三定位卡盘工艺在接触网支柱基础施工中的应用

作者:刘拥华 陶美祥 李亚洲 卫康
单位:中交一公局第一工程有限公司
摘要:铁路客运专线对接触网支柱基础的施工精度要求极高,传统定位工艺常因地脚螺栓预埋不准确而造成返工。以新建通辽站—新民北站客运专线TLSG-1标段项目为依托,提出双定位卡盘加工模具+单定位卡盘安装的接触网支柱基础三定位卡盘施工工艺,并详细阐述工艺流程。由施工效果可知,三定位卡盘施工工艺可提高接触网基础预埋螺栓的加工及安装精度,极大地降低返工率。
关键词:铁路工程接触网基础地脚螺栓卡盘安装施工技术
作者简介:刘拥华,高级工程师,E-mail:1403661305@qq.com。
基金:中交一公局第一工程有限公司科技开发项目计划:铁路客运专线接触网支柱基础施工精度控制研究 (KT2017-002)。 -页码-:96-98

0 引言

   新建通辽站—新民北站客运专线TLSG-1标段线路全长52.17km,其中路基工程40.53km,共有路基接触网支柱基础1 694处,包括ZQ120, ZQ140 2种型号。

   客运专线接触网支柱基础施工质量是控制站后工程施工的关键,而基础施工精度要求高、定位准确性要求高,须严格按照设计施工,允许误差为1mm。为实现高效、高质量地施工接触网支柱基础,须采用先进的定位方法对基础进行精确定位。按传统工艺施工时,浇筑完成基础混凝土后预埋地脚螺栓时常发生偏位,进而导致返工。为避免此类问题,以保证施工质量为根本,通过技术创新,研发路基接触网支柱基础双定位卡盘加工模具+单定位卡盘安装的三定位卡盘施工工艺,极大地提高了地脚螺栓预埋精度及施工质量。

1 接触网支柱基础安装要求

   1) 根据设计要求,基础中需预埋M39锚栓,锚栓外露基础面170mm,套丝长 (170±5) mm,锚栓头采用镦头加工。

   2) 预埋锚栓应严格按照设计图中的预留尺寸施工,施工完成后需采取有效措施保护螺栓外露部分,避免支柱安装前损坏螺纹。

   3) 预埋钢板应与基础面平齐, 预埋螺栓应与基础水平面垂直, 螺栓顶部偏离垂直位置的距离应≤1mm, 相邻或相隔2根螺栓间距、对角线距离的误差均≤1mm。

   4) 同一里程处2个基础横向间距≥11 300mm,即不允许接触网支柱基础侵限。

   5) 基础平面扭角≤1°。

2 三定位卡盘施工工艺

   三定位卡盘施工工艺流程为:首先在工厂采用双定位卡盘模具完成对地脚螺栓组的加工;然后运输至施工现场,采用单定位卡盘安装,并对地脚螺栓组进行位置及高程校核与调整;最后通过单定位卡盘固定在基础模板上。采用双定位卡盘加工地脚螺栓组可使螺栓间的相对位置更加精确,进而提高加工质量。采用单定位卡盘可快速将地脚螺栓组安装至基础坑内并固定,进而提高基础施工效率。

3 基础施工流程

3.1 测量放样

   采用全站仪进行放样,确定接触网支柱基础的中心位置,在基础边缘1.5m处设置护桩并标识,埋设护桩时须用水泥砂浆 (或混凝土) 包裹,钻机就位前认真核对桩位。

3.2 钻孔

   护桩设置完成后采用小型螺旋钻机配合人工进行开挖干钻成孔施工,钻孔深度须达到设计深度。

3.3 钢筋笼安装

   钢筋笼加工完成后采用板车运至施工现场,安装钢筋笼时利用四周的护桩进行准确定位,防止偏位,钢筋笼放至设计位置后立即固定。

3.4 模板安装

   采用定型钢模板,通过护桩定位,将模板安装至准确位置,然后采用钢管架进行固定,保证模板在混凝土浇筑过程中的稳定性。

3.5 双定位卡盘地脚螺栓加工工艺

1) 双定位卡盘组成

   双定位卡盘由卡盘、固定架和底座组成。卡盘为2块外径80cm、内径30cm、厚0.5cm的钢板,按地脚螺栓预埋设计图纸中的尺寸和布置形式在工厂加工而成。固定架由[20主骨架、钢筋连接杆、钢筋斜撑组成。固定架在双卡盘两侧焊接,两侧固定架结构相同,单侧结构形式为2块长80cm的[20口对口放置,间距30cm,通过3根长30cm的12钢筋连接,钢筋位于槽钢两端及中间部位。单侧固定架两侧分别设1根长65cm的钢筋进行支撑加固。底座由10块[20组成,其中1块长60cm、4块长80cm、3块长100cm、2块长120cm。固定架与双定位卡盘及底座均通过满焊连接,如图1所示。

