铁路铺架施工作业过程安全风险控制探讨课件.pptx
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1、,铁路铺架施工作业过程安全风险控制探讨,中铁二十二局 张雪锋 2016.1,铁路铺架施工作业过程安全风险控制探讨,一、概述铁路铺架施工特点及安全事故类型 二、几种事故类型事故产生原因及应对措施(一)架桥机倾覆(二)工程线行车运输事故(三)桥梁侧翻,一、概述,1、铁路铺架施工的特点2、铁路铺架施工的安全事故类型3、主客观原因分析,3,4,1、铁路铺架施工特点,铁路铺架施工是在线下工程进展到一定阶段(路基、桥梁、隧道等工程具备铺架条件)后展开,完成上砟、架桥、铺轨、焊轨、整道、站场、附属等工程,需上场铺轨机、架桥机、焊轨机、机车、捣固机等大型设备,多项作业内容同步流水进行,线下、四电等交叉作业多,
2、多伴有营业线、封锁施工,点多面广线长,具有工期紧张、施工组织难度大、危险源多、工期(封锁点时间)与安全质量矛盾突出、安全风险高、发生事故的性质和后果严重等特点。铺架单位需要承受巨大压力,线下耽误,后门关死,既要前面耽误的工期找补回来,还要面临铺架施工过程中各种误工问题,而线路开通往往带有政治色彩,不能推后,铺架单位经常需要24小时连续作业,有时是非常规作业。,5,2、铺架施工安全事故类型,铁路铺架施工发生安全事故,大多与设备(施工机械)和线路(工程线、营业线)有关,主要的事故类型有:桥机倾覆或失稳(起重伤害)、工程线行车运输相关的掉道溜逸冲撞(车辆伤害)、桥梁侧翻、高处坠落、物体打击、路基坍塌
3、、触电、火灾、材料机具侵限、机械伤害等。,3、安全事故原因分析,客观原因:工期极度紧张,工期与安全质量矛盾突出大型设备(起重、特种、专用、自轮运转设备)多、点多线长面广,交叉作业多,重大危险源多,安全管控难度大设备缺陷:TJ180架桥机等设备为非标产品,设计、配型、加工制造有缺陷,准入、审核把关不严施工环境:邻近营业线、封锁施工要求严格,有效施工时间短,应急处置难度大,施工单位资源配置难以100%做到万无一失,6,3、安全事故原因分析,主观原因:管理:管理粗放,安全生产责任制不到位,安全管控有漏洞,交底、培训不到位,应急预案有名无实,安全检查流于形式,安全措施没有落实。技术:方案不切合实际,技
4、术落后不满足现场要求,危险源辨识不到位,专项方案、技术措施不具体,可操作性不强。,7,铁路铺架施工作业过程安全风险控制探讨,二、几种事故类型事故产生原因及应对措施 以下主要探讨桥机倾覆、工程线行车运输、桥梁侧翻等三类事故产生原因及应对措施,(一)桥机倾覆,1、架梁方法及架桥机类型2、TJ165型架桥机、DJ180型架桥机优缺点3、有关架桥机规范、规程、文件4、架桥机性能及工作原理5、架桥机倾覆案例、原因分析与应对措施6、应对措施,1、架梁方法及架桥机类型,DJK140,TJ165,DJ168、180,11,1、架梁方法及架桥机类型,铁路架梁方法包括架桥机架梁、铺轨机架梁、龙门起重机架梁、轮胎式
5、吊车架梁和其它架设方法。跨度在40 m以内的铁路简支梁,一般多采用架桥机架梁。架桥机分为简支式和悬臂式两大类,简支式架桥机分为单梁式与双梁式两种,双梁式架桥机又分为窄型与宽型两个系列。根据梁型区别分为箱梁架桥机和T梁架桥机。目前架设T梁施工主要采用单梁式架桥机,如TJ165型架桥机、DJ系列架桥机、DJK-140型架桥机等,2201型及2101型T梁架设广泛采用TJ165型架桥机及DJ180型架桥机。,2、TJ165架桥机优缺点,优点:主机和二号车均采用专用铁路平板车作为走行系统,可通过铁路营业线运输 营业线改造施工可快速通过营业线进入工程线架梁 自轮运转,桥间转移迅速,过孔速度快 铺设桥面排
