the parallel development period, present a diversified development trend, begin to pay attention to rail transit and the coordinated development of the urban environment. This paper mainly discusses the subway construction of the design process and method, put forward one's own view, make the best design scheme, more reasonable application in the subway construction.
Key words: the subway structure; Design scheme
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1 前沿
当前地铁车站设计中还存在一些缺点和问题,在现有的技术水平下不断学习,不断地改进设计出最为合理、经济、科学的设计方案。对现状进行分析,对未来不断探索,寻求更为理想的设计方案。
2 地铁结构的特点及其主要设计流程
地铁结构设计特点 :地铁工程建设周期长、投资大,而且,每个周边环境规模要求各不相同,还要考虑施工技术的成熟性和可靠性。其主要设计流程主要如图。
图1车站主要设计流程表
3 车站结构设计流程中的重点及应注意的问题
3.1 初步设计阶段
地铁设计是一个庞大的系统工程,其相关的专业多,相互牵制,而初步设计阶段正是各专业间互相沟通、协调的时期,如果该阶段工作做的好,对以后的工作将起到事半功倍的效果,否则可能引起方案的变动。地铁工程多沿城市交通主干道下敷设。在线路走向稳定后,工程建设部门应及早会同交通管理部门及城市规划部门研究轨道交通工程对地面交通影响的节点位置及解决方案。其中主要做好以下几点 :
(1)根据车站的平面位置及埋深确定对车站站位起控制作用的管线 ,并提出合理的永久或临时迁改方案 :①管线迁改的一般原则是 :沿车站纵向的管线采取永久或临时迁改方案。沿车站横向的管线采取悬吊保护的方案 ;②当管线无法迁改时 ,与建筑及相关专业沟通采取车站局部增加管廊、调整车站埋深和站位、局部暗挖施工等方法解决 ;③管线的迁改图应根据车站分期施工方案 ,综合考虑并选择最佳方案 ,尽量避免管线的反复迁改 ;④市政管线中的污水管、雨水管一般埋深、管径均较大 ,且为重力流管线 ,有一定的坡度要求 ,设计中应引起重视。当此类管线为砼管并需做悬吊保护时 ,应注意悬吊部分砼管需置换成钢管。
(2)根据现状道路交通实际情况、周边环境及整条线工程的要求 ,设计合理的方案:1交通疏解方案应尽量使车站的施工对现状交通的影响降到最低程度。一般疏解后的道路应能满足原有道路交通的需求 ;②无特殊要求时 ,机动车道按 3.5m,人行道按 2m 设置 ,机动车道的转弯半径按 30m 考虑。
(3)根据疏解方案确定明挖车站各期的施工工法。施工工法的分类及优缺点 ,详见表 1 :施工围挡距离围护结构外边的距离 :一般情况≥ 3m,施工便道≥ 5m。
车站施工工法 主要施工工序 优缺点
明挖法
明挖顺筑
围护桩施工分层开挖至设计标高自下而上施工车站主体结构
优点:功法简单、造价较低
缺点:对地面交通及管线影响大
盖挖顺筑 围护桩施工施工铺盖系统恢复交通分层开挖设计标高自下而上施工车站主体结构
优点:对地面交通影响较小
缺点:较明挖顺筑造价较高
盖挖逆作 围护桩施工开挖至顶板设计标高并施工主体顶板施工铺盖系统恢复交通自上而下施工车站主体结构 优点:对地面交通影响较小,车站施工对周边建筑沉降影响较小
缺点:施工工法复杂,造价高,较少使用
暗挖法 优点:对地面交通、管线基本无影响。
缺点:对于大断面结构车站,工序复杂、造价较明挖法高许多,故对主体结构较少采用,有穿越要求的地段、断面较小的附属结构较常采用。
表1车站工法对比表
(4)结构尺寸拟定及辅助计算。初步设计阶段主要任务是结合本地及以往地铁设计的经验确定合理的围护结构形式、拟定主体结构的主要尺寸(梁、板、柱)、防水模式,并辅以适当的结构计算验证。
3.2 施工图设计阶段
主体围护结构设计和主体结构设计是施工图阶段两个重要组成部分,以下对其设计流程就设计中需注意的问题做一简要介绍:
(1)围护结构设计需要注意的问题:
①根据地质情况选择安全、经济、合理的围护结构方案。
②对于一个车站围护结构的尺寸不宜变化太多以便于施工。如:桩直径、深度;连续墙厚度、幅宽、接头形式;
③如车站设置有临时铺盖系统 ,此处的围护桩除了承受水平荷载还需承受竖向荷载 ,而且此处的侧摩阻力较小(一侧为凌空面),故应对此处的桩间距、桩长、桩的沉降进行核实计算 ;
④一般围护结构不需进行裂缝验算 ,当维护结构参与抗浮时或围护结构作为主体结构的一部分时 ,应进行抗裂验算 ;
⑤一般认为围护结构的嵌固深度应按《建筑基坑支护技术规程》第 4.1.1 条的要求 ,按圆弧滑动法确定整体稳定性。对于多支撑体系 ,这样算出的围护结构插入深度偏大 ,因为由于内支撑的作用 ,通常不会出现整体破坏。建议按照当地土质情况选取适当的安全系数 ;
⑥同一层支撑中 ,支撑的布置应同时满足计算要求和施工要求 ,间距不宜过小 ,一般 3m 左右。上下层的支撑应相互对应 ,不宜交错布置。支撑的位置尽量避开柱位 。
(2)主体结构设计应注意的问题
① 计算图示。根据围护结构与内衬的不同连接形式 ,主要有以下 3 种结构计算模式,详见表2:
表2车站主体结构计算模式表
车站主体结构标准段在使用阶段简化为横向平面受力结构 ,按弹性地基上的横向等代闭合框架进行计算。计算简图如图2。
图2 车站主体结构计算图示
②建模计算中应注意的问题
a一般应分常水位和抗浮水位分别计算 ,并取最不利工况;
b大量计算表明 ,一般情况下人防荷载不起控制作用 ,但当顶板覆土厚度小于3m时 ,应核实人防工况 ;
c地铁抗震计算理论与民用建筑相比还很不完善 ,基本是参照《铁路抗震设计规范》中有关隧道部分的条文和国家标准《建筑抗震设计规范》进行的。地震系数法和反应位移法按静力方法求解 ,结合现有的分析计算结果 ,地震效应一般不起控制作用 。
4 结语
地铁的技术要求很严格,但是由于地铁的发展比较晚,所以对于地铁建设工程的设计,还不能做到科学的、经济的发展。为了快速的、科学的发展地铁的经济,我们从设计方面、施工质量、工程建设管理、技术应用等方面综合评估,建立完善的地铁建设体制,做到安全的保障。在不断提升自己专业知识的同时,分析探讨地铁现状,从设计结构方面,提升整体要求。做好准备工作,共同走向新的地铁发展。地铁的发展也在推动经济的发展,起着相辅相成的作用。
参考文献
[1]地铁设计规范( GB 50157―2003)[S ]中国计划出版社2003.
关键词:铺轨基地 京沈客专 经济比选
中图分类号:C35文献标识码: A
背景
北京至沈阳客运专线(以下简称京沈客专)地处华北地区的北京市、河北省和东北地区辽宁省。线路途经两省一直辖市,全长696.792km,其中北京段线路长度98.401km。线路在北京和河北交界位置主要为山区,地形起伏变化大,长大隧道密集,综合考虑工期、工程量、设场条件等诸多方面的因素,确定在北京地区设置一处铺轨基地,并经过反复现场踏勘、方案比选,初步设计阶段将铺轨基地设置在高各庄站附近,并进行了优化。
1 铺轨基地的重要性
铺轨在铁路建设过程中,是一个承上启下的关键工序,铺轨速度将直接影响后续工程和四电安装的进程,进而影响到全线的开通工期目标,而铺轨基地是轨道工程实施的前提和重点,铺轨基地的数量和位置的合理设置是影响铺轨工期的重要因素。
2 铺轨基地场址设置原则
一般来说,铺轨基地场址选择需要遵循的原则如下:
(1)基地位置宜设在铺轨起点及中间邻近既有铁路车站、衔接运营线便捷的开阔地带。最好是靠近区段站,有利于编组作业和机车的整备使用;
(2)为了避免工程列车在通过既有站进入新线时与运营列车相干扰,基地设置时尽量与新铺线路在既有车站的一侧;
(3)基地应与附近的公路相通,且距离主要材料较近,减少材料运输费用;
(4)基地应尽量利用新建或扩建站场的新增股道,以减少土石方,节约用地,节省投资;
(5)基地应充分利用既有的各项设备和当地水源、电源等,减少临时工程,注意环境保护;
(6)基地应具有较好的自然设场条件,地形平坦、排水通畅、少占农田、房屋较少、填挖基本平衡、土建工程量少,应避免在基地内建设跨越等级以上道路和河流的桥梁,避开高架的高压输电线路和埋置在土中的光缆、电缆;
(7)基地供应半径应根据沿线铁路引入条件、工期要求、机车车辆供应情况等因素综合考虑,双线一般不宜大于200 km,单线以及无砟轨道的铺轨基地可根据实际情况确定;
(8)场地的布置应以机车取送材料方便,满足调车作业要求为原则;并根据工程规模、特点和施工组织等要求,统筹规划,减少临时用地。
(9)大临暂规规定:接轨岔线坡度不宜大于6‰,困难条件下不应大于12‰;平面曲线半径不宜小于300m。
同时,铁道部文件―关于印发《长钢轨运输列车管理办法》的通知(铁运[2008]139号)规定:重车情况下,在经过300―500m曲线半径时,限速45km/h,在经过300m以下曲线半径或侧向通过9号以下道岔时,限速25km/h。
3 北京地区设置铺轨基地的难点
3.1场地选择条件有限
北京市经济比较发达,土地利用率较高,满足铺轨基地设场条件和规模的空余场地极为有限。
3.2征拆工作量大
北京地区寸土寸金,试验田、种植园、高新技术产业园区、工业园区等比较多,村庄错落、密集分布,名贵树种遍地可见,且有抢栽抢种的现象。基地及岔线无法完全避免各类拆迁,导致大临投资较一般地区有所增加。
3.3可供接轨的车站少,且拟建岔线工程量大
北京地区交通运输网络发达,县道、国道密集分布。但在北京地区距离京沈客专较近的既有车站只有巨各庄站和高各庄站,且若在这两个车站附近设置铺轨基地,均会引起一定数量的桥涵工程。
4 方案研究
4.1 高各庄站和巨各庄站设场方案比较
北京地区距离京沈客专较近的既有车站只有高各庄站和巨各庄站。将两车站方案进行对比分析,结果如下:
巨各庄站设场方案:岔线线路长,拆迁量大,需要跨越两条省道、一条县道和一条河,土建工程量大,综合投资大;
高各庄站设场方案:岔线需跨越一条等级公路,土方工程量大,综合投资小。
综上所述,推荐高各庄站设场方案。
4.2 征求地方意见
为了确保铺轨基地所处位置可以占用,已征求当地村镇、县国土部门意见。征求环保局意见,了解当地是否处于保护区、水源地。征求规划局意见,了解场址是否与规划冲突。征求铁路局、车务段意见,确保方案在技术上可行。征求工务段意见,确保方案便于工务养护。征求车站意见,便于车站进行调车作业。
4.3 高各庄站设场主要方案
(1)专用线安全线接轨
高各庄铺轨基地拟设置在高各庄站西北侧,从高各庄站大里程端油库专用线的安全线引出岔线设场后,从另一端引岔线至新建京沈高铁正线路基。
(2)油库专用线接轨+绕避方案
高各庄铺轨基地拟设置在高各庄站西北侧,从高各庄站大里程端油库专用线引出岔线设场后,从另一端引岔线至新建京沈高铁正线路基。
(3)小里程端安全线接轨+绕避方案
高各庄铺轨基地拟设置在高各庄站西北侧,从高各庄站小里程端安全线引出岔线,绕避成片名贵树种区域设场后,从另一端引岔线至新建京沈高铁正线路基。
附:下图中,绿色部分为名贵树种区域,铺轨基地方案为方案二(推荐方案)。
4.4 各方案优缺点
方案 优点 缺点
方案一 桥涵工程量小 1、铺轨基地和岔线均占压名贵树种;
2、利用曲线半径为250m的油库专用线运输轨料,需限速;
3、土方量较大。
方案二 大幅减少名贵树种的占压面积 利用曲线半径为250m的油库专用线运输轨料,需限速
方案三 1、避免采用曲线半径为250m的油库专用线运输轨料;
2、减少名贵树种的占压面积。 1、岔线长度明显增加;
2、桥涵工程量大。
4.5 各方案经济比选
4.6 分析及结论
专用线接轨方案由于占压名贵树种面积较大,投资较高;小里程端安全线接轨方案的岔线较长,引起土方量、桥涵工程量较大,虽然绕避了部分名贵树种,但投资仍就很高。
综上,确定油库专用线接轨+绕避方案为推荐方案,该方案技术可行,经济最优。
5 结论
铁路引入城市较发达时,铺轨基地时应该注意以下问题:
(1)确保铺轨基地的方案具有可操作性,应加强与地方政府部门沟通,不能将铺轨基地放入保护区、水源地、规划区等;应加强与铁路部门沟通,确保铺轨基地方案在技术上可行,操作、维修简易。
(2)在城区,寻找满足设置铺轨基地条件的车站极为有限,应尽量扩大调查范围,不遗漏任何一处可以设置铺轨基地的既有车站。
(3)在可能设置铺轨基地的既有车站里,坚持多方案比选的原则,权衡拆迁、土方和桥涵工程引起投资变化大小,达到减少投资的目的。
(4)城区一般经济比较发达,试验田、种植园、高新技术产业园区、工业园区等比较多,选址尽量避免重大企业拆迁。必要时,可以通过调整铺轨基地场内布置或岔线方案,增加铺轨基地工程投资,而降低拆迁费用。
参考文献:
[1] 铁道部第三勘察设计院.工经处勘察设计工作手册【S】.2010
[2] 铁建设[2008]189号.铁路大型临时工程和过渡过程设计暂行规定【S】
[3] 铁建设[2009]226号.铁路工程施工组织设计指南【S】
[4] 顾秋来.新建铁路客运专线铺轨基地布置浅析【J】.铁道标准设计,2005(10):1―6.
