集装箱门式起重机轨道基础维修改造技术
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摘要：目前大多数集装箱码头采用轨道式门式起重机进行集装箱装卸作业，轨道作为门式起重机的行走作业平台，在使用过程中常常出现轨道下沉、基础混凝土破坏等严重问题，影响到集装箱门式起重机的安全运行。针对寸滩港堆场轨道损坏的具体现象，分析了产生的原因,通过工程实践论述了维修和改进的方法,对今后港区的轨道维修改造和设计选型有一定的指导作用。
中图分类号： U65 文献标识码： A
1.工程概述
寸滩港位于重庆市主城区朝天门下游6公里的长江北岸，占地1743.5亩，集装箱堆场采用轨道式龙门起重机进行装卸作业，轨道全长8200米。从2006年开港运行至今，由于轨道系统选型缺陷、地基自然沉降、施工质量以及日常维护等因素，集装箱堆场轨道基础出现了以下问题：
（1）轨道橡胶垫板脱落或者被磨损完，无法起到缓冲作用，并且造成轨道高低不平；
（2）钢轨之间用鱼尾板连接，钢轨之间有接口，当起重机在通过钢轨接口时，产生强烈振动、冲击，使轨道之间间歇越来越大；
（3）钢轨下混凝土基础破碎，产生局部下沉，尤其在钢轨接头处，损坏情况最为严重，另外轨道梁本身又有不同程度沉降，导致轨道高低不平，场桥行走时出现啃轨现象；
（4）固定轨道的侧向压板松动，无法固定住钢轨；
（5）轨道压板松动，无法压住钢轨，造成钢轨轨距发生偏差，局部钢轨沿轴线方向成蛇形弯曲。
图1现有轨道系统图
2．轨道系统损坏原因分析
2.1轨道接口处承受冲击力较大
起重机轨道不是一个连续的整体，采用鱼尾板将钢轨连接起来的，钢轨之间有约5mm的缝隙。当门式起重机大车轮通过钢轨连接处时，会产生较大的冲击力和振动，钢轨接头处得间隙越大振动也就越大，频繁的振动会造成压板和鱼尾板的固定螺栓松动，再加上接口处钢垫板较小，轨道基础混凝土层被压碎，造成钢轨局部下沉，钢轨接口处轨面错开。
2.2现存的轨道压板存在缺陷
现有钢轨压板是通过锚固螺栓固定的，起重机作业时产生的侧向力，直接传递给锚固螺栓，而锚固螺栓直接作用在混凝土上，当侧向力超过了混凝土的强度极限，就会导致混凝土局部破损，锚固螺栓松动。并且，现有的压板无法侧向调节，在安装时不能保证钢轨与压板有效接触。
另外当起重机沿轨道行走时，在车轮前后轨道会被垂直“提起”，形成“弓”形。虽然垂直方向提起的距离很小，但是力量很大，现存的轨道压板由于是硬碰硬垂直方向压紧钢轨道,使轨道固定螺栓容易拔起、混凝土松动。同时也能使轨道发生变形.
2.3 “液压”效应和钢轨支撑面不平造成轨道基础破损
由于起重机在轨道上来回移动时，轨道基础承受的冲击力较大，容易造成轨道水泥基础开裂，缩短使用寿命。另外，普通水泥在硬化过程中会产生收缩，在水泥表面出现缝隙。这种缝隙及开裂会渗入雨水。当起重机行走时，对轨道基础产生的巨大压力又会将渗入的雨水挤出，雨水挤出时会对基础产生冲刷作用。天长日久，雨水的不断渗入和被挤出导致轨道基础出现空洞，造成轨道下沉，影响轨道的正常生产运行。
3.轨道基础修复及改进
3.1轨道垫板
寸滩港堆场起重机轨道所采用的钢垫板过小，宽度和厚度分别为100mm×10mm，而且在钢轨接头处也采用这种尺寸的钢垫板，根本无法有效分散起重机行走时的荷载冲击，所以才会造成轨道基础混凝土损坏。
改造方法：将原钢垫板替换为宽厚为250mm×20mm的钢垫板，在钢轨接口处采用800mm×20mm的钢垫板，通过增加钢板厚度和增大受力面积来增强基础对上部荷载的承受力。
3.2弹性橡胶垫
目前堆场轨道采用的橡胶垫板容易被挤压变形，侧滑出钢轨而失去作用，考虑到与钢轨以及钢轨压板配合问题，采用更换橡胶垫板的方式进行处理。
改造方法：更换带钢片的橡胶垫板，例如Gantrail、Illinois胶垫板。这种胶垫表面上有凹槽，能保证钢轨地面与胶垫紧密接触，减少胶垫磨损。并且胶垫中镶嵌了加强胶垫侧向刚度的钢片，能弥补钢轨地面与钢垫板表面的不平整度，均布作用在混凝土基础上的正压力。
表1 胶垫板性能
3.3轨道压板
在起重机轨道改造工程中，如何处理好原有的锚固螺栓是改造工艺的关键。现有的钢轨固定系统，锚固螺栓直接承受轨道传来的荷载，受力条件恶劣，轨道压板和压板底座之间，采用的是简单的平面配合，无自锁功能，螺栓紧固后，在钢轨受侧向力的作用下容易松动，从而无法压住轨道。
改造方法：采用带橡胶压头的Gantrail或Illinois螺栓式轨道压板固定钢轨，该压板夹可侧向调整，确保压板对钢轨的侧向固定，并具有侧向自锁功能，压板上自带的橡胶鼻子也可保证压板与钢轨的可靠接触。通过改进的轨道压板技术可有效避免传统钢轨压板出现的问题。
图2轨道压板
3.4高强灌浆料
由于起重机在轨道上行走时，轨道基础承受冲击力较大，造成堆场轨道混凝土破碎，影响轨道的正常生产运行。轨道梁顶部破损部分通常只有几厘米，采用普通强度混凝土强度不高，修补后表面这层混凝土极易破碎，而且码头停产维修时间不可能太长，普通混凝土早期强度低，养护时间长，所以在修复时不宜再使用原强度的普通混凝土。
改进方法：使用高强灌浆料修补破损的轨道梁面层。高强灌浆料与普通混凝土比较，其特点是，抗压强度高，特别是早强性能好；流动性好，自密实；略微膨胀，不会产生塑性收缩现象。使用高强灌浆料，不但提高了轨道梁顶部抗压强度，避免使用普通混凝土产生的一些问题，而且可以大大缩短施工和养护时间，从而使轨道能尽快投入生产。
4.结语
笔者通过对该港区堆场轨道维改造工程实践表明，谢谢修复改造措施有效的解决了原有轨道系统的缺陷。在修复改造过程中，还应注意检测堆场钢轨轨距、轨顶标高是否在同一设计标高上，及时做好相应的调整。寸滩港集装箱堆场轨道基础改造具有一定的代表性，其修复及改进方式对类似港口轨道基础有借鉴意义。
参考文献
[1] JTJ297-2001，《码头附属设施技术规范》[S]
[2] JC/T 986-2005，《水泥基灌浆材料应用技术规范》[S]
作者简介：王磊（1981―），男，工程师 重庆国际集装箱码头有限责任公司 重庆 400074