鐵路建設發展,鐵路架橋機使用日益頻繁,架橋機傾覆事故時有發生。架橋機脫軌、傾覆,往往造成機毀人亡重大后果。一旦發生事故,起復、修復架橋機需花費較長時間和大量資金,還會嚴重影響橋梁架設及鐵路建設進度。特別是我國發展高速鐵路進程逐漸加快,架橋機高速鐵路建設中使用將會更加頻繁,發生傾覆事故造成傷亡和損失將會更大。說鐵路架橋一直是施工中安全重點,現就常用DJK140型架橋機來分析一下鐵路架橋安全控制。
DJK140型架橋機屬于單梁簡支式,鐵路架橋中應用很普遍。其架橋過程動態階段與安全控制狀態從總體上可分三種不同階段。首先架橋機以半懸臂狀態進入橋頭,其次以全懸臂狀態跨上前方墩,最后以簡支狀態開始架梁。這是其主要三種狀態。
1 半懸臂狀態
DJK140架橋機大臂可1#與2#龍門柱支承下前后伸縮。當大臂向后縮回13m至鋪軌位置(0#柱折起懸空)時,稱為半懸臂狀態。這種狀態下,架橋機既可以鋪設橋面軌排,又可以新線上短途走行。當要架橋時,架橋機系首先以此種狀態慢慢駛入橋頭,對準輪位,剎車并加鐵靴,然后再繼續伸臂以使0#柱能夠支立前方墩上。橋頭多系填方,當初次接納架橋機重大輪壓時,容易發生沉陷或偏沉,需特別留心以免釀成翻機事故,判斷好橋頭線路初次接納重載時可靠性。說,架橋機半懸臂狀態是架橋過程第一安全控制狀態。
路基和線路質量差是導致架橋機傾覆主要原因。新線和既有線上都或多或少存路基隱患,如墓穴、弧石坑、局部回填、拋填大石塊或凍土塊、積水浸泡、有暗流從路基滲流到另等情況。其中每一種情況都曾發生一次至兩次架橋機傾覆事故。特別是橋臺與橋頭填土之間常有夯填不實情況,往往是事故多發段。鋪架單位一定要對線下工程施工單位提供資料進行認真分析,嚴格執行有關壓道規定。路基施工單位要有監理對工程師參與或場情況下進行路基檢驗達到質量標準。這樣,才能確保路基施工質量,消除路基隱患;也才能使線下工程施工單位提供資料真實可信。
2 全懸臂狀態
當DJK140架橋機大臂向前伸出至最大位置時,即0#柱已達到前墩上方,但尚未支承于墩頂上時,此種狀態稱為全懸臂狀態。此時主機臺車前輪組軸重可能達到最大值,是架橋機架橋過程中最不利一種狀態,盡管橋頭線路第一種狀態初步壓實作用而有所改善。,全懸臂狀態最大軸重為多少,整機縱向穩定性如何,大臂前梢撓度為多少。(以確認0#柱是否能夠順利跨上前墩)是設計中必須明確重要參數。說,全懸臂狀態是DJK140架橋機架橋過程第二安全控制狀態。
這種情況下,當計入自重和恒載作用后,大臂產生最大應力會達到145MPa、大臂前梢產生最大撓度會達到55cm、大臂根部(1#龍門柱中心)反力會達到1440kN,架橋機總體縱向產生不穩定性、這些都是施工中應該重點關注方,架橋機這些部位一旦出現問題,就是發生重大事故根源。
2006年10月21日京廣線信陽至陳家河段楊家寨車站東南側(廣水市境內)鋪架橋梁時,吊梁扁擔體焊縫連接處突然斷裂,吊梁鋼絲繩脫落,帶動架橋機發生側翻,造成施工人員傷亡事故。平時檢修中各個受力部位仔細檢查定期維護就不會有此類事故發生了。
3 簡支狀態
當DJK140架橋機0#柱前方墩上已經支立好,而2#龍門柱對大臂豎向約束已經放松時狀態,稱為簡支狀態。此時可正式進行架梁作業。當混凝土梁被橫移到位(一般需偏離中線90cm)開始下落時,架橋機總體結構各部分均將承受巨大偏心扭矩,加之與此時扭矩同向橫向水平風力作用、吊重動力作用等因素,將導致0#柱及臺車輪組產生很大偏壓力,大臂也要抵抗相當大扭矩并產生一定扭轉變形。尤其是偏心荷載及其導致路基偏沉對整機橫向穩定性影響,將直接關系到架橋過程總體安全性。說,簡支狀態是DJK140架橋機架橋過程第三安全控制狀態。
落梁工況下,架橋機總體結構處于巨大偏心受力狀態。混凝土梁所產生偏心扭矩大部分都傳給了0# 柱。0#柱支承基礎是剛性(橋墩),而1#、2#龍門柱支承基礎是彈性(臺車)。當橋頭路基不可避免下沉時,0#柱要承擔更大比例偏心吊重所產生扭矩。施工中我們應該特別注意0#柱日常保養和受力狀態下變化情況,做好觀察記錄,時刻掌握其情況。做好保護工作。
落梁過程中,對位需要,天車起升系統難免反復制動和啟動,其慣性力將引起架橋機總體結構空間彎扭矩振動。這樣動力作用顯然對鋼箱梁大臂不利,但更重要是其對臺車前后車輪組偏載影響。這是事關架橋機整體安全關鍵所。天車起升系統制動和啟動過程中一定要小心謹慎操作,這是對大臂和臺車前后車輪組考驗。大臂和臺車前后車輪組也是平時檢查、維修保養重點。
鐵路架橋發生重大事故多發生此過程,這個施工環節應當特別小心謹慎,確保萬無一失。
總之,架橋機動態階段應該做好觀察,關鍵過程進行安全控制,應針對架橋機建立一套完善維護保養制度。使架橋機始終處于良好技術狀況。另外,應對架橋機加強狀態監測和故障診斷,確保架橋機安全運作。
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