关键词 交通规划;环境;影响评价
中图分类号 X820.3 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2013)012-0246-01
随着我国社会的发展和城市化进程的显著,城市的交通建设也进入了高速发展的时期,各种轻轨、城际铁路、地铁等交通建设工作开展的如火如荼,但是福兮祸所伏,城市交通的发展在带动国民经济发展的同时也带来了若干问题,其中,环境污染问题也是受到关注度最高的问题。除此之外,在城市交通的规划和建设中常常会占用大量的土地,消耗大量的资源,这也会整个环境产生了一些不利影响,此外,各种轨道交通的建设也产生了一些噪声污染、振动污染、电磁辐射等新型的污染,这给人们的生活也带来了一定的困扰。为此,国务院于2009年8月12日国务院第76次常务会议通过《规划环境影响评价条例》,并于自2009年10月1日开始施行,但是,由于我国交通规划环境影响评价时间较短,其工作中还存在着一些不足,评价并不深入,因此,加强对城市交通行业的环境影响评价,并根据实际的情况提出相关的解决对策已经成为现代城市交通发展过程中一个亟待解决的问题。
1 交通规划环境影响评价的评价内容
按照可持续发展的战略性原则,交通规划环境影响评价的评价内容应当包括对整个交通规划情况和城市规划情况的分析及评价、土地利用情况的规划和评价、社会发展和国民经济发展过程中的环境保护规划评价以及发展中的协调性、交通规划方案对环境的有利和不利影响、交通规划方案中的利弊,以上这些内容都应该纳入到交通工具规划环境影响评价的内容之中,在评价数据生成之后,再比较各种规划方案中的优点和缺点,分析出各种规划方案中存在的不足之处,并根据这些不足之处提出新的修改方案以及建议,将交通规划对环境所产生的负面影响降至最小化。
2 交通规划环境影响评价
2.1 铁路网对环境影响的评价
针对铁路网对环境影响的评价工作已经开展有一定的时间,这项工作最早是由1993年的欧盟开始进行,其早期工作的评价内容主要包括铁路网对气、水、声的综合影响,且将重点放置于铁路网对气和水的影响上,虽然早期的铁路网对环境影响的评价也取得了一定的成效,但是评价缺乏完整的理论知识指导,还存在着各种各样的不足,随着近年来我国经济的发展,国家政府也渐渐将铁路网对我国环境影响的评价重视起来,为此,在铁路建设的设计和施工前,相关的设计以及建设单位要针对设计以及建设方案按照环境影响评价的相关条例对其进行核查,如果发现工程的设计以及建筑会对周围生态环境造成重大影响,那么设计和建筑单位就应该对施工方案进行整改。
2.2 公路网对环境影响的评价
公路网的覆盖面积很大,其对环境影响的评价已经日益成为交通规划环境评价中的重要组成部分。公路网对环境影响的评价范围主要是施工范围的200米之内,评价的具体内容包括对野生动植物栖息地的影响评价、对水土流失的影响评价、对农业土壤的影响评价、水环境的影响评价以及对空气环境的影响评价,评价的方法主要以实地调查法为主,在公路网设计和施工阶段,相关单位就要派遣专人都施工地进行实地考察,对设计和施工对公路网的影响出具一个全面的审查报告,再根据审查的具体情况调整设计和施工方案,将公路网施工对周围环境的影响降低至最小。
2.3 城市交通规划对环境影响的评价
城市交通规划对环境影响评价的内容较多,需要根据实际的经济建设情况、环境建设情况以及城乡建设情况来开展工作,在施工前,要对建设活动可能引发的进行科学的评价,并分析出城市交通规划有可能对环境产生的负面影响,并提出相应的防护措施,这样不仅可以消除损耗,同时由于城市交通承建的范围较大,进行环境影响评价也可以全面的预测出工程项目对环境影响的范围和趋势,并据此提出相应的保护措施,为环境保护和管理提供科学的依据。我国对于城市交通规划对环境影响的评价工作也是近几年才开展,具体的评价方法包括政策分析法、基于地理信息分析系统的空间分布技术评价法、累积环境评价技术法。具体的评价内容主要包括对收集环境以及交通数据的评价、环境现状的评价、公众参与的评价、替代方案的评价、监测情况后续评价等等,一般情况下,对环境的评价阶段越多,那么战略环境评价质量也就越高,就越助于可持续发展战略和环保工作的实施。
3 交通规划环境影响评价的发展趋势
随着经济的发展和社会的进步,交通规划环境影响评价将会越来越受到社会各界的重视,其具体的发展趋势表现在几个方面:
3.1 政府引导职能的加强
在未来的交通规划对环境影响评价的发展中,政府的职能将会进一步的强化,由于环境规划系统属于国家交通规划发展的战略型布局之一,其环境评价工作也必须要政府共同参与进来才能得到真实、客观、有效的评价结果,在评价结果得出之后,政府也要根据实际的评价结果采取相应的措施来改善交通规划对环境带来的不利影响。
3.2 计算机信息技术的应用
在未来交通规划环境影响系统中全面运用计算机软件和技术也是未来的发展趋势之一,但是就目前来看,相关的评价软件还较少,相信随着信息技术的发展以及政府对交通规划环境影响评价系统的重视,会有全面专业的评价软件推出,计算机软件和技术的应用不仅可以更加合理全面的描述出交通规划对环境产生的实际影响,也可以帮助环保部门作出客观、科学的环保依据。
3.3 交通规划环境影响评价系统的综合一体化
开展综合的交通规划环境评价系统可以帮助环保部门从整体上把握各种交通对我国环境的影响,可以帮助环保部门制定更为全面合理的环保策略,因此,在未来,实施环境评价系统的一体化和综合化必然会使交通规划评价系统的发展趋势之一。
4 结语
目前,我国交通规划环境评价监测系统已经取得了初步进展,但是由于我国相应评价系统开展的时间还不长,在具体的实施过程中存在着一定的不足,这些不足之处也在一定程度上影响着我国环保工作的开展,并制约着我国交通建设的环境监理、环保验收、后续的评价等相关工作的开展,因此,在未来,必须要加强交通规划环境评价系统的推进和建设,更加公正合理的开展环境评价工作,还人们一个绿色的居住和工作环境。
参考文献
[1]梁波,陆雍森,杨瑾,蒋大和,包存宽.城市交通规划环境影响评价的特点和案例研究[J].交通环保,2004:25:1.
[2]李庆瑞,钱晓东,卢毅.交通规划环境影响评价研究综述[J].湖南交通科技,2009:3:35:1.
[3]白宇,吴婧.欧美城市交通规划战略环境评价的理论与实践[J].交通环保,2004,25(1).
城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通. 轨道交通具有大容量、快速、准时、安全、舒适、清洁等特点,是解决大城市尤其是特大城市道路交通拥挤和交通污染的有效运输方式. 轨道交通建设需求资金巨大、建设周期长,城市轨道交通线路逐渐接线成网,将最终构成一个轨道线路纵横交错、错落有致、衔接换乘方便的轨道交通网.
目前,世界上已有100 多个城市轨道交通系统,而且许多大城市如伦敦、巴黎、柏林、慕尼黑、纽约、东京、莫斯科等已形成网络. 上海市轨道交通网已经建成和即将建成1 号线、2 号线、明珠线一期工程都是放射线,明珠线二期工程建成后将与一期共同组成环线,初步构成放射线-环线轨道交通网络. 世界上许多大城市均采用放射线-环线的轨道网络.
上海轨道交通明珠线一期工程线路和二期工程线路接轨后并不是一个完好的圆环形,圆环上存在着一期工程线路的向北和向南的延伸段. 可以看作是放射线和环线部分线路重合的情形,不同线路的列车在线路重合的区段部分共线运营. 这种独特的轨道交通共线运营在国内外的轨道交通网络中是罕见的,其运输组织具有一定的难度,同时提出了要进行深入探讨研究的问题.
1 连通型城市轨道交通网络特点
1. 1 连通型城市轨道交通网络技术设备特点
世界上有很多城市都采用连通型城市轨道交通网络[1 ] ,如德国的柏林、慕尼黑,美国的亚特兰大,以及我国的上海等城市. 连通型轨道交通网络与一般轨道交通网络相比具有以下几个方面的特点:
(1) 各轨道交通线路之间接轨点多. 连通型轨道交通网络各轨道交通线路相交时尽可能地相互接轨,使得接轨点较多. 以德国慕尼黑城市轨道交通网络为例(如图1 所示),其轨道交通网络仅由6 条线构成,各线接轨点多达8 处,这为列车跨线运营提供了条件,使线路客运功能得到最大程度的发挥,也能最大限度地满足旅客出行需求. (2) 线路辅助线设施配置完备. 连通型轨道交通网络中各线辅助线配置完备,这些辅助线包括渡线、存车线、折返线以及联络线等,这不仅为提高线路通过能力奠定了基础,更为列车跨线共线运营提供了保障. 图1 慕尼黑城市轨道网络示意图
(3) 车辆基地集中. 连通型轨道交通网中,多条轨Fig. 1 Sketch map of Munich urban transit system net work 道交通线甚至全网共用同一车辆基地,如慕尼黑轨道 交通网只设一个车辆基地和一个小型的停车场. 由于各轨道交通线相互接轨,列车可以方便地通过与车辆基地直接相接的线路出入车辆基地,从而达到共享设施和资源的目的.
(4) 车辆及机电设备制式相同或相容. 轨道交通网络要成为连通型,不仅要求各线路设施相互连接, 而且要求车辆及机电设备系统具备统一性. 因此,连通型轨道交通网络中各轨道交通线的车辆及机电设备制式必须相同或相容.
(5) 全网共用同一控制中心,由同一管理机构管理. 连通型轨道交通网中相互联轨的轨道交通线甚至全网线路共用同一控制中心,并由同一运营机构管理. 网络运营组织要求统一调度指挥.
(6) 网络运营车底减少. 连通型轨道交通网络不仅有利于车辆基地集中设置、共用控制中心,以及车辆及机电设备等系统日常维修共享资源和设施,而且由于线路相互连通,车辆可以统一调配,备用车辆可以大大减少,从而有利于节省车底.
1. 2 连通型城市轨道交通网络运输组织特点
对于连通型城市轨道交通网络,相邻线路在交汇站接轨,相互线路间存在着直接联系. 因此不同线路上运营的列车可跨线运营. 此时列车运营组织可采用分线独立运营、共线运营和独立-共线运营相结合的方法. 城市轨道交通系统的独立运营是指列车在各自的线路上运行,列车在交汇站折返,旅客在交汇站换乘其它线路的列车. 城市轨道交通系统的共线运营则是指在连通型城市轨道交通网络中,组织不同线路上的列车通过交汇站运行,形成不同线路运营的列车跨线运行,并在部分线路的部分区段共线运营.
共线运营的运输组织方法与独立运营相比具有以下优点: ① 最大限度地方便了旅客的出行,旅客不需换乘即可到达旅行目的地; ② 充分地利用通过能力,采用共线运营的方式,可使得共线区段的线路通过能力得到充分发挥; ③ 有效地利用列车车底,减少车底折返作业. 但是,共线运营也存在着以下的缺点: ① 由于共线运营时,该轨道交通网络系统的能力将主要取决于共线区段线路的通过能力,因此会造成线路列车运营不均衡; ② 非共线区段列车运营间隔较长,将影响到非共线客流的出行; ③ 列车运营组织复杂,列车在交汇站存在较多的交叉干扰,相邻线路的列车运营相互影响较大. 城市轨道交通网络各线所衔接的城市小区旅客出行需求上存在差别,客流在不同时段、不同区段上的分布不同,为最大限度地满足客流需求,采用合理、灵活的运输组织方式十分重要. 因此,应根据各轨道交通线路的客流量、旅客出行特点、交汇站的线路连接方式等条件,确定列车运营组织方式.
2 上海轨道交通明珠线网络客流特点
2. 1 上海轨道交通明珠线网络特点
明珠线一期工程是上海城市轨道交通网中的南北向直径线,是联系南北辅城的城市轨道交通骨架线路. 线路走向南起闵行,经吴泾、沪杭铁路内环线、上海火车站、铁路客技站、凇沪铁路、逸仙路、吴淞镇、北止于宝钢,全长约60 km. 明珠线一期工程充分利用了经过市区内的沪杭铁路内环线及松沪铁路线,在原有铁路用地范围内修建高架轨道交通,彻底解决了既有市内铁路与城市道路的42 处平交道口严重阻塞交通的局面,给城市道路交通带来了通畅,沿线土地得到了开发.
明珠线二期工程起自老北站地区,经浦东新区至徐汇区虹桥路,所经地区有多个大型客流集散点,如宝山路、长阳路、张杨路、南浦大桥、上海体育场等. 明珠线二期工程与明珠线一期工程接轨成环,从而与运营中的地铁1 号线和地铁2 号线及明珠线一期工程构成“ 申”字形的轨道交通基本网络. 明珠二期与一期西部线路相接成环是上海地铁系统中的唯一城市环线. 它是联系其他线路的纽带,也是城市各个副中心之间联系的交通干道. 因此,其主要功能是将其他轨道交通线联系起来,使整个轨道交通网络成为一个有机的系统,加强城市区域间的联系,使城市土地得到合理、高效的开发利用,促进城市健康发展.