图1 双定位卡盘三视图

   图1 双定位卡盘三视图  

   Fig.1 Orthographic views of double positioning chucks

2) 双定位卡盘地脚螺栓加工

   双定位卡盘地脚螺栓加工步骤如下:①步骤1将8根地脚螺栓安装在卡盘1, 2上, 各地脚螺栓带螺纹一端伸出卡盘1的长度相同, 与卡盘1的距离控制为50cm, 如图2a所示;②步骤2在每根地脚螺栓上首先安装1个螺母, 各螺母安装位置应保持相同, 同时保证每个螺母外侧螺栓长度满足安装1块卡盘和1个螺母的要求, 如图2b所示;③步骤3将1块与卡盘1, 2完全相同的卡盘3安装在第1个螺母外侧, 然后在卡盘3外侧每根螺栓上安装1个螺母将卡盘3固定, 如图2c所示;④步骤4在距卡盘3内侧30~40cm处焊接第1圈20加强钢筋, 在距卡盘3内侧60~70cm处焊接第2圈加强钢筋, 如图2d所示;⑤步骤5取出焊接好的地脚螺栓组, 在每根地脚螺栓上焊接1根带弯钩的20光圆钢筋, 焊接时保证弯钩朝向内侧, 如图2e所示;⑥步骤6将加工完成的地脚螺栓组运至现场进行安装。

3.6 单定位卡盘地脚螺栓安装

   为控制地脚螺栓安装精度,将双定位卡盘加工成整体后运至现场,采用单定位卡盘进行定位安装。

   1) 定位装置加工定位装置由单定位卡盘和可调式螺栓组成,单定位卡盘由10mm厚钢板加工而成。采用数控机床钻螺栓定位孔,孔径偏差<1mm。可调式螺栓为4对螺栓组,分别安装在定位卡盘的上、下侧。

   2) 螺栓组预埋将加工完成的地脚螺栓组通过上、下2个螺母固定在定位板上,使地脚螺栓组与定位板连为整体,然后将定位板置于基础模板上。

   3) 粗调利用辅助定位点将定位板与螺栓组整体对中,通过脚架上的底托调节定位板高程,并保证螺栓的外露长度,高程调好后调节定位板至水平。

   4) 精调粗调完成后由测量人员对预埋螺栓位置、高程、间距等进行复核,如有偏差则通过定位卡盘上的4对螺栓组进行微调。复核无误后焊接螺栓组与钢筋笼,然后固定脚架与钢筋笼。

3.7 混凝土浇筑

   混凝土由拌合站集中拌合,由运输车运至施工现场,浇筑前应对模板、钢筋和地脚螺栓组、接地端子等构件进行安装并检查。

3.8 拆模养护

   拆除模板后应及时进行覆盖,并定期对混凝土进行洒水养护。外露的螺杆部分应先涂抹1层黄油,然后使用胶带纸进行包裹保护,防止生锈。

图2 双定位卡盘地脚螺栓加工

   图2 双定位卡盘地脚螺栓加工  

   Fig.2 Processing of foundation bolt of double positioning chucks

4 施工效果

   通过采用三定位卡盘施工工艺,本工程1 694处接触网支柱基础全部一次性验收合格,施工效果良好,如表1所示。

   表1 施工质量控制效果
Table 1 Construction quality control effect   

表1 施工质量控制效果

5 结语

   对新建通辽站—新民北站客运专线TLSG-1标段路基接触网支柱基础施工技术进行研究,详细阐述施工工艺流程。设计并制作双定位卡盘地脚螺栓加工装置,该装置的应用在很大程度上改善了基础预埋地脚螺栓组的加工精度,通过现场安装定位卡盘提高了安装质量。双定位卡盘加工模具+单定位卡盘安装的三定位卡盘施工工艺减少了施工费用及人员投入,同时提高了施工质量。

    

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Application of Three Positioning Chucks in Construction of OCS Pillar Foundation
LIU Yonghua TAO Meixiang LI Yazhou WEI Kang
(NO.1 Engineering Co., Ltd.of FHEC of CCCC)
Abstract: The construction precision of OCS pillar foundation for railway passenger dedicated line is very high. Traditional positioning technology often causes inaccurate embedding of anchor bolts, which results in rework. Through the research of the TLSG-1 project of Tongliao to Xinminbei Passenger Dedicated Line, the construction technology of three positioning chucks for OCS pillar foundation installed with double positioning chucks and single positioning chuck is put forward, which improves the processing and installation accuracy of pre-embedded bolts of OCS pillar foundation and greatly reduces the rework rate.
Keywords: railway engineering; OCS; foundations; foundation bolts; chucks; installation; construction
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