6、和路基轨排速度快,在路基多的区段可兼做铺轨机,2、TJ165架桥机优缺点,缺点:TJ165是自轮运转设备,项目转场、区间转场必须通过营业线工程线完成,检验、过轨、厂修段修等手续繁琐,时间长,费用成本高。架桥机走行在钢轨上,必须采用边铺边架方式,不铺轨无法架梁,无法通过轮胎式运梁车架梁 架设双线桥梁时架桥机不能将梁片一次性横移到位,必须在桥墩上横移梁,架梁工效低,有一定安全风险(易出现梁体侧翻事故),2、DJ180架桥机优缺点,优点:架桥机整体可解体运输,区间转移转场不需要走营业线,手续简便,速度快 既可以边铺轨边架梁,也可以不铺轨直接架梁;既可以架铁路梁,也可以架公路梁 架设双线梁可直接将梁片
7、横移到位,不需要墩台上横移梁,风险小,架梁速度快 可低位隧道口架梁,2、DJ180架桥机优缺点,缺点:过孔速度慢,架设单线桥效率低 以公路方式架桥时,桥间转移必须采用2号车驮运主机前行,桥间转移时间长 不能通过营业线运输转场,营业线改造工程频繁换边架桥的工况下需多次拆装架桥机,效率低、成本高、风险高 轨排铺设速度慢,2、TJ165与DJ180架桥机优缺点,TJ165与DJ180架桥机市场保有量与应用前景 近些年来,由于行业部门对自轮运转设备过轨运输的要求越来越严格,TJ165架桥机应用受到一定限制;目前新建改建普速提速铁路工程普遍采用2201、2101型提速梁,DJ180系列架桥机具备转场快、
8、架梁方式灵活等优点,满足现场施工需要,市场保有量迅速扩大,占据了主导地位。,3、架桥机规范规程文件,起重机械安全规程GB6067-2010 规定了起重机机械的设计、制造、安装、改造、使用、报废、检查等方面的基本安全要求。,17,18,3、架桥机规范规程文件,GBT 253352010铁路T梁架桥机对架桥机性能的要求1.架桥机应可架设跨度32 m及以下各种规格的铁路混凝土T型梁。2.架桥机应可在不大于16的坡道上进行架梁作业。3.架桥机架梁最小曲线半径不应大于400 m。4.架桥机通过最小曲线半径不应大于180 m。5.架桥机理论设计架梁速度不宜小于3孔每台班(每台班8 h)。6.架桥机宜兼有铺
9、设25 m轨排的功能。7.架桥机宜具有隧道内或隧道口架粱的功能。,19,3、架桥机规范规程文件,对工作环境要求1.环境温度:一20+45。2.最大风力:6级(风速108ms138ms)。3.海拔高度:2 000 m。4.高原环境中使用的架桥机应满足用户提出的特殊要求。GB 26469-2011 架桥机安全规程中主要架梁安全控制点有:架梁作业中人员的安全;架桥机的施工现场;架桥机支撑条件;架空电线和电缆;安装与拆卸;架桥机的操作;检验与维护;架桥机试用状态的安全评估等。,20,3、架桥机规范规程文件,铁建设2006181号文 铁路架桥机架梁暂行规程中要求 1.新设备使用前应按国家的相关规定进行试
10、验、检测,符合要求后方可使用。2.架桥机和运梁车通过的路基沉降、承载力评估合格后方可进行架梁作业。3.架梁设备须有自锁、互锁、联锁保护,防止误操作。4.特殊条件下的架梁方案,必须符合安全技术规程和施工质量验收标准的规定,并报请有关单位审批;在既有线及邻近既有线架梁作业,必须贯彻执行铁道部铁路技术管理规程和既有线上施工安全的有关规定。,3、架桥机规范规程文件,铁路总公司运输局运辆货车2014493号中关于修程要求 1.架桥(铺轨)机组车辆中的NJ1至NJ10型平车厂修周期为8年,其他型号车辆厂修周期为5年。2.架桥(铺轨)机组车辆中的NJ1至NJ10型平车段修周期为2年,其他型号车辆段修周期为1