明珠线二期工程和明珠线一期工程接轨,利用明珠线一期西部区段(中段) 构成城市环线. 共线区段为虹桥路站至宝山路站(远期可能为上海火车站站) 的线路,有9 座共线车站. 国外的轨道交通网络也存在着共线区段,但那是树枝状的线网,共线区段在枝状线路的末端,像明珠线射线与环形线共线,并且共线车站达9 座之多的情况并不多见. 在明珠线这样的连通型城市轨道交通网络中,具备了组织不同线路上的列车通过交汇站运营,形成不同线路的列车跨线运营,并在部分线路的部分区段共线运营的线路基础.
2. 2 上海轨道交通明珠线客流特点
明珠线一期上行客流方向为上海南站站至江湾镇站(远期至宝钢站). 下行客流方向为江湾镇站(远期为宝钢站) 至上海南站站. 根据明珠线二期与一期连接形成环形网络的特点,本文把线路分为以下3 段:虹桥站以南为南段,虹桥站—宝山站为中段,宝山站以北为北段.
根据文献 提供的明珠线一期和二期线路各车站上下车预测客流量,利用线路O2D 矩阵推算方法,计算出明珠线一期和二期线路的O2D 客流量,然后根据线路分段情况进行客流量统计,得出了明珠线一期和共线运营环线的分段客流量. 表1 明珠线一、二期全线下行方向全日客流量
注:表中百分比是西半环到东半环客流量与东半环客流量的比值.
分析表1 可以看出明珠线一期上行客流集中在中段和北段,南段、中段和北段的客流比例大致为1∶20 , 说明上行客流主要是中段到北段的客流量. 下行方向每段客流量有着明显的年份变化,北段客流量基本稳定,中段和南段客流量急剧增加,反映出了中段客流到南段客流的增加. 可以看出明珠线一期工程主要服务线路南北端区域通学通勤进入市中心的交通需求.
明珠线二期工程和明珠线一期工程在一期线路宝山路站至虹桥路站共线. 明珠线二期线路为东半环, 明珠线一期共线9 座车站线路为西半环,东、西半环组成一个整环. 定义共线上行方向为从宝山路站顺时针经虹桥路站再回到宝山路站. 共线下行方向为从宝山路站逆时针经虹桥路站再回到宝山路站. 分析表2 和表3 可知,明珠线二期工程上行方向东半环客流量大于西半环,东半环到西半环的客流量占了东半环客流量50 % 以上的份额,且还有增长的趋势. 下行方向西半环到东半环客流量是逐年增加的, 这说明了环线的功能在不断地加强. 总之,从明珠线一期工程和明珠线二期工程的客流分析来看,虽然两线有9 座车站的线路是重复的, 但两线都具有各自的客流服务对象,即都有各自客流的主流向需求量,因此共线运营的方案既能满足客流需求,也能节省工程投资.
3 上海轨道交通明珠线运营方案
轨道交通工程建设投资巨大,每公里的轨道线路的资金需要7 亿多元,难以一次性建成投入使用,一般是采取边建设边运营的方法. 轨道交通促进了沿线区域的发展,运输需求也不断变化. 因此,轨道交通运营方案需要不断地调整以适应客流的变化. 根据线路技术设备和客流特点,明珠线网络存在多种运营方案,下面对几个有代表性的运营方案进行分析.
3. 1 共线运营方案
(1) 明珠线一期按现在南北向运营(上海南站站—江湾镇站),明珠线二期线路与一期西半环线共线9 座车站(宝山路站—虹桥路站),按环线运营. 运营方案示意图如图2 所示. 本方案特点是在明珠线西半环产生9 座共线车站,按连通型网络共线运营. 本方案要求明珠线南北向的客流较大,东西向的客流次之,在共线的9 个车站中客流最大. 为了采用此方案,在宝山路、虹桥路站需设换乘站(平面或立体换乘),在虹桥路站设停车场和折返线. 本方案对一期的运营组织不会产生太大的干扰,二期的运营方案也很易实施,使环线和一期线路上任意两车站旅客乘车方便. 本方案既节省了明珠线二期工程在西段工程建设投资,也实现了明珠线环线功能. 但共线车站运输组织较为繁忙, 图2 共线运营方案1 示意图
行车间隔的不同会造成输送能力的不均衡,非共线段能力利用率较 低. 一期南北段到东半环旅客要换乘两共线车站的客运组织工作要加Mingzhu Line 强,提供列车导向信息,组织好旅客换乘.
(2) 一期全线运营,二期环线运营和东半环运营相结合. 运营方案的示意图如图3 所示. 本方案特点是明珠线二期长短交路结合,共线运营. 此方案的客流特点是南北客流各区段均匀,中段客流较大,且东西环的客流相差不大,东西向的客流与南北向的客流相当. 方案要求一期的信号系统必须可以保证二期车辆在共线区段的运行. 本方案各段发车密度均匀,衔接方式多,可大大方便旅客. 但本方案组织不便,对车站 的组织工作增大了难度,其中列车的导向服务应加强. 应采取加强运营组织和导向系统等措施配合. 在上述方案基础上,还能形成多种共线运营方案,在此不再赘述.
3. 2 独立运营方案
明珠线一期在南北分段运营(上海南站站—虹桥路站,宝山路站—江湾镇站),明珠线二期按环线运营. 运营方案示意图如图4 所示. 本方案特点是不产生共线运营. 此方案要求明珠线一期南北两端之间直达客流较小且均匀,环线到一期两端的客流较小,环线的客流较大,3 条交路上的客流比较均匀. 本方案要求在宝山站和虹桥路站都应设换乘站,在上海南站站、江湾镇站、宝山站、虹桥站都要设折返线,一、二期信号及车辆系统要能相互兼容. 方案不产生共线运营,二期的运营方案也很易实施. 但是,虹桥路站以南的旅客到其他车站必须换乘,尤其是到宝山站以北的旅客要换乘两次;同样宝山站以北的旅客到其他车站也必须换乘,到虹桥站以南的旅客要换乘两次;环线上的旅客到一期南北两端也必须换乘. 这样会增加旅客的旅行时间,给这部分旅客带来不便. 如果采用此方案,应加强运营组织,认真设计好换乘站.
以上3 种运营方案的特点对比见表4.
图3 共线运营方案2 示意图 图4 独立运营方案示意图方案
关键词:信号机;显示方案;点灯电路;故障处理
在城市轨道交通中,由于地铁设计规范未对信号机显示作出统一规范,致使各城市轨道交通的信号机显示略有不同,信号机点灯电路也存在差异。由于信号机的点灯状态直接影响行车安全,因此研究信号机显示方案及信号机点灯电路问题具有重要意义。
1信号机显示方案
车辆段内的信号机常态点灯,正线信号机主要分为常态点灯和常态灭灯两种形式,本文将信号机显示方案与运营模式结合,对现存信号显示方案作如下分析:
1.1常态CBTC运营模式与信号机灭灯
正常情况下,列车在CBTC模式下运行时,正线信号机为灭灯状态,列车凭车载信号行车;而当非CBTC列车接近信号机且满足开放联锁条件时,信号机自动点亮允许灯光;当轨旁ZC故障,联锁将故障区域内的所有信号机转为点灯模式[1]。1)常态灭灯方案优点:一是可解决司机正常驾驶的干扰问题;二是满足绿色环保的设计理念。2)常态灭灯方案缺点:一是司机长期在灭灯状态下驾驶CBTC列车,容易产生思维定势;在驾驶非CBTC列车时,存在冒进信号的可能。二是信号机点灯故障无法被及时发现。
1.2常态CBTC运营模式与信号机点灯
1)常态CBTC模式,后备和CBTC均点灯。计算机联锁根据ZC区域控制器传送的信息(列车是“CBTC模式”还是“后备模式”),来判断信号机点灯方式。后备模式时,联锁需检查进路内的区段空闲条件,以确定是否开放信号机,而CBTC模式下,凭车载信号行车,被列车移动授权覆盖的信号机亮相对应的允许灯光。(1)优点:一是可实时监测信号机状态;二是正常情况下可实现车地信号显示意义的统一。(2)缺点:一是后备模式下与CBTC模式下受红灯或其他灯位故障影响不同,前者将红灯故障视为禁止行车信号,后者以车载为主体信号,即使地面红灯,也不影响列车运行。二是系统设计较复杂,在后备模式时,联锁是依据计轴信息和其他联锁逻辑,判断是否驱动信号机;在CBTC模式时,联锁通过与轨旁ATP设备的实时交互、自身逻辑判断来驱动信号机点灯,计算机联锁驱采软件相对复杂。三是不符合节能环保的设计理念。2)常态CBTC模式,随移动授权灭灯。CBTC模式下,信号机常态点灯,当列车接近信号机时,随着移动授权覆盖,使范围内的信号机灭灯,列车凭车载信号行车,列车越过信号机后,信号机自动再次点亮红灯;后备模式下的列车或非CBTC列车视地面信号的显示运行。(1)优点:一是正常情况下,可以解决车地信号显示不一致问题;二是可实时监测信号机状态;三是相对于一直亮灯的显示方案,节能环保。(2)缺点:系统设计较为复杂。3)常态CBTC模式,信号点蓝灯。信号机在原有基础上增加一个蓝灯位,信号机常态点蓝灯,表示列车运行在CBTC模式下,凭车载信号行车,当蓝灯故障时,信号机改点红灯,灯丝监测装置对故障蓝灯进行报警提示;后备模式下,蓝灯为禁止信号,联锁设备根据计轴区段占用信息,实时动态控制列车运行前方和后方各两架信号机,点亮相应灯光,此时蓝灯灭灯状态。(1)优点:一是正常情况下,解决车--地信号显示不一致问题;二是可实时监测信号机状态。(2)缺点:一是相对灭灯方案,不符合节能环保设计理念;二是相对于三灯位的信号机而言,增加了信号机构和室外电缆费用。4)常态CBTC模式,信号点红色M灯。信号机在原有基础上增加一个灯位(自上而下的灯光配列通常为M红、黄、绿、红),M红灯位的底色为白,字母为红,常态CBTC模式下,M红灯亮灯,表示信号机所防护进路为锁闭状态,CBTC列车凭车载信号运行,非CBTC列车需视M红灯为禁止信号;后备模式下,M红灯灭灯,联锁控制信号机点亮相应灯光;自动进路中的计轴区段故障也会将入口信号机转换为M红灯[2]。(1)优点:一是正常情况下,可解决车地信号显示不一致问题;二是可实时监测信号机状态。(2)缺点:一是远距离时,存在司机将M红灯误认为红灯的可能;二是不符合节能环保设计理念;三是相对于三灯位而言,增加了信号机构和室外电缆费用;
1.3常态为后备运营模式
1)常态为后备模式,CBTC灭灯。在常态后备模式下,信号机点红灯;当满足信号开放的联锁条件时,信号机开放允许信号(绿、黄、红黄)。当列车运行在CBTC模式下,室外信号机灭灯,当列车运行接近信号机时,信号机保持灭灯。2)在常态后备模式下,信号机点红灯;当满足信号开放的联锁条件时,信号机开放允许信号;在CBTC模式下,信号机常态点亮红灯,当CBTC列车接近信号机且满足开放条件时,信号机点亮蓝灯。
2信号机点灯电路逻辑分析
2.1正线信号机点灯电路逻辑分析及设计
为了区分正线不同的运营模式,在传统点灯电路中增加DDJ(点灯继电器),ZC区域控制器将运营模式信息发送给联锁,联锁控制DDJ的状态,当DDJ落下(DDJ=0)时,表示信号机应该处于后备模式。当DDJ吸起(DDJ=1)时,表示信号机应该处于CBTC模式。为简洁叙述,下文中“↑”表示继电器、控制器等电器元件吸起;“↓”表示继电器、控制器等电器元件落下。1)常态CBTC,点灯电路分析及设计。图2为典型的正线信号机点灯电路。(1)常态CBTC运营模式下,DDJ↑,信号机点蓝灯。(2)后备模式下,DDJ↓,联锁根据计轴状态,控制信号机点亮相应灯光。(3)灯亮条件。对于常态CBTC模式、信号机灭灯的情况(后备模式信号机正常点灯),可将图2的信号机点灯电路作如下变动:去掉蓝灯机构、灯丝继电器及电缆;而对于常态CBTC模式,后备和CBTC均点灯的情况,可将图2的信号机点灯电路作如下变动:去掉蓝灯机构、灯丝继电器及电缆;同时去掉电路中的DDJ,在DDJ继电器插座后面,用导线分别封连第1至第3组的后接点和中接点。2)常态后备模式,点灯电路分析及设计。(1)对于常态后备模式,CBTC灭灯情况下(后备模式信号机点灯,CBTC模式信号机灭灯),信号机点灯电路可在图2的基础上做如下改动:去掉蓝灯机构、灯丝继电器及电缆;将DDJ的前接点换成后接点,串接在继电电路中。(2)对于常态后备模式,CBTC亮蓝灯情况(后备模式下,信号机亮红灯;CBTC模式下,信号机常态红灯,列车接近信号机后,信号机亮蓝灯)的点灯电路如图3所示。
2.2段内调车信号机点灯电路逻辑分析
车辆段内以调车信号机居多,DXJ常态落下,信号机亮禁止灯光(蓝或红),当以调车信号机为始端排列进路时,联锁系统检查相关联锁条件,如联锁条件(进区段空闲、道岔位置正确且锁闭、敌对进路未建立等)满足后,DXJ被驱动吸起,信号机开放白色允许灯光。
3信号机点灯电路故障分析处理
3.1控制台蓝闪(红闪)报警
