鐵道工程施工實務彙整(車站改建)

2023/03/29閱讀時間約 7 分鐘
  因為接觸軌道工程大約一年半時間,工作的過程中把鐵路知識從無到有,花了很多心力研究,所以我把這段時間學到的鐵道工程經驗,用條列的方式在文章內說明。
鐵道工程施工實務彙整
  我做到的案子是用「道碴」軌道,無道碴軌道因為沒碰過,所以這篇文章不會提到。現在都用「混凝土PC軌枕」,所以木枕也不會提到。
  內文會提到一點點的系統機電,但因為這個部分我是外行,大概提一下介面問題而已。

  • 車站及站間:
  一般定義車站兩側平交道內為車站,平交道外為站間,機電、號誌與土木的定義可能不太一樣。
  • 軌道區間:
  軌道區間之間有絕緣接頭,鋼軌的帶電不會傳到另一個軌道區間。
  • 股道:
  站間只有東西正線,站內正線會分岔出去變成好幾「股道」,股道的順序要看車站,有些從東邊開始依序排列,有些從西邊開始依序排列。
  股道間距最小需有4公尺以上。
  • 鋼軌:
  多數為2種鋼軌,「50N」以及「UIC60」,數字代表的是行進米的重量,50N是一行進米50公斤,UIC60是一行進米60公斤,鋼軌的細部尺寸蠻多的,有興趣的人可以找圖了解。
  鋼軌的定尺長度是「25米」,切鋼軌要用鋸軌器,是一台有圓盤鐵片的機器,切的時候會產生比仙女棒大好幾倍的火花。
  鋼軌之間臨時連接要用魚尾板,永久的要銲接,鋼軌總長200公尺以上定義為長銲鋼軌,因為會開始產生不動區間,也就是經過熱漲冷縮後會有不移動的範圍出現。
  鋼軌有一條是「號誌軌」有一條是「迴流軌」,號誌軌通電的時候會回傳訊號給車站,車站會看到這個軌道區間有車輛占用,迴流軌則是一直帶電。當列車橫跨軌道會將迴流軌的電通到號誌軌,所以車站就知道有列車佔用軌道。
  • 魚尾板:
  用來連接未銲接的鋼軌,鋼軌鑽洞之後再用魚尾板鎖固,魚尾板類似鋼構的連接板,如果是不同種類的鋼軌要用異型魚尾板連接。
  • 銲接:
鋼軌的銲接方式大致分為兩種:
  1. 電阻火花銲:適用於一般路線,銲接品質較佳。
  2. 鋁熱銲:適用於一般路線,因為不用台車所以可以銲接道岔,銲接品質較差。
銲軌後需要把突起磨平,鋼軌銜接處稱為「踏面」。
  • 軌枕:
  目前都是使用PC混凝土軌枕,PC枕內有預力鋼線,上面有防震橡膠墊來抵抗列車衝擊。
  一般軌枕間距是60.5公分,道岔的軌枕間距要看組合圖。
  • 扣夾:
  把鋼軌放到PC枕上後,打上扣夾固定,扣夾要用一個大槌子人工打入,沒有什麼特別的施作方式。扣夾打入後可能還會鬆脫,需要定期檢查。
  • 軌框:
  將鋼軌、PC枕及扣夾組合成有形狀的軌框。
  • 道碴:
  軌框下方要放置道碴約65公分厚,用來吸收列車衝擊力,道碴放置後使用怪手初砸壓實,最後會用砸道車來砸道。
  一開始在軌框下鋪設的稱為「底碴」,放上軌框後還要在倒石碴上去稱為「面碴」。
  • 軌距:
  台灣使用的是標準軌,軌距是1067公分(內軌淨距),軌距要用淨空檢查尺來檢測,淨空檢查尺除了可以量軌距之外還可以量月台軌道淨空,規範為每200公尺量測五點。
  軌道除了軌距之外還要量測平面性、方向性。
  • 超高:
  轉彎段與高速公路一樣會設計超高,用來提供列車向心力,超高單位是公分,用來描述兩軌之間的高度差。
  • 加勁軌:
  在軌框之間拉預力,用在進入不同勁度結構之間(如:進出入鋼橋),如果是一般軌框,會因震動頻率不同會造成軌枕斷裂。
  • 道岔:
  用來將路線分岔,透過轉轍器來改變方向,列車如從反向進入,會造成擠岔,使道岔損壞。  
  道岔大致上有鼻軌、護軌及一般軌,道岔組立完成後要檢查平面性、方向性。道岔組立完成後需要量測背軌距、鼻軌距等16項以上的軌距。