11、年。,21,3、架桥机规范规程文件,国标GB/T 28264-2012关于起重机械安全监控管理系统要求 要求架桥机加装安全监控管理系统,对起重机械工作过程进行监控,能够对重要运行参数和安全状态进行记录并管理。,22,3、架桥机规范规程文件,架桥机通用技术条件GBT26470-2011关于末级制动要求 5.4.3 应优先选用符合下列标准的制动器 JB/T6406 电力液压鼓式制动器 JB/T7019 盘式制动器 制动盘 JB/T7020 电力液压盘式制动器,23,4、架桥机性能及工作原理,TJ165型架桥机 DJ180型公铁两用架桥机,24,TJ165架桥机,25,TJ165型架桥机由主机(一号
12、车,一跨式,机上横移)、机动平车(二号车)、液压倒装龙门架三大部分组成。,TJ165型架桥机,26,TJ165型架桥机TJ165型架桥机机动平车,TJ165型架桥机,27,液压倒装龙门架成套设备是由2台液压倒装龙门架、2台安装架及一辆专用平车三部分组成,主要用于配合铺架设备换装梁片(轨排)等工作。,倒装龙门架,TJ165型架桥机,28,液压倒装龙门架成套设备是由2台液压倒装龙门架、2台安装架及一辆专用平车三部分组成,主要用于配合铺架设备换装梁片(轨排)等工作。,安装架及专用平车,TJ165型架桥机架梁工况,29,TJ165型架桥机架梁工况,30,TJ165型架桥机主要参数,31,(一)适用范围
13、用于新建和旧线改造时速200公里及以下客货共线T型梁(通桥2201梁、通桥2101梁)、铁路32m及以下混凝土梁、专桥9753梁的倒运和架设。工作条件为:1工作海拔高度:2000 m。2工作环境温度:+20+50。3工作环境最大风力:工作状态6级;非工作状态11级。4夜间运行和施工有足够的灯光照明。,TJ165型架桥机主要参数,32,(二)主机部分:1类型:自轮走行,单臂式,简支架梁。2正常架桥最小架梁曲线半径:600 m;拨道架桥最小架梁曲线半径:300 m;允许通过最小曲线半径:180 m。3额定起重量:165 t。4自重:255 t。5自行速度:012 km/h。6自行最大爬坡能力:16
14、。7长途挂运速度:60km/h;超限等级:超级超限。80号柱中心最大摆动量(左右各):2000 mm。9.梁片最大横移量(左右各):1180 mm。,TJ165型架桥机主要参数,33,10外形尺寸(长宽高):工作状态:64000 mm4800 mm7336 mm;自行状态:52500 mm3870 mm5420 mm;运输状态:28000 mm3640 mm3900 mm;有效内净空(净宽净高):3200 mm3300 mm。11吊梁小车吊梁升降速度(m/min):0.63。12吊梁小车走行速度(m/min):6.0。13拖梁小车拖拉速度(m/min):6.0。14机臂前端全悬臂时下挠度(mm
15、):650。15轴重:自行状态走行(t):28.5;半悬臂走行(t):32;简支状态拖梁前进最大轴重(t):考虑支腿作用:16.7;铺轨(轨排重量不小于20t)轴重(t):不考虑支腿作用:37;长途挂运(t):18.0。,TJ165型架桥机主要参数,34,(三)机动平车部分1.额定载重量(t):165。2自重(t):85。3.主要工作性能及参数要求:(1)最大轮廓尺寸(长宽高)(mm):3000032002000。(2)自行速度:012km/h。(3)自行最大爬坡能力(重载):16。(4)超限等级:超级超限。(5)允许通过最小曲线半径(m):180。,TJ165型架桥机主要参数,35,(四)倒