段内调车信号机点灯及驱采电路如图4所示。结合图4分析,平时蓝灯的主丝工作,当主丝熔断后,灯丝转换继电器两端失去电压,其接点落下,沟通副灯丝点灯回路,如果副灯丝也发生断丝故障,则变压器二次侧回路断开,一次侧失去电流,导致DJ落下,联锁无法采集到DJ的前接点状态,则控制台上的信号机会出现“蓝闪”现象,代表灯丝双断。如果采用了主灯丝报警装置,则可及时发现断丝故障,就不会出现“蓝闪”的现象,故障原因通常为:灯丝继电器故障、采集电路开路、室内开路、室外开路等,但在运维过程中,需快速精准判断故障点。(1)首先根据图纸,到分线架测量(A、BAH)电压值,如测得电压值为210V左右且蓝灯正常点亮,则需要进一步判断(DJ被击穿或DJ采集电路开路)故障原因,通过对DJ的测试可判断其是否被击穿,如未被击穿,则可采用“借电源法”查找采集电路,如图4所示,万用表黑表笔可在其他组合侧面端子借用IOF电源,红表笔沿采集电路逐点测量,电压值从有到无,则代表出现断点,例如,红表笔测试到DJ的12接点时有正常电压值,当移动到DJ的11接点时,电压消失,则说明11-12接点接触不良;虽测到210v电压,但蓝灯不能点亮,说明室外点灯电路开路,由于室外点灯变压器和灯丝转换继电器被集成为一个点灯单元,室外结构简单,按照电路逐点查找故障即可。(2)如测得电压小于10v,需甩掉分线架至室外的电缆后,重新测量电压,电压仍小于10v,则说明室内点灯电路开路,采用“借电源法”按图查找故障;若电压测得为210v,说明室外开路故障,需按图逐点查找点灯电路。
3.2控制台断丝报警
如果控制台出现断丝报警,以该信号机为始端排列进路,白色灯位开放后,如故障消除,则可判断蓝色灯位故障。故障具体排查步骤、方法简介如下:(1)拔出灯泡,检查灯泡(主灯丝是否断丝),如是则更换灯泡。(2)若灯泡工作正常,则检查灯丝转换按钮是否损坏,如已损坏,则更换信号机灯座。(3)若灯座正常,应检查灯丝变压器及相关配线、绝缘是否异常,发现问题及时处理。
3.3允许信号(白灯)无法开放
当出现允许信号无法开放及开放信号故障时,应测试分线架电压,根据所测得电压值进一步判断故障处所及原因。具体步骤与方法如下:(1)当所测电压值小于10v时,查看DXJ状态,若吸起后稍后落下,则室内DXJ31至分线架有开路现象,可采用“借电源法”并根据点灯电路逐点查找;继续查看DXJ状态,若未吸起,则DXJ驱动电路有开路,查看维修机记录,根据驱动电路查找。(2)当所测电压值为210v时,可针对可能出现的下面故障现象分别进行处理:①故障现象:室外信号机灭灯几秒后继续点蓝灯,控制台信号机显示白灯点亮后变为“蓝闪”状态,持续几秒钟后点蓝灯。故障原因分析:导致此故障的主要原因一是由于DXJ吸起,联锁可同时采集到DXJ和DJ的前接点,控制台上的白灯点亮;二是由于白色灯位室外开路,当超过DJ的缓放时间后,DJ因无电流通过而落下,此时联锁无法采集到DJ的前接点,故该信号机标志在控制台上出现“蓝闪”现象;三是联锁无法采集到DJ后,也停止对DXJ的驱动,DXJ落下后,蓝灯点亮,此时DJ再次吸起,联锁采集到DJ前接点后,使该信号机标志在控制台上出现稳定蓝灯。根据现象可判断室外部分有开路,按照电路逐点查找故障即可。②故障现象:室外信号机白灯点亮几秒后跳转蓝灯,控制台信号机显示持续“蓝闪”。故障原因分析:导致此故障的主要原因是开放允许信号的瞬间DJ被击穿,联锁无法采集到DJ的前接点,控制台信号机显示持续蓝闪,联锁停止对DXJ的驱动,DXJ落下,信号机点蓝灯,此种情况需更换DJ。
4结语
常态点灯和灭灯方案在国内轨道交通信号系统中均有采用。两种方案各有优点和不足,如何采用合适的信号显示方案,需针对不同的工程项目,根据业主要求,同时综合运营需求,以确定最终方案。
参考文献:
[1]何秀霞.地铁正线信号机显示方案设计分析[J].铁道通信信号.2014(9):47-49.
Abstract: The original steel truss girder of water pipelines crossed the Beijing-Shanghai railway, and due to the railway electrification transformation, the headroom height can not meet the requirements, so it need to remove and replace it. This paper introduces the advantages and construction technology of continuous construction of steel truss girder demolition and replacement through the case study.
关键词: 钢桁架;拆除;更换;连续施工
Key words: steel truss;demolition;replacement;continuous construction
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)16-0151-02
1 工程概述
既有镇江南门铁路跨线桥位于镇江南,南侧与林隐路、官塘桥路左右相联,经交通环岛顺接南徐大道,北接天桥路,该桥南京侧约80m建有解放南路跨线桥,该桥与铁路既有正线呈42°斜交。
距该桥净距60cm处(南京侧)为自来水管桁架桥,该桁架桥建于90年代,跨越沪宁铁路上下行正线、道发线及梯Ⅰ、梯Ⅱ、梯Ⅲ共计7条既有线,与老桥同跨平行。
桁梁底部距既有线轨面净高为6.8~6.85m不等,不能满足电气化铁路净空高度大于7.2m的要求。自来水桁架支墩与南门跨线桥等跨,分别为1-25m+1-22m,桁架上铺设2-1.2m自来水钢管,钢管壁厚1.2cm,桁架支墩较老桥桥墩台约高40cm,距老桥墩台净距约60cm,南门天桥老桥建于70年代,为简支T梁结构,因下部梁体曾受撞击属危桥,且净空不能满足电气化铁路净空要求,经电化指挥部与镇江市协调,结合城建规划,亦需拆除重建。
2 方案的优化
2.1 原施工方案
利用原自来水管钢桁梁支墩,跨度不变,根据老桁架尺寸进行减高等强更换新桁架,首先在未拆除的老南门跨线桥桥面上铺设两根与老自来水管等径的钢管,铺设完成后分别在原自来水管两端不影响桁架更换之处,停水后进行切割,过渡到新铺设的钢管进行焊接,完成后恢复供水,然后将老桁架上的自来水管吊离,更换新桁架。新桁架铺架完成后,恢复自来水管,并拆除老桥上的过渡自来水钢管,再进行老桥的拆建工作。
该方案的施工工艺相对简单,但缺点明显:
①跨越京沪铁路线的2根1.2m自来水提供镇江市70%的居民用水,水管改移及恢复会造成数次较长时间的停水,对居民的生活影响较大;
②水管改移期间需占用既有老桥桥面,既有桥的拆除需等水管恢复后才能进行,无法满足电气化铁路改造的工期要求。
③水管、桁梁复位吊装难度较大,焊接对位困难,需要封锁点多,对铁路行车干扰大。
④水管在老桥面上过渡时间较长,很难确保水管的安全稳定,若发生事故会影响桥下铁路安全,且费用较高。
2.2 优化后的方案
因京沪电气化改造施工工期非常紧张,且该工程处于镇江市南大门,交通繁忙,场地狭小,根据现场施工环境及施工条件,我们提出了不动自来水管更换钢桁梁的方案,这样对居民的供水可以减至最小,又能缩短工期减少投资,但如何在不动水管的前提下移出既有钢桁梁成为难题。钢桁梁的一侧距离老桥面仅仅50cm,钢桁梁无法移除,若在另一侧移出,则必须紧靠支墩处搭建支架,而支墩下铁路间距较小,搭设支架的位置正好落在铁路的道岔上,支架无法搭设。
若采用此方案则需要停掉两条站线,对铁路的运输影响极大而且不安全,代价高。经过多次对现场的反复调查研究,发现既有桥墩桥台面标高较钢桁梁架底略低40cm,而钢桁梁的跨度与老桥跨度基本一致,所以决定只拆除既有桥南京侧两跨各四片钢筋混凝土T梁,拆除后留出空间用以老钢桁梁的横向移出和新桁架横向就位,在自来水管桁架支墩和老南的天桥墩台上搭设滑道,保持既有水管不动,分两次进行新旧桁架的横移置换施工。
该方案施工工期短,只需要停水两次且时间短,对居民生活用水影响小,安全有保障,费用低,但施工难度较大。
3 施工方法
3.1 施工准备
①施工前进行细致的调查工作,了解公路铁路交通情况并与设备产权单位充分问题,明确施工配合计划,落实各自的责任划分,落实公路交通疏导、封闭和停水计划。
②保证沪宁铁路正常行车安全和防止施工中人员伤害是本工程实施的关键,施工前充分与铁路行车部门沟通,落实铁路封锁施工计划,详细制定各项安全技术措施,明确人员分工,落实安全责任。
③在自来水管弯管处搭设钢管排架,对钢管加以固定及支撑,防止在施工过中因跨度加大及施工挠动,水管弯管处焊缝拉开、开裂并在施工中随时加以监测。
3.2 具体实施
施工分两次进行,每次置换一孔,先行置换站上的钢桁梁再置换沪宁上下行正线上钢桁梁。
①用两天时间分别拆除老桥南京侧两孔T梁,各四片共计8片,采用两台50t汽车吊进行吊装,吊装施工在铁路封锁点内施工,桥下设置防护网以及木板,防止落物落到铁路线上,并设专人进行防护。
②钢桁梁施工准备工作。
1)自来水钢桁梁底至支墩顶只有26cm,而移架滑道高度为23cm,为防止自来水管因自重下垂,影响桁架横向位移。采用一台50t汽车吊,采用自制吊具吊住水管中部(如图1)。
2)在自来水桁架支墩及老桥墩台上铺设移梁滑道,滑道采用P50钢轨,轨面上涂抹黄油,加强,另外老桥墩台较桁架支墩低约40cm,采用短枕及硬杂木抄垫使其保持滑道水平。采用两台5t慢速卷扬机,用滑轮组作为桁架横移动力。
③顶升布置滑道。在封锁施工前,首先按计划请自来水公司对管道内减压停水,放空管内自来水,切割桁架上限位钢板,并用一台50t汽车吊,吊住水管中部适当加力。封锁开始后,两侧各用2台起道机将桁架顶起约1cm,然后切割桁梁支腿,使其与钢桁梁脱落并取出,然后插入钢轨滑道,落梁将其放置在滑道上。
④钢桁梁横移置换。用两台卷扬机同步慢速将老自来水钢桁梁拖移,拖移出自硭管以外后,用两台吊机将老钢桁梁吊出,放置在未拆除的老桥桥面上,然后将预先制作好放置在老桥面的新桁架吊至滑道上,用卷扬机反向拖移至设计位置,钢桁梁移至设计位置后,一端采用两台起道机同步顶升,要边顶升边抄垫保持稳定。抄垫完成后顶另一端并随时抄垫保持稳定,每次抬高不宜超过5cm,以保持桁架稳定,直至新桁架就位。将新桁架的牛腿放入位置摆放平稳后焊接完毕落梁就位(就位时及拆除老桁架时,对桁架顶面标高进行控制)。
4 施工安全注意事项
①自来水桁架支墩工作面较小,在影响铁路行车安全的前提下可搭设脚手架行或工作平台,在没有条件的情况下,在桁架两端可设置吊栏作为施工平台。
②在钢桁梁横移时,两端应同步缓慢拖拉,施工中注意滑道的位置,防止滑道偏移。
③新桁架就位后,由于墩顶工作面较小,起道机无作业位置时,可采用吊机吊起一端桁架至设计标高后,插入牛腿后进行焊接
④施工时要加强对自来水管的下挠监控,防止因自来水管因自重下挠过大,桁架无法横移就位,需对自来水管进行挠度验算,同时加强自来水管下挠度监控,具体钢管的挠度计算如下:
为防止挠度过大,新老桁架无法横向移动,采用在该跨钢管中心用一台50T汽车吊作为吊点,施工中适当施加吊力,减小下挠度,确保桁架横移就位。
施工中实测钢管最大挠度为12mm。
⑤吊机作业及桁架横移时,要有专人指挥,及时与车站行车部门联系,确保安全正点,对所有参与施工人员进行安全交底,明确分工落实责任。
5 结束语
本工程是中铁二十四局集团江苏工程有限公司首次在既有线上实施钢桁梁拆除与更换连续施工方法,具有较强实用性,希望能为以后此类施工提供借鉴。
参考文献:
[1]周水兴,何兆益,郭毅松,等.路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
〔关键词〕 综合交通运输体系,发展方向,制约因素,组合效率,整体优势
〔中图分类号〕F503 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1004-4175(2013)03-0091-05