  • 止衝擋:
  路線末端會放止衝擋,避免列車衝出軌道,通常都會放在非載客的股道。
  • EJ:
  使軌道能熱漲冷縮,EJ的兩端為尖軌,可以相互滑動。
  • 計軸器:
  用機械方式來測量軌道區間之間是否有列車,列車通過計軸器數字會加一,當軌道區間前後計軸器數字一樣時,代表列車已經通過,如果在計軸器上來回,則數字會一直疊加上去,計軸器每日都會「重置」一次。
  因計軸器貼在鐵軌旁邊不太顯眼,夜間施工時很可能會被輾壞要很注意。
  • ATP:
  放在鐵軌與鐵軌之間,用來紀錄列車通過時間並回傳行控中心。
  • 動態包絡線:
  軌道邊緣建築界線用列車行進時的晃動範圍來劃定,會比列車還寬,如果月台在轉彎段需要依照轉彎的超高及半徑來加寬。
  • 軌道淨空:
  從軌道中心起算之間距,人員防止撞擊之淨空須保持1.9公尺,月台淨空按動態包絡線。
  • 標誌:
  月台上的標誌主要是給列車員看的停車標,其他還有很多標誌,不再贅述。
  • 砸道:
砸道方式分為兩種:
  1. 人工砸道:人員用十字鎬來夯實道碴,屬於臨時砸道。
  2. 機械砸道:用砸道車來進行砸道,砸道車有分為大、中、小三種,車輛會用震動棒伸入PC枕間進行夯實,夯實完後再不斷移動重複夯實動作,一般規範說的綜合砸道是指機械砸道,軌框及道岔鋪設完後要經過綜合砸道才能通車。
  砸道車可以拉起軌道微調線型,如果電車線已經架好了,就需要考慮電車線高度,不能過低。
  • 切換:
  將軌道從一股道撥到另一個股道,並把斷點銜接,用在要切換路線時使用。因切換的路線有列車行進,一個晚上之內就要完成撥軌、整碴、砸道及號誌測試,所以是大工程。
  • 臨時軌:
  先切換道臨時軌後,開始做原本路線旁邊的結構物,做完之後再撥回來。臨時軌與永久軌的差別在於:臨時軌最終會被拆除。
  • 拖軌梁:
  如果要做地下道的話,要將一部份軌框換置為拖軌梁,拖軌梁類似一個短橋,可以在下方作業。
  • 應力解除:
  如果因為熱脹造成軌道挫曲線型跑掉,需要將一小段切除,矯直後再重新銲接。
  如果冷縮鋼軌會直接斷裂,線型不會跑掉。
  • 集電弓:
  列車上方與電車線接觸的弓狀物。
  • 電車線:
  電車線電壓大於25,000伏特,用三角架來懸掛,三角架有設愛子來絕緣。
  電車線感電範圍為2.3公尺,2.3公尺內都有被電擊的危險。另外金屬製品距電車線5公尺內都需要接地。
  鄰軌施工機具需要將接地線接到接地匯流排才能施工,接地匯流排是一個小鐵片,通常掛在圍籬上面,規定是每50公尺設置一處。
  • 電力桿(OCS):
  用來固定三角架用。
  • 線槽:
  用來擺放電力及訊號電纜,最外緣離軌道中心3公尺。
  • 鄰軌作業:
  電化區間5公尺內、非電化區間3公尺內視為鄰軌作業,日間作業需辦理保修,夜間作業須辦理斷電封鎖。
  • 慢行:
  列車經過該區段要減慢速度,通常用於區段間剛完成作業,道碴狀態還不穩定時,要有幾天慢行的時間,慢行區域前後會擺放慢行牌告訴司機員要減慢速度。
  • 保修:
  日間鄰軌施工要向車站申請保修,保修後列車經過該區段會慢行。
  • 瞭望員:
  列車經過時吹哨告訴施工人員將機具暫停,標準配備有哨子、紅旗、臂章及列車時刻表。
  • 斷電封鎖:
  封鎖是管控列車無法進入、斷電是暫停電車線供電。
  斷電封鎖程序順序為:封鎖->斷電->復電->解鎖,解鎖後列車始能通過。
  夜間作業斷電後需以接地棒來將殘餘電流導掉,復電前一定要拆掉,否則電車線會整段燒毀。
以上就是軌道工程現場會遇到的項目,當然實際還有更多細節。

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