16、装龙门架部分1.额定起重量(t):852;单台自重(t):13t。2.主要工作性能及参数要求:(1)最大轮廓尺寸(长宽高):作业状态(外形):3200 mm5420 mm6100mm;作业状态(内空):3200 mm4100 mm5300mm;运输状态:(宽高):3200 mm4820mm。(2)升降速度(m/min):电动机泵站0.82;柴油机泵站1.20。(3)额定起升高度:不小于2000 mm(4)倒装龙门架梁横移装置:梁横移范围200 mm。(5)超限等级:机车车辆限界(6)内燃机功率:30 kW。,TJ165型架桥机主要参数,36,(五)安装、解体和运输1安装、解体架桥机主机安装、解
17、体全部用液压龙门吊起重,不另用其它起重设备。2机组长途运输(1)运输速度:60km/h。(2)运输最大轴重(t):19。(3)运输超限等级:超级超限。(4)运输最大轮廓尺寸(长宽高)(mm):143520 mm 3820 mm 3900 mm。,TJ165型架桥机,37,架梁实况,DJ180型公铁两用架桥机,38,DJ系列(主要包括DJ180、DJ168)公铁两用架桥机最初由邯郸中铁桥梁机械有限公司研制制造,该系列架桥机主梁采用连续单梁结构形式,结构简单,重量轻,组装方便,可解体通过公路运输,不受铁路行车运输诸多限制,这一点深受架梁施工单位所喜爱。该系列架桥机可以架设目前铁路普遍采用的2101
18、、2201及其以下梁型,也可用于架设40 m及以下跨度公路梁。自2000年底开始生产销售以来,据不完全统计截止目前共出厂160余套,架设铁路梁50000余片,公路梁80000余片,为我国铁路和公路建设发展做出一定贡献。,DJ180型公铁两用架桥机,39,DJ180公铁两用架桥机架梁示意图(整机横移),DJ180型公铁两用架桥机,41,DJ180型公铁两用架桥机,42,DJ180型公铁两用架桥机,43,过孔作业,DJ180型公铁两用架桥机,44,二号车喂梁,DJ180型公铁两用架桥机,45,落梁,DJ180型公铁两用架桥机,46,架梁到位,5、架桥机倾覆案例及原因分析,架桥机倾覆是架梁施工中重大
19、安全事故,一旦发生,机毁人亡,经济和政治损失巨大,会给企业带来毁灭性打击。此类事故近年来有上升趋势。,47,TJ165型架桥机,48,首先以TJ165架桥机为例,分析架桥机在桥跨间转移、过孔和架梁三种主要工况下的桥机侧翻的安全风险。架桥机桥间转移时,0号柱收起,主臂由1号柱和3号柱支撑,处于两端悬臂状态,在非桥上自力行走时和通过隧道时主臂要降到最低点,在桥面自力行走时,主臂可在最高位但应回缩到铺轨位置,严禁架桥机全悬臂走行。在开始行走前必须检查空气制动系统和基础制动系统特别是制动梁的情况,此时影响架桥机行车安全的因素有路基沉降、走行线路、桥头线路的施工质量以及架桥机运行过程中司机的操作技能,在
20、这种状态下架桥机可能面临脱轨和侧翻的风险。,TJ165型架桥机,50,架桥机过孔时(悬臂过孔),主机停车位置必须十分准确,制动机处于制动位,车轮下打好铁鞋,主机前后液压支腿必须由枕木垫牢,0号柱收起,主臂提升到所需高度,锁定1号,2号柱销及吊梁小车与1号柱顶的插销,开动主臂伸缩卷扬机,主臂前行。架桥机过孔时,架桥机悬臂的长度越来越长,必须随时调整吊轨小车的位置,保持吊轨小车与前吊梁小车距离 5 m,当主臂向前伸出至最大位置时,即0号柱已达到前墩上方,但尚未支承于墩顶上时,此时主臂为全悬臂状态。在全悬臂状态主机台车前轮组轴重达到最危险值,主臂的悬臂长度、挠度也达到最大值,尤其是在桥头,路基的变形