综合交通运输体系建设既是学术研究也是政策规划问题。自上世纪50年代中期从苏联引入“综合运输”概念开始,到2007年出台第一部专门的《综合交通网中长期发展规划》,我国关于综合交通运输体系建设的理论研究和实践探索经历了五十余年的发展历程。2012年7月,国家《“十二五”综合交通运输体系规划》明确提出了“安全质量、合理布局、优化结构、适度超前、讲求效益、绿色发展、多元投入、改革创新”等八项原则,确定了综合交通运输体系建设的目标任务。2013年3月,《国务院机构改革和职能转变方案》进一步深化大部制改革,将原铁道部拟订铁路发展规划和政策的行政职责划入交通运输部,由交通运输部对铁路、公路、水运、民航、管道等不同运输方式进行统一的政府监管和行业管理,综合交通运输体系建设在政府管理和体制机制层面迈出了实质性步伐。站在新的历史起点,科学规划我国的交通运输体系建设,把握其发展方向,无疑具有重要现实意义。
一、加快综合交通运输体系建设是我国交通运输业的发展方向
我国综合交通运输体系一般是指铁路、公路、民航、水运、管道五种交通运输方式发挥各自技术经济特点,形成的布局合理、结构协调、联结贯通、竞争合作的交通运输综合体系。从世界交通运输业发展和我国建设历程看,综合交通运输体系是不同交通运输方式持续发展的必然结果。
(一)加快综合交通运输体系建设符合世界各国交通运输发展趋势。世界各国交通运输业至今大致经历了三个发展时期。第一个时期是各种运输方式各自独立发展时期。从人类农业社会一直到19世纪20年代左右是以人力和自然力为主要动力的水路运输时期。19世纪30年代到20世纪30年代,由于蒸汽机的发明,1825年第一条铁路正式通车,铁路开始突破水路自然限制,实现高速度、大规模输送旅客货物并很快垄断了陆路运输。20世纪30年代到50年代末为公路、航空和管道运输迅速发展时期。伴随汽车工业发展,公路运输以其机动灵活、方便快捷等特点占据了中短途运输优势,民用航空由于速度优势得到迅猛发展并在长距离客货运输方面得天独厚,管道运输则适应了石油工业发展的运输需求。在这个阶段,随着经济发展水平不断提高,国内外大市场延伸到各个角落,运输产品连续性和整体性要求决定了不同运输方式开始以节点设施连接和多式联运为特点的初步配合协调。第二个时期是综合运输发展时期。20世纪50年代开始,许多国家制订综合运输规划,把各种运输方式纳入相互融合的一体化发展阶段,多式联运、集装箱运输快速发展,逐步构建成海陆空立体综合运输体系。第三个时期从上世纪90年代开始至今,是以适应经济社会可持续发展需要为目标的交通运输可持续发展阶段。出于对环境、能源、安全等问题的高度关注,以及铁路运输具有的低碳环保等优势,特别是高速客运专线及货运重载技术的发展,世界范围内的铁路运输在一度衰落之后出现复兴趋势,并与公路、航空、水运等协调发展,形成网络化、信息化综合配套的交通运输服务保障体系。
(二)我国不同交通运输方式的综合协调和可持续发展成为可行和必然。由于我国处于社会主义初级阶段,市场经济体制正在逐步完善,同时面临工业化、信息化、城镇化和农村现代化同步发展的历史任务,加之不同地区交通运输发展水平呈现差别性特点,因此,不同运输方式都有其存在并大力发展的理由和价值。加强统筹协调,充分发挥各种交通运输方式的技术经济优势,是建设综合交通运输体系的重要前提。
经过六十多年特别是改革开放三十多年来的发展,我国交通基础设施无论在建设规模还是在一些具体技术指标上都取得了长足进步,交通运输总量、全国货运量及货物周转量位居世界第二,成为交通运输产业大国。截至2012年底,我国铁路营业里程达到9.8万公里,居世界第二位,其中高速铁路营运里程达到9356公里,居世界第一位,铁路客货运量、换算周转量和运输密度均位居世界第一。2008年,我国公路3.5万公里的国道主干线全线贯通,西部省际公路通道总里程达到1.75万公里。2011年底,我国高速公路达到6.4万公里,运营里程位居世界第二位。2011年我国港口集装箱吞吐量位居世界第一,当年世界港口集装箱吞吐量排名前10位的港口中我国占据6个,上海港成为世界第一大港。民航旅客周转量位居世界第二,2012年首都国际机场旅客吞吐量突破8000万人次,连续三年稳居世界第二。
我国铁路、公路、民航、水运近年来虽然有了快速发展,为13亿人口的交通出行及经济发展提供了有力的服务支撑,但这并不等于各种运输方式的运营效率、经济效益和社会效果已达到理想状态。我国交通运输业的未来发展,还要着力在两个方面下工夫。一是提高不同运输方式之间的组合效率和整体优势,建设综合交通运输体系;二是发展低碳绿色交通,建立与现代经济社会发展相适应的低碳交通运输体系。据测算,我国交通运输业完成单位换算周转量的碳排放量从大到小依次为民航、公路、水运和铁路 〔1 〕。2011年2月交通运输部《建设低碳交通运输体系指导意见》,提出不断提高运输系统效率、加快替代能源推广应用、大力推广节能减排技术、促进社会低碳交通选择、逐步提高运输装备燃料效率、加强交通运输碳排放管理等重点任务。在低碳交通运输体系中,铁路具有独特优势,应置于交通运输战略的首要位置。同时对各种交通运输方式都要加强节能减排、技术改造和清洁能源开发工作,不断提升智能交通水平。
二、我国综合交通运输体系协调发展的制约因素分析
综合交通运输体系建设的实质是解决各种运输方式自身和相互之间的资源配置问题。从宏观上讲有以下三个基本要求,一是不同运输方式的技术经济特征得以有效发挥,二是不同运输方式的组合效率和整体优势得到充分体现,三是能适应绿色交通、智能交通、物联网等交通运输产业可持续发展的需要。按此要求和标准衡量,我国综合交通运输体系建设存在许多制约性因素。
(一)调控不充分,突出表现在政府管理职能和机制不健全。一是长期缺乏统一的政府管理机构,难以从总体上统一规划交通运输网络,严重制约交通运输业综合发展。大部制改革前,交通部负责公路、水运和港口,民航总局负责民航业,铁道部负责铁路发展,不同政府部门只对自己管理的行业系统负责。通过2008年、2013年的大部制改革,民航总局及铁道部的行业监管职能和机构先后并入交通运输部,为综合交通运输体系发展奠定了管理基础和体制保证。但改革毕竟刚刚起步,如何形成一个系统完整、有机协调、运行有效、管理科学的行政机制还有待探索和磨合。二是综合交通运输体系建设缺乏行之有效的落实标准和实施手段。政府不仅要有科学合理的发展规划和目标设计,同时还应提供明确具体、便于落实的政策手段。在这方面德国为我们提供了案例。为了克服交通堵塞、污染、噪声及能源过度消耗等问题,从上世纪80年代开始,德国制订了明确具体的政策措施,以有效引导公路运输向铁路、水运转移,如加大铁路、水运投入;限制载货汽车载重量;远距离货物强制交由铁路和水运承担等。德国《公路交通条例》规定,周日和节日的0点~22点之间,总载重量7.5t以上的货车禁止运输,但公铁联运中距火车货运站200km以内的公路运输可以例外;2005年1月1日起对12t以上重型货车征收高速公路通行费;对和其他运输方式(铁路、内河运输、航运等)联运的重载货车的载重量可以达到44t,而单一运输方式的重载汽车装载量限重为40t 〔2 〕。为实现公平公正市场竞争以及提高综合运输方式效率,我国政府部门应把提供基本标准、统一规制和健康规范的市场竞争秩序等作为自身必须履行的管理责任和行政职能。三是中央政府调控管理政策与地方政府利益诉求之间发生矛盾时,行业发展政策和目标的权威性经常受到干扰和挑战。
(二)发展不平衡,突出表现在交通运输能力和现代化总体水平不高。当前我国交通运输业发展总体水平与国外相比还存在较大差距。从铁路看,按人口计算的铁路通车里程密度(公里/万人),美国8.4,欧盟4.9,印度0.7,日本1.9,英国2.9,世界平均1.9,中国为0.8;按国土面积测算的铁路通车里程密度(米/平方公里),英国70.8,日本62.4,欧盟60.2,美国24.3,印度21.3,世界平均7.5,中国10.2,略高于世界平均水平。从高速公路看,按人口测算的高速公路通车里程密度(公里/万人),美国3.3,加拿大5.5,德国1.3,法国1.7,日本0.5,英国0.8,我国0.6;按国土面积测算的高速公路通车里程密度(米/平方公里),德国30.8,英国18.8,法国18.1,日本15.9,美国9.6,我国7.0。从机场建设看,按国土面积测算的机场密度(个/万平方公里),美国6.0,巴西1.1,印度0.7,巴基斯坦0.4,我国为0.15。我国港口130多个,泊位l400多个,但万吨级以上深水泊位仅500余个,其中10万吨级以上泊位不足20个。以上情况表明,我国铁路、高速公路、港口泊位、民航机场等主要交通基础设施总量与平均密度不仅低于欧美等发达国家,甚至低于一些发展中国家。我国交通运输无论在科技创新研发、高端装备制造还是在运输组织、安全管理和信息化服务等方面都还有相当差距。
(三)分工不合理,突出表现在资源配置方式未能体现不同交通运输方式的技术经济特点并形成优势互补。就各种运输方式的技术经济特点而言,公路以其便捷灵活、机动适应性强和可门到门服务等优势适用于中短距离运输,但大宗和长距离货物成本较高,且易污染环境和发生安全事故。航空速度优势突出,但机舱容积小和载重量有局限,燃料消耗大和造价高。水运在运输条件良好的航道有较强通过能力,适用于重物和大批量运输,而且其平均运距长,国际货运大部分通过海运完成,其缺点是速度慢,在途货物多,会增加货主的流动资金占有量,港口设施建设、搬运装卸费用偏高,运输受自然条件影响较大。与以上运输方式相比,铁路运输优点是运行速度快、运距长、运量大和基本不受天气影响,运输成本和能耗较低,在中长距离运输中,铁路比公路运输占据更大优势。但是近几年铁路客货运输分担率一直下降,原因之一是铁路货运基本以大宗货物运输为主,由于体制机制因素,始终在运量急剧增加、附加值高的集装箱、快件运输中难以取得较高市场份额,造成铁路货运总体分担率下降。原因之二是公路承担了相当一部分本该由铁路和水运承运的运输产品。如公路货运周转量在2007年~2008年间从11.20%奇迹般猛增到29.80%,增加了18.6%(见表1)。而适宜长距离运输的铁路、水运同期却分别下降了0.7%和18.8%。这一方面是公路货运平均运距增长的结果。公路货运平均运距2007年~2008年间从69公里飙升到171公里,上升了2.5倍。另一方面是2008年与2007年相比,高附加值的快递运输产品出现成倍增幅,而这一市场份额主要由高速公路承担了。这种交通运输方式发展不均衡问题,主要源于铁路和水运发展严重滞后。结构性失衡现象使得原本适宜铁路、水运承担的货物长途运输不得不转向公路运输。
(四)协调能力差,突出表现在不同运输方式枢纽衔接不畅。综合交通运输是由各种运输方式、各条运输线路、各个运输环节构成的统一系统,综合运输枢纽是实现客流“零换乘”和货运“无缝衔接”的关键。长期以来,尽管不同运输方式在其规划建设中会有所考虑与其他运输方式的衔接和客货的集疏功能,但由于缺乏统一规划和制度保障,造成有综合系统功能的运输枢纽建设滞后,难以形成综合运输有机整体,既增加了运输的中转交接费用,而且大量浪费土地、资金和其他资源,不断造成新的交通拥挤困难,并随着运输需求总量呈几何级数增长而变得更加突出。全国各大城市或多或少都存在运输枢纽综合度低的问题,机场、火车站、长途汽车站、城市交通之间的联通不同程度存在一定阻碍。
三、提高组合效率和整体优势,推进综合交通运输体系建设
推进综合交通运输体系建设,既要依赖发展目标和衡量标准的合理确定,又要有针对性地解决突出问题,着力提高各种运输方式的组合效率和整体优势。
(一)发挥政府部门的指导管理作用,创优综合交通运输体系的发展环境。在跨越不同运输方式技术界限,根据经济社会发展总体需求合理布局,提升交通运输整体优势和组合效率的过程中,政府相关管理部门具有极为重要的政策引导、组织统筹、关系协调和提供公共服务平台等职能。要实现整个交通运输业高效率、高效益和低成本、安全可靠目标,使交通运输体系与经济社会发展需要和大众出行要求相衔接,与经济社会发展规划相配套,政府指导管理应突出以下重点:一是按照大部制改革方向统一政府管理职能,着力创优公平公正竞争环境,研究制订统一运输技术、运营标准和监管原则,完善不同运输方式之间、运输与之间、国际与国内运输之间的利益协调、行业调控和协同发展机制,统筹行业发展政策。二是针对交通运输总体能力不足、发展不平衡和结构不优化的现实,根据适度超前、布局合理、结构优势和绿色发展原则,进一步明确今后不同运输方式能力提升、质量改进及技术装备现代化的发展规划,并在政策法规、技术标准、投资分配、人才结构和管理体制上提出明确具体、实施有力的保障性政策措施。三是深化投融资体制改革,为综合交通运输体系建设提供必要、基本的财政和资金保障。目前铁路投融资体制改革面临的压力最大、任务最重。为了确保快速铁路网目标和货运大通道建设的顺利实施,政府管理部门应加大对铁路建设投融资的支持力度。如通过建立国家铁路发展基金、推进企业股份制改造,实行分类投资和投资多元化,促进基金与民间资本相融合,鼓励和支持地方政府、企业及民间资本投资铁路建设等。四是加强公共服务平台建设,如加强信息网络建设、提供电子商务及服务评估平台,以及建立全国统一的货物识别、跟踪数据库和服务系统,为全程货物跟踪和物流一体化创造条件。
(二)发挥运输企业市场主体作用,完善综合交通运输体系的动力机制。不同运输方式的行为主体是运输企业,既包括以特定运输方式为主要服务手段的运输企业,也包括同时运用多种运输方式为服务手段的综合性物流企业。为此,要大力培育综合性运输服务市场主体,鼓励运输企业之间开展公平公正公开竞争。交通运输作为网络性基础设施和关系国计民生的重要基础产业,对降低经济社会的运营成本、缩小地区发展差距、实现产业空间转移和结构升级具有非常重要的作用。要充分依托基础设施的物理连接促进综合运输体系协调发展,同时还要通过深化体制改革确保运输企业的市场主体地位,实行统一的价格制订标准和价格形成机制,对非市场化业务给予相应的规制约束和利益补贴,使运输企业能够在公平规则、公正监管和公开环境下展开平等竞争。由于交通运输业的“普遍服务”性质,对交通运输各类企业要确定必要的市场准入门槛,制定普遍性的服务标准和服务要求,实行全过程的安全质量监管,以确保运输市场的有序发展。
(三)发挥铁路和高速公路的骨干作用,推动综合交通运输体系的合理布局。“十二五”交通规划确定了以普通公路为基础,以铁路和国家高速公路为骨干,五种交通运输方式全覆盖的综合交通运输网络架构,这是符合我国国情和体现不同交通运输方式优势的综合运输发展目标。在运输规划布局上,一是要重视发挥铁路在中长距离货物运输、高速铁路在中长途及城际间客流运输中的骨干作用。既有线的铁路货物运输要向物流化、集装箱化发展,高速铁路也可适当分担部分高附加值快件物品运输任务,并在未来综合交通运输体系中发挥担纲作用。 〔3 〕二是要高度重视高速铁路网和高速公路网的协同和相互补充效应,对相关运输业务进行合理规划和统筹调整。与传统公路相比,高速公路速度快,汽车运输时间短,能降低油耗和车损,通行能力显著提高。据测算,高速公路双车道的最大通行能力为每昼夜8000辆车次,若是四车道通行量则上升到每昼夜3万辆车次,是普通公路运输能力的15倍左右 〔4 〕,与铁路、空运有较强竞争力。尤其是在快递物流业发展、大型物流园区不发达的情况下,高速公路具有物流集散能力强、产品通达顺畅优势。随着我国人民生活和城镇化水平提高,在高度重视汽车等交通运输工具低碳排放和相关节能环保技术产品推广运用前提下,高速公路的作用应得到进一步增强。
(四)发挥运输枢纽的汇集疏散作用,实现综合交通运输体系的良性循环。2013年国家发改委《促进综合交通枢纽发展的指导意见》提出,要以运输需求为导向,新建与改造相结合,推进我国综合交通枢纽的一体化发展,包括加强以客运为主的枢纽一体化衔接;按照货运“无缝化衔接”的要求,完善以货运为主的枢纽集疏运功能,降低物流成本。这些原则和措施具有很强的针对性和指导性。“十二五”期间我国将基本建成包括各直辖市、省会城市在内的共42个全国性综合交通枢纽城市。实现综合交通运输体系的良性循环,必须强化中心城市综合运输枢纽的集疏运功能。一是提高不同运输方式的衔接和集疏能力,并使综合交通枢纽与城市轨道交通和公共交通形成有机统一体,实现长距离交通与市政公共交通和轨道交通可换乘。二是加强运输枢纽的组织与管理,重视客货集疏与转运、装卸存储、信息沟通和辅助服务等综合功能发挥,加强综合交通枢纽在中转换乘、运输组织等方面的一体化设计,通过优化不同交通运输方式的整体布局,实现综合交通枢纽的优化。三是枢纽的建设必须强化相关标准的制定,将土地占用、需要衔接的运输方式的功能、投资与运营机制、不同运输方式之间的成本分摊机制等纳入标准范畴,提高对运输组织与衔接枢纽发展的引导和约束 〔5 〕。四是对已建成运营、各自相对独立的铁路、公路、机场等运输枢纽,采取必要的调整和补救措施,加强相互之间的沟通衔接,提升综合效应。有条件的地方可实施技术改造、位置挪移,也可通过地铁、轻轨等方式强化相互之间连接,或者在重新建设和布置新的物流园区时,注意不同运输方式枢纽的综合平衡和统筹利用等。
(五)发挥多式联运为基础的物流集成作用,强化综合交通运输体系的内在经济纽带。运输系统是“建立在一定的技术结构和制度结构之上的运输供给与运输需求相互作用的关系集” 〔6 〕 ,是发挥市场基础性作用,使商品交换能在合适的时间和恰当的空间内最终完成的物质保障和基本载体。在传统运输管理基础上开展多式联运和一体化管理,融进供应链管理、数据交换和电子商务平台技术等新元素,可推动现代物流业的快速发展。交通运输业的现代化水平决定了物流业的发展水平,而现代物流业发展及其内在要求也能够强化和巩固不同运输方式之间的内在经济联系。当前,一是要以发展多式联运为切入点,切实发挥综合交通运输体系的功能作用,降低交通运输在物流成本中的比重过高问题。物流过程所创造的价值和效益作为GDP的一部分,并不是越高越好。物流在GDP中所占比率越高,说明社会生产体系中流通总成本越高。2011年我国物流总费用占GDP比重约18%左右,高于同期美国、欧盟和日本6%~10%的平均水平。造成高物流成本的原因之一是公路在物流运输中所占比例过高。公路运输物流企业产业集中度低,规模小,缺乏规模效应,而且受油价上涨、路桥费昂贵等因素影响,其运营成本上涨过快。2010年我国油品价格约占公路运输成本的40%,过路过桥费占到了公路运输成本的20%到30%。我国95%的高速公路和65%的一级公路是收费的,而美国物流费用平均只占货价的10%至20%,最高为32% 〔7 〕。二是要以信息化、智能化为引领,深化综合交通运输体系与现代物流的发展融合,发展铁水联运、公铁联运、江海直达运输、集装箱联运和甩挂运输、滚装运输、驮背运输等先进的运输组织方式,提高多式联运链条效率,使供应链管理过程中的运输链产生比传统运输方式更高的经济效率和质量效益。
参考文献:
〔1〕解天荣,王 静.交通运输业碳排放量比较研究〔J〕.综合运输,2011(8).
〔2〕王德占,何世伟.基于德国铁路物流经验的借鉴研究〔J〕.物流技术,2007(12).
〔3〕王会宗.交通运输与区域经济增长差异——以中国铁路为例的实证分析〔J〕.山西财经大学学报,2011(2).
〔4〕黄立岩.浅谈高速公路建设对经济发展的促进作用的重要性〔J〕.经济与法,2012(12).
〔5〕霍 华.综合运输的实现途径问题〔J〕.市场周刊,2009(11).
中图分类号:TD571文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)04(a)-0000-00
高效率低成本的将露天采出来的矿物运输到另一个地面卸载点,在运输的工程当中,包括生产人员、运输设备等。其主要运输方式有铁路运输、公路运输、输送机运输、提升机运输、井巷运输和联合运输。
使用铁路运输的方式目前在中国和苏联仍然占很大百分比例。其他国家的露天矿基本上都是使用汽车运输。根据每个国家以及采集矿点的实际环境部同,真正的合理运输方式也是不尽相同,仅对中国而言绝大多数有色金属露天矿采用的运输的方式是汽车运输,露天铁矿和煤矿也有采用汽车运输的方式。
1什么样的运输方式才合适
在具有针对性质的选择运输方式时,首要的前提是必须要综合考虑矿区的整体地形以及地质和气候条件都需要全面考虑在内,露天矿生产能力的强度和开采深度的最大值是多少,矿石和围岩的物理力学性质等等多方面的因素。
与发生的问题相比较之,目前针对这些全面技术与经济还是比较落后的,综合考虑实际情况根据适用条件,然后在确定最合理的运输方式。
相对于深凹露天矿,经过实践以及经验表明最有效的是使用汽车方式,在运输工程行驶中间过程在接以输送机或提升机的方式,等到直接上部地表再接以输送机或铁路、公路运输的联合运输方式,虽然复杂但是也是最有效的方式之一。
2铁路运输和公路运输的对比
但从铁路运输来讲其主要特点是:运输量大,成本较低;但允许坡度小,一般只有1.5~4%,最大6~8%;曲率半径大,灵活性差;基建速度
慢,一次投资大,适用于地形不复杂、矿体走向长、运距长、运量大的露天矿。
然而公路运输的其主要特点是:主要设备是汽车,爬坡能力大,一般为8%,最大达15%。道路曲率半径小,机动灵活,适用于各种条件的露天采场。采用汽车运输的露天矿,投产快,但经营费高,运距不宜过长,一般在2~3km以下。
中国生产的标准轨电机车有 100吨和150吨两种;窄轨电机车有8吨、14吨、20吨、40吨四种。窄轨内燃机车有80马力、120马力、240马力等。矿车种类较多,标准的轨矿车有60吨、100吨和180吨三种,窄轨矿车有1.2~2.5m3、4~10m3、20m3等。中国用1435mm标准轨距,窄轨轨距主要有900、750、762和600mm 4种。
但是公路运输对于公路的要求就比较高,需有良好的道路和完善的维修保养设施,以保证汽车的正常运行。矿山常用自卸汽车的载重量多在20吨以上。
3输送机运输和井巷运输的特点
带式输送机可以在 18°以下的斜坡上运输,大大缩短运距,适宜于高差大而深的露天矿;生产能力大,劳动消耗少,可实现连续运输及全盘自动化。
然而井巷运输即矿岩沿溜井自重下放,通常为其他运输的中间环节。最适于山坡露天矿,山坡高差越大,越经济合理。
如果遇到坚硬矿岩大块,需经破碎,达到要求块度,方能运输,在这些井巷中分别设置带式输送机(破碎机)、铁路或钢绳提升机等。中国许多山坡露天矿采用平硐溜井方式运输,所达到的经济效果还是非常好的。如果是运输机就需要移动破碎机和移 动输送机的应用,这种方式也为该运输方式开辟了新的前景。
输送机带宽,一般为1~2m,最大3.6m。最高带速7.5m/s。最大理论生产能力48000m3/h以上。 提升机运输 运输方式按牵引钢丝绳分,有单绳提升、双绳提升和无极绳提升。前两种为间断运输,后者为连续运输。按提升容器分,有箕斗、罐笼、串车。串车提升坡度取决于车厢装满程度,一般为20°左右。箕斗和罐笼提升坡度则不受限制。
4针对露天矿的实际情况分析
针对我国深凹露天矿山的特点和生产中存在的问题以露天矿山间断连续运输工艺为主线,不仅包括从破碎机、胶带机、排土机等工艺系统设备配套到胶带排土工艺研究,而且还包括从系统自动工作状态监测智能管理及环保技术到大倾角胶带运输技术研究等内容。
目前,我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采,矿山生产遇到两个突出问题:
4.1运输距离加长,运输效率降低,导致生产成本急剧上升只有研究和采用新的运输系统,才能维持矿山的正常生产。
4.2随着开采深度的增加和边坡的加高加陡,一方面,开采难度越来越大,开采安全性越来越差;另一方面,对大型露天矿,提高边坡角度又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。
因此,必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术,在保证生产安全的前提下,提高边坡角,减少剥离成本,提高经济效益。
5结语
经过以上四种运输方式之间的对比,我们可以轻易的对比出各个运输方式的优点和缺点,在选取最合理的运输方式时,还是需要具体情况具体对待,根据每个矿区的地点环境和山脉道路的交通力度,然后加以参考选取的运输方式,可以单独的一种方式也可以相比较之下互相结合在一起加以使用。
参考文献:
[1] 王纪山. 平朔东露天煤矿开采工艺选择分析[J]. 露天采矿技术. 2007(02).