21、将直接影响架桥机纵横向稳定性,是架桥机架桥过程中最不利的一种状态。,TJ165型架桥机,52,架桥机过孔示意,而且架桥机主臂前端挠度和整机的纵向稳定性将直接影响0 号柱能否准确到达支承位。此时影响架桥机施工安全的因素就是司机操作的熟练程度、各操作环节的配合密切情况及台车轮下线路的稳定状况,这种状态下架桥机可能面临倾覆的风险。,TJ165型架桥机,53,架桥机在进行架梁时,主臂由0 号柱和1 号柱支承,主臂为简支受力状态。主机上的拖梁小车配合吊梁小车将梁片吊起,并由两吊梁小车前行出梁,梁片前行中应控制速度特别是接近0 号柱时应缓慢对位,严禁梁片撞击0 号柱,梁片到达桥跨位时再横移落梁。架桥机在进
22、行架梁时,混凝土梁沿主臂经纵移到需架桥跨间然后再横移(机上横移)到位开始下落,架桥机各结构部分均将承受巨大的偏心扭矩,加之与此扭矩同向的横向水平风力作用、吊重的动力作用等因素,将导致0号柱及台车轮组产生很大的偏压力,主臂也要抵抗相当大的扭矩并产生一定的扭转变形。尤其是在落梁过程架桥机处于巨大的偏心受力状态,这种偏心荷载及其导致的路基偏沉对整机横向稳定性的影响,将直接关系到架桥过程的总体安全性。,TJ165型架桥机,54,此工况下影响架桥机施工安全的因素有各司机操作的熟练程度、对各操作要求执行的精确程度、各工种操作的配合衔接密切程度及台车下线路和0 号柱支承的稳定程度,这种状态下可能面临架桥机的
23、侧翻倾覆。路基质量非常关键,尤其是桥头(涵背)路基,必须采取压道,和桥头线路加固措施,架桥机架梁示意,DJ180型架桥机,55,2010年5月23日和2010年11月29日,分别在安顺和郑州架梁工地发生架桥机倾覆事故,为此原铁道部建设司2010年12月9日发出关于在铁路建设项目暂停使用DJ架桥机的通知(建工电【2010】160号),暂停该类型架桥机在铁路架梁项目使用。2011年1月4日,铁道部建设司会同部工管中心工程监督总站,施工单位及架桥机生产企业的专家,召开了DJ系列架桥机安全问题研讨会,对DJ180、DJ168架桥机倾覆事故原因进行了分析,提出改进或加强措施,形成专家意见,会后施工和设备
24、制造单位根据专家会意见,对架桥机进行了改进并加强了架桥安全组织管理,经各建设单位组织安全评估,DJ系列架桥机又重新投入使用。,DJ180型架桥机,56,事故原因分析 架桥机事故通常主要有人为原因、架桥机本身原因、路基及线路原因、设备保养不善原因,还有就是采取的技术措施不当等均可能造成架桥机事故。人为原因、路基及线路原因、设备保养不善原因,无论采用何种类型的架桥设备都可能是导致事故的主要因素,这方面各施工单位都有比较成熟的管理和预控经验,相关的文献也比较多,我就不一一叙述了,这里主要针对架桥机本身和技术措施等两个原因进行分析研究。架桥机本身原因 2011年1月4日铁道部组DJ系列架桥机安全问题研
25、讨会专家意主要有下面几个原因。,DJ180型架桥机,57,(1)架桥机过孔作业二号柱移动靠近一号柱时,需解除一号柱的刚性连接,会造成架桥机整体结构的纵向稳定性不良。(2)机臂水平度限值不明确,没有配备安全监控装置和超限度装置。(3)零号柱、三号柱均与机臂垂直固结,在机臂不水平的情况下,形成零号柱和三号柱的附加弯矩。(4)架桥机部分部件的制造存在缺陷。如制动失灵,在下坡作业时易导致整机前倾失稳。(5)故障检测、联动联控等尚不健全。(6)提供给用户的操作使用说明书不详细、不严谨,可操作性不强。关键工序作业程序规定不明细,安全操作培训不到位。,DJ180型架桥机,58,技术措施不当或不到位导致的不安
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