关键词:新型中低运量;有轨电车;单轨;技术特征
1概述
城轨交通是指利用电力作为动力进行牵引车辆在轨道或导轨上运行的公共交通。近些年,国内城市发展迅猛,人口不断增加,城市交通拥堵与环境问题日益突出。因此,许多城市选择修建地铁、轻轨等轨道交通来缓解城市交通压力,同时减少尾气的排放量。但是由于地铁项目普遍投资高、审批相对困难,所以价格低廉且高效的单轨和有轨电车交通系统成为了中小型城市的新宠。
2单轨系统
2.1单轨系统的技术特征
单轨系统是指轨道车辆在仅有一个支撑梁的轨道上运行的交通系统。单轨系统具有诸多优势,如爬坡能力强、转弯半径小、噪声低等,其主要通过轨道梁系统、道岔系统、车辆转向架系统这3大关键技术来实现。生产轨道梁时,轨道梁系统具有任意调整曲线活动模板的功能,生产的轨道梁对误差、现场安装、调校工艺要求高;单轨系统采用一种多级钢箱梁结构的道岔结构,道岔梁上安装了供电和信号系统设备;转向架系统包括走行轮和导向轮两部分,走行轮承载车体重量,负责牵引、制动功能,导向轮胎沿径向方向引导车辆在轨道上行驶。
2.2单轨系统的分类
2.2.1跨坐式单轨系统根据车辆与轨道的接触方式划分为跨坐式、悬挂式和中低速磁悬浮。跨坐式单轨是一种非常适合中大型城市的经济实用的交通系统,其轨道采用强度混凝土或钢制箱梁,车辆跨骑在轨道梁上运行。目前在重庆跨坐式单轨有很多应用,使用日立技术、重载车型、载客量与地铁相差不多。因为跨坐式单轨车辆轮对具有稳定的作用,在极端大风天气下,跨坐式单轨的安全性、稳定性远远高于悬挂式单轨系统,所以跨坐式单轨系统应用更加广泛。2.2.2悬挂式悬挂单轨车体悬挂在走行部下方,走行部上安装有橡胶轮胎,车辆整体悬吊在轨道下方运行,轨道为单根带形轨道梁并有支撑柱支撑。悬挂式单轨是解决城市核心区地面空间不足的一种短途运输方式,单程高峰客流为5000~20000人/小时,由于其独特的悬挂式轨道结构,对地面资源的要求低、工期短,同时由于其良好的视野,可承担城市旅游的功能。悬挂式单轨有3种类型:非对称悬挂钢轮钢轨单轨、对称悬挂实心橡胶轮胎单轨和对称悬挂充气橡胶轮胎单轨。3种类型悬挂式单轨对比如表1所示。2.2.3中低速磁悬浮中低速磁浮交通是指线性驱动由非接触磁力提供支撑及导向的不超过120km/h最大工作速度的新型交通工具。磁浮列车的浮起、推动和导向是根据同性相斥、异性相吸原理实现的。磁浮交通和轮轨交通的主要区别是车辆与轮轨无接触的悬浮在轨道上方,因此不存在黏着速度的极限。磁浮列车可分为常导型和超导型两类,而中低速磁浮列车属于常导型,但由于驱动原理,站间距设计不能太小,考虑到运营的经济性和效率性,站间距至少为5km。同时,中低速磁悬浮列车与高速磁悬浮列车相比具有更大的优势,如技术要求低、成本低、爬坡能力强、转弯半径小、噪音小、节能环保。在国外,日本的中低速磁浮系统技术的应用比较成熟,具有1.5km的试验线和9.2km的运营线路。在国内,先后建成了长沙、唐山、上海等磁浮试验线和北京S1示范线等中低速磁悬浮系统线路。其中,北京S1示范线是国内首条采用中低速磁悬浮技术的示范线,信号系统由中国铁路通信信号股份有限公司(简称中国通号)提供,并于2017年12月30日正式开通运营。
2.3单轨系统在国内外运用概况
目前国际上的单轨系统基本以庞巴迪、日立为主,广泛应用于国内外,如日本奈良线、美国加州迪士尼游览线、新泽西州机场线。在国内,已经开通运营的单轨系统有重庆轨道交通2号线、沈阳轨道交通1号线、重庆轨道交通3号线一期等。
3现代有轨电车
在20世纪90年代,法国的现代有轨电车成为人们关注的焦点。由于新技术、新工艺和人性化的设计,同时具有节能、方便、舒适、线路布置灵活和经济优势,在传统有轨电车的车辆设计、线路结构和控制等方面采用新技术,特别是全低地板有轨电车已被广泛使用,它分为钢轮钢轨有轨电车和胶轮路轨有轨电车两种类型。
3.1现代有轨电车特点
现代有轨电车优势主要体现在经济性、高效性、便捷性、低碳性等方面,其中钢轮轨低地板有轨电车具有转弯半径小、投资低、建设速度快、运行速度高达70km/h等优点。同时具有车辆乘降口与站台齐平的特点,方便乘客上下车,可设置极低的站台,适合在街市运行。除上述特点外,橡胶轮轨电车具有较强的爬坡能力(最大纵坡130‰)、转弯半径较小、噪声和振动较低等特点。此外,钢轮钢轨低地板有轨电车存在一些缺陷,如轮轨磨损大、噪声高等,而胶轮路轨有轨电车具有耗能高、运营扬尘大的缺点。
3.2现代有轨电车系统的型式
现代低地板有轨电车轨面高度距车内低地板面大约300~400mm,按照低地板面在整个车辆地板面中所占的比例,低地板分为分段式(15%~20%低地板)、中间贯通式(70%低地板)及全低地板(100%低地板)3种,全低地板是目前最常见的,因此是现代有轨电车系统的主流。
3.3现代有轨电车系统的关键技术
全低地板有轨电车主要采用转向架车轮独立同步驱动的控制技术,即便同一车轴上的左右轮转速相同,此时独立轮对类似刚体轮对,即和刚性轮对具备相同的导向能力。由于独立车轮不存在纵向力矩,因此需要采取一些措施来提高导向能力,主要包括特殊的车轮踏面设计、使用槽轨、左右轮转动耦合、径向转向架、主动导向等技术措施。胶轮路轨低地板有轨电车的核心部件为走行部系统,车辆的运行主要靠走行部,在走行部上设置有导向机构及走行轮,因此胶轮路轨有轨电车具有爬坡能力强劲、转弯半径小、噪声低的优势。
3.4现代有轨电车国内外运用
目前,国外钢轮钢轨全低地板有轨电车厂商主要有西门子、阿尔斯通、庞巴迪等,在欧洲应用比较广泛。相比而言胶轮路轨低地板有轨电车比较少见,如法国劳尔公司的Translohr有轨电车系统。在国内,低地板仍然处于发展的早期阶段,如大连、长春轨道交通采用的低地板有轨电车,动力车厢分布在两端,转向架采用传统车轮,其余车厢采用独立轮对,他们属于二代70%低地板轻轨车辆;100%低地板有轨电车典型代表是中国通号的有轨电车系统,已于2019年11月在天水市投入运营。
4系统比较
综上所述,中低运量城轨交通系统的跨坐式单轨、悬挂式单轨以及低速磁悬浮系统和现代有轨电车系统的特点比较如表2所示。
5结论
【关键词】:高速铁路桥梁;混凝土;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着高效减水剂、矿物掺和料的研究、开发、应用以及2004年中国土木工程学会《混凝土结构耐久性设计与施工指南》和铁道部《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》的,给原来就具有很大优越性的混凝土增添了新的活力,高性能混凝土(或耐久混凝土)更是为铁路混凝土桥梁特别是大跨度铁路桥梁的发展起到了很好的推动作用。
一、高速铁路桥梁的主要特点
1、大跨度桥多。受国情路况的制约,我国客运专线中,跨度达100m及以上的大跨度桥梁很多。据统计,在建与拟建客运专线中,100m以上跨度的高速桥梁至少在200座以上。
2、桥梁纵向刚度。高速铁路采用的是跨区间无缝钢轨,因此对桥梁的纵向位移要求很严。即高速铁路桥梁必须有足够的纵向刚度,在使用荷载作用下不产生过大的纵向位移。
3、改善结构的耐久性,便于检查和维修。高速铁路是极其重要的交通运输设施,桥梁结构物应尽量做到少维修或免维修,因此,设计时需要将改善结构物的耐久性作为设计原则,统一考虑合理的结构布局和构造细节,并在施工中加以严格控制,保证质量。
高速铁路桥梁的主要特点决定了施工单位在施工过程中必须严格控制混凝土原材料质量,加强混凝土施工过程控制,提高桥梁结构混凝土的耐久性,才能最大限度地延长桥梁的使用寿命。
二、铁路桥梁高性能混凝土施工全过程及技术解析
高速铁路对桥梁工程的要求决定了施工单位在施工过程中必须严格控制混凝土原材料质量,加强混凝土施工过程控制,提高桥梁结构混凝土的耐久性,才能最大限度地延长桥梁的使用寿命。
1、高性能混凝土原材料的选定
高性能混凝土是铁路桥梁等土建工程建设的首选材料。选用低水化热与含碱量偏低的水泥,避免使用早强水泥与高C3A含量的水泥;选用坚固耐久、级配合格、粒型良好的洁净骨料;使用优质粉煤灰、矿物渣等矿物掺合料或复合矿物掺合料,一般矿物掺合料为耐久混凝土的必需组分;限制单方混凝土中胶凝材料的最高用量,尤其对混凝土骨料的级配及粗骨料的粒型要求;减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量,且胶凝材料的总量也不能过高。
2、配筋混凝土主要配合比参数
混凝土原材料经检验合格后,应根据不同的环境等级进行混凝土配合比设计。混凝土配合比设计需经试验监理工程师、总监理工程师及咨询单位签署意见方可使用。根据桥梁各部位的环境侵蚀作用等级,结合《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》、《铁路桥涵地基和基础设计规范》的相关要求,桥梁承重结构混凝土的最低强度等级及配合比见表1如下所示
3、混凝土拌合及运输
根据混凝土的强度要求选择合适的水泥强度等级,水胶比,高效减水剂及其它掺加剂,使混凝土具有较好的和易性,坍落度在规定范围之内。现场试验工程师需依据粗、细骨料含水率的变化情况,对施工配合比做相应的调整。要检查砂石的质量情况,核实使用原材料与配合比通知单是否相符,数量是否足够;混凝土拌合物塌落度45min损失不宜大于10%,入模前含气量应控制在2%~4%,混凝土自搅拌加水至入模时间不得超过45min。
混凝土拌和前,严格测定粗、细骨料含水率,试验监理工程师现场旁站,根据粗、细骨料含水率变化情况,调整施工配合比,要求每班抽测2次,雨天随时抽测。高性能混凝土拌制要求采用二次投料法,基本流程为:混凝土原材料计量后,先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺合料,搅拌均匀(搅拌至少30s),接着投入拌和水和液体外加剂搅拌成砂浆(搅拌至少30s),然后再向搅拌机内投入粗骨料搅拌均匀(至少搅拌60s)。
高性能混凝土要求采用混凝土运输车运输,运输过程中以2-4r/min的转速搅动,运输过程中要求确保混凝土不发生离析、漏浆及坍落度损失过多等现象,运输至浇筑地点应高速旋转20-30s后将混凝土拌和物送入泵车或料斗中,运输至浇筑地点的混凝土要求保持均匀性和良好的拌和物性能。
4、混凝土浇筑和振捣
混凝土浇筑前和浇筑过程中,试验监理工程师现场检测混凝土的坍落度、含气量、泌水率和入模温度等拌和物性能,在浇筑现场取样制作试件,按要求进行同条件养护和标准养护,混凝土试件要求56d抗压强度。混凝土浇筑根据不同的结构部位制定相应的施工工艺。
混凝土浇筑过程,随时对混凝土进行振捣使其均匀密实。振捣采用插入式振捣帮垂直点振方法,或采用插入式振捣棒和附着式振捣器联合振捣。混凝土振捣密实标志为混凝土液化泛浆后,其表面不再下沉、气泡不涌出,表面泛浆、平坦。使用插入式振捣棒时,操作要点为前手紧握振捣棒上端约50cm处,以控制插入点,后手扶正软轴,前后手相距40-50cm左右,使振捣棒自然沉入混凝土内,操作时应“快插慢拔”,振捣棒的移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍,且插入下层混凝土内50-100mm。每一振点的振捣连续时间控制在20-30s,防止过振、漏振,保证混凝土振捣质量。
5、混凝土养护及拆模
混凝土中水泥的水化作用就是混凝土的凝固、硬化和强度发育的过程,它与周转的环境,有密切的关系。当温度低与5度时,混凝土的硬化速度减慢,当温度下降至-2O度以下时,混凝土硬化基本停止。在干燥的天气中混凝土中水分迅速蒸发,一方面使混凝土表面剧烈收缩而导致裂缝;另一方面当游离水份完全蒸发后,水泥水化作用也就停止,混凝土的硬化也停止。混凝土浇筑后就应立即进行适当的养护,以保持混凝土硬化发育所需要的温度和湿度。混凝土振捣完成后,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖,采用草帘、无纺布、塑料薄膜等进行覆盖,减少混凝土暴露时间,防止表面水分蒸发。混凝土带模养护期间,采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或蒸汽等措施进行保湿、保潮养护。
混凝土的拆模时间除考虑混凝土的强度符合规范和设计要求外,还需考虑结构芯部混凝土与表面混凝土之间的温差、表层混凝土与环境机间的温差不大于20℃时方可拆模。
三、冬季混凝土施工工作的要点
混凝土工作在昼夜平均气温低于5度,或最低气温低于-30度的气候条件下进行时,必须采取一定的冬季施工技术措施。在保证混凝土必要的和易性的同时,尽量减少用水量,水灰比应较小,这样可以促进混凝土的凝固,可防止混凝土的早期冻结同时应增加拌合时间,一般比正常情况增加50~l00%,使水泥的水化作用加快并使水泥的发热量增加,以加速混凝土凝固。适当时可采用活性较大、发热量较高的快硬性水泥或高标号水泥拌制混凝土。将拌合水甚至将骨料加热,提高混凝土初始温度,使混凝土在养护措施开始之前不致冰冻。适当掺用早强剂,加速混凝土强度的发展,并降低混凝土内水溶液的冰点,防止混凝土早期冻结。也可用蒸汽法、暖棚法、蓄热法和电热法等进行养护,提高混凝土养护温度。以上各种措施,各有其优点和缺点,采用时可根据施工温度和预制场的具体条件选定合适的方法。
结束语
高性能混凝土作为一种新型高技术混凝土,它不仅具有高工作性、高力学性能、高耐久性、抗渗性、耐侵蚀性、耐磨性、低水胶比的特点,而且在工作性、节能、节料、工程经济、环境等方面具有重要意义,是一种具有环保性能的新型材料。
参考文献:
[1]中华人民共和国铁道部,新建时速300-350公里客运专线铁路设计暂行规定[S].北京:中国铁道出版社,2007.
关键词:道路施工 施工测量 测量方法
1、引言
施工测量是道路施工过程中的主要工作之一。测量工作完成的效率和质量,直接关系到工程的开工和质量问题,所以测量工作是道路施工工作的重要组成。道路施工测量的主要工作内容包括:控制网的复测及检验,恢复道路的中线,定测路界,建筑物的具体定位等。
2、控制网复测与控制点增设
道路控制网是测量人员根据设计图纸的要求并考虑到施工需要而布设的网络。控制网的类型包含平面控制网和高程控制网两种。在图纸设计阶段、施工阶段,甚至是工程运营阶段,控制网都会发挥极其重要的作用。因此,在工程动工之前,专业人员必须对其进行复测,验查控制点的精度,并要对有损的控制点进行恢复工作。如果控制点数量较少,不能满足动工的实际需要,测量人员就务必需要依据实际情况合理增设一定的控制点。控制网复测的工作与控制点增设的工作,通常都会同时进行,这样既可以完成复测的目的,又简短了测量工期。
2.1平面控制网
道路建设中,平面控制网一般按四等小三角测量或者二级导线的形式进行布设。其中,导线方位角的闭合差应该≤±24√n(mm)(n为测站数),导线的相对闭合差应该≤1/5000,三角形的最大闭合差应该≤9″,最短边的边长相对中误差应该≤1/4000。平面控制网的复测内容包括:测角、量距。应用的主要测量技术要求必须符合相应规范的标准。施工前平面控制点的增设,必须按图根控制测量的现行要求进行,采用交会法等方法,对精度的要求可以稍低于控制网测量的标准。在进行复测的计算时,增设点的任何数据都不参与到整体平差计算当中,在复测的结果低或等于精度要求后,再独立地进行与增设点有关的的坐标计算。
2.2高程控制网
在道路建设过程中,高程控制网的测量标准应与国家高程的基准保持一致,即采用四等水准测量法,或采用光电测距三角高程测量法。四等水准的测量高差的闭合差应该≤20√L(mm)(其中,L为路线的总长,单位为km);光电测距三角高程测量法的高差闭合差应该≤± 0.07√n(mm)(其中,n为测站数)。计算外业成果合格后还要对其进行平差计算,即可得到高程点的高程。高程控制网的复测仍需按高程控制测量的要求进行。若高程控制点较少,施工前需要根据工程的实际需要增设高程点,即按等外的图根高程控制测量要求合理增设,但测量的精度可稍稍降低,即高差闭合差应该≤±40√L(mm)(其中,L为路线总长,单位为km)。
3、道路特征点放样
道路的特征点有:直线的起点和终点、曲线的主点、桥涵的定位点、建筑物的定位点等。道路特征点的的放样方法中,道路与建筑物直线段的放样法较为简单,所以下文主要讨论的是道路圆曲线的放样方法。
3.1圆曲线主点及其放样
圆曲线的主点包括:圆曲线的起点、圆曲线的中点以及圆曲线的终点。
圆曲线主点的放样步骤:①在已知点安置好经纬仪,以路线方向定向,自已知点出发沿线路的两个方向分别测出切线长,即可获得线路起点和终点的坐标;②自后视已知点方向,顺时针转动仪器(180°-a )/2,即可得分角线的方向,再沿此方向自已知点向外延伸,可量出外矢距及圆曲线点。
3.2圆曲线细部点放样
在实际施工时,仍需要标记曲线上除主点之外的若干个控制点,以便清晰地表示出曲线在地图面上的准确位置。曲线细部点放样的最常用方法是切线支距法:先以曲线起点(或终点)的坐标为坐标原点,再以原点切线方向为X轴,最后以过原点的半径为Y轴,建立XY平面坐标系,测设时根据各细部点的X、Y坐标即可标注出各点的精确位置。这种方法有一个缺点:在地势不平坦、量距很困难的地方很难顺利进行。此外,还有专业的学者提出:GPS放样法,交点极坐标法和弦线中点极坐标法这几种放样的方法,都有不错的实用性。但是,GPS放样法会受到仪器条件所限,而且在隧道内施工时,GPS的使用很不方便;交点极坐标法、弦线中点极坐标法,在计算测设的数据时步骤较繁琐。下面就介绍一种,可以用偏角跟弦长对圆曲线细部点进行放样的方法———偏角法。
(1)放样数据的计算
(2)施工放样的方法:偏角法,可以用经纬仪配合钢尺放样,或只用全站仪进行放样。①用经纬仪放样时,将经纬仪置于曲线的起点上,照准后视点,并将水平度盘置零,拔角∠PB1,在此方向上可以量得d1,可得1点;然后,拔角 ∠PB2,使钢尺的零点对准1点,以d为半径,将钢尺摆动至经纬仪的方向线上,可得点2;拔角∠PB3,使钢尺的零点对准1点,以d为半径,将钢尺摆动至经纬仪的方向线上,可得点3;依次类推,放样其余的点,当拔角到∠PBE时,视线须通过曲线的终点。测得的这个终点,至曲线上的最后一个细部点的距离为d2,以此来检验放样的质量。②用全站仪放样时,既不用量距,转角也可以自动设置,所以定位将会是更好解决的问题。
对于曲线的放样工作可分两步完成,先将测量的仪器置于曲线的起点上,照准后视点,将水平度盘置于零,这样就可以放样从起点到圆曲线点这一距离内的细部点了;再将测量仪器置于圆曲线点上,照准后视点,同样,将水平度盘置于零,这次放样的范围是从终点至圆曲线点这一段距离内的细部点。若两次放样计算后的圆曲线点相差不超过10cm,取两次计算结果的平均值作为最终的结论;反之,若两次放样的计算结果相差大于10cm,需重新进行放样工作。
4、结语
以上所述的关于道路施工测量的实用方法,以精确测得的控制点为测量依据,不仅体现“从整体到局部,先控制后碎部”的测量基本原则,也减少了不必要的中间环节,还提高了点位测设的精度。因此,这种实用方法很适用于高速公路、铁路、隧道以及有特种曲线的建筑物平面定位。偏角法测设圆曲线,具有计算简单、测设容易、不受地形条件限制的优点。随着测量行业工作中全站仪的普及应用,偏角法放样的优越性将会越来越明显。测设时,在全站仪只需将设计好的圆心角和曲线半径输入仪器,再进行一系列的编程,即可得到测设的数据。该方法在野外工作量小,不需要多次搬站、选定转点,测设也灵活,放样的速度也快。
参考文献:
[1] 宁黎平.道路施工测量的实用方法[J].青海大学学报(自然科学版).2004.(4).
[2] 过静君.土木工程测量[M].武汉:武汉工业大学出版社.2000.158―159.
[3] 石雪冬.GPS在高速公路测量中的应用[J].测绘通报.2003.(11):29―30.
【关键词】无损 检测 桥梁 应用
一、在建钢结构桥梁的无损检测
在钢桥制造过程中,对焊缝缺陷或裂纹应由制造企业严格按照产品质量的检验规程加以控制,可使用常规超声波探伤、X射线、磁粉、渗透等无损检测技术。
对在建钢结构桥梁进行检测时,按照《铁路钢桥制造规范》的要求,对Ⅰ、Ⅱ级横、纵向对接焊缝、Ⅰ级全熔透角焊缝、Ⅱ级角焊缝均应进行100%的超声波检测,对板厚小于等于30mm的主要杆件受拉横、纵向焊缝除进行超声波探伤外,还应按接头数量的10%进行射线探伤,当焊缝长度大于1200mm时,在中部加探250-350mm。桥面板的U肋应进行100%的磁粉探伤。对接焊缝、全熔透焊角接焊缝等接头均可采用常规超声波检测,但常规超声波检测对不熔透角焊缝的焊根处缺陷的大小难以判断,一般不适合检测不熔透角焊缝,而且对于重要部位的部分熔透角焊缝,应需要足够的试验,且有经验的人员实现检测。
射线和超声检测主要用于检测焊缝的内部缺陷、磁粉检测主要用于检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷、渗透检测主要用于检测非多孔性金属材料和非金属材料的表面开口缺陷。但是任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。检测时应尽可能多采用几种检测方法,互相取长补短,取得更多缺陷信息,从而对实际情况有更清楚的了解,确保所检设备的质量。
二、桥梁无损检测的主要技术
1、射线检测技术
射线检测技术的工作原理是利用X射线和Y射线穿透被检物体的各部分,把受到不同程度吸收的射线透射到X射线的胶片上。根据强度衰减的不同,显示出物体内部缺陷情况和厚度变化,从而检出桥梁的缺陷。通过胶片上缺陷的数量、大小和形状来判断缺陷的质量等级和危害性。它的优点是缺陷形状部位直接明了,同时可以获得永久的记录,便于以后进行再次检查;缺点是射线设备价格昂贵并且不易携带,射线对人的身体也会产生危害。
2、超声检测
超声波探测技术在在建桥梁钢结构质量控制中应用非常平凡,超声检测的工作原理是利用物体缺陷本身的声学特性对超声波传播的影响,来检测物体的某些物理特性和缺陷。在超声检测中常用的是A型脉冲发射法探伤,常用的超声频率为0.5―5MHz。超声检测方法的优点是对未熔合、未焊透等平面形缺陷十分敏感,检测率也较高,成本低,检测速度快并且仪器便于携带;缺点是容易受到操作人员熟练程度和技术经验的影响,对桥体材料表面的粗糙程度有比较高的要求。
3、磁粉检测技术
磁粉检测技术的工作原理是铁磁性材料被磁化后,它的内部会形成很强的磁感应强度,它的磁力线密度会增加几百倍甚至几千倍,如果物体存在材质、形状、结构等原因造成的不连续性或者是材料中存在缺陷造成的不连续性,磁力线都会发生畸变,有的磁力线会溢出材料表面,从空间中穿过,形成漏磁场,通过漏磁场吸附磁粉的原理来显示物体近表面或表面处的缺陷。它的优点是检测速度快,检测成本低,能够发现物体表面细小的裂纹,所以检测灵敏度高;它的缺点是只能检测铁磁性的材料,而且对于埋藏较深的内部缺陷无法发现,而且,对于某些特别的工件,检测完成后还需要退磁。
4、渗透检测技术
渗透检测技术的工作原理是当被检工件表面涂覆了带有颜色或荧光物质且具有高度渗透能力的渗透液时,在液体对固体表面的湿润作用和毛细管作用下,渗透液渗透入工件表面开口缺陷中,然后,将工件表面多余的渗透液清洗干净,注意保留渗透到缺陷中的渗透液,再在工件表面涂上一层显象剂,将缺陷中的渗透液在毛细作用下重新吸附到工件表面,从而形成缺陷的痕迹,通过直接目视或特殊灯具,观察缺陷痕迹颜色或荧光图象对缺陷性质进行评定。
三、无损检测技术在桥梁中的应用
1、桥梁的设计与建造是以保证结构的适用性、安全性和耐久性作为标准的。适用性包括桥梁结构是否满足原设计承载能力以及能否承受目前交通荷载。安全性和耐久性都需要在桥梁建成后的使用过程中进行定期检测和维护。因此对桥梁结构进行定期的无损检测具有非常重要的意义,通过桥梁无损检测可以:
1.1 对现役有损伤桥梁进行诊治,可以准确找出桥梁损伤的原因,为桥梁的损伤治理提供依据。
1.2 能够合理选择损伤桥梁修复的材料和工艺,最大限度地延长桥梁结构的使用寿命及降低损伤桥梁的维修加固工程费用。
1.3 能够弄清楚桥梁结构耐久性损伤产生机理,在新建桥梁设计与施工时针对性地加以预防。
1.4 在新建桥梁质量监督和管理工作中,努力尝试和引进先进的无损检测技术,能准确鉴定工程实体的质量状况,提高新建桥梁的整体质量。
2、桥梁无损检测包括对桥梁上部结构的无损检测和下部结构的无损检测。其中桥梁上部结构的无损检测有:
2.1 钢桥的疲劳裂纹和焊缝质量等控制通常采用超声、射线、磁粉和渗透等无损检测方法。
2.2 索结构、悬索桥、斜拉桥和吊杆拱桥等一钢索或钢丝为主受力杆件的桥梁称为索结构。主要检测缆索和拉索的受力、锈蚀或损伤情况。通常采用电磁探测、超声探伤、应力测量、射线、声发射和CT技术等无损检测方法。
2.3预应力混凝土梁和钢筋混凝土梁主要存在裂缝和内部钢筋锈蚀问题,通常采用超声回弹综合法检测混凝土强度,超声波法测裂缝,电化学检测锈蚀等。混凝土桥面板采用冲击回波法和雷达法检测缺陷和厚度。钢管混凝土则采用超声投射法检测混凝土密实度。
2.4桥梁结构承载能力和评估,通常用传统桥梁荷载试验方法,即将已知载重的卡车置于桥梁关键位置,通过检测桥梁应力或跨间挠度等参数,可得出桥梁的实际承载能力,也可利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度,利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态。
3、桥梁下部结构的无损检测则包括以下内容:
3.1 桥梁墩台,通常采用平行地震法和超声地震法等检测技术
3.2 桥梁桩基,由于施工技术的难度和施工人为因素等原因,桩身存在沉渣、蜂窝、夹泥、空洞、缩径、断桩、裂缝和离析等缺陷,检测方法通常采用超声透射法和声波发射法。
四、无损检测技术的前景和展望
无损检测技术随着科学技术的发展而发展,是先进科学技术的结晶。无损检测技术促进了工业以致整个经济的发展,从某种意义上讲,无损检测技术水平可以作为衡量一个国家工业和经济的发展程度,以及科学技术发展水平高低的标志之一。无损检测技术是多学科综合的一门应用技术,是建立在基础学科的基础之上的,是有从基础理论中不断吸收养分,才能不断完善和发展。无损检测技术的研究,应善于把基础理论与工程实践结合起来,建立起理论研究与工程应用联系的桥梁,完善现有的方法和开辟新的途径。同时,高新技术在无损检测领域中的广泛渗透、应用和衍生发展,必将推动检测手段和评估方法的深刻变革,促使桥梁结构无损检测与评估技术向集成化、系统化、网络化和智能化方向发展。
结束语:
无损检测技术对在建的钢结构桥梁检测中发挥了至关重要的作用,无疑推动了钢结构工程的发展。随着无损检测设备的不断更新和现代化,以及无损检测技术的逐步完善,未来无损检测技术将在桥梁及建筑的更多领域发挥至关重要的作用。
参考文献:
[1]谭 敏 无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用思路研究[J] 科技资讯 2010(10)
[2]徐敬岗 无损检测技术在桥梁钢结构行业中的应用[J] 科技信息 2011(35)