無縫線路應力放散與鎖定施工工藝研究

摘要對無縫線路施工中的應力放散與鎖定的整個工藝進行了詳細的介紹。

關鍵詞 無縫線路;應力放散;鎖定

中圖分類號 U21文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2009)111-0090-02

隨著我國鐵路的不斷提速，對線路的要求越來越高，現都采用跨區(qū)間無縫線路來實現提速的目的，而無縫線路應力放散與鎖定是跨區(qū)間無縫線路施工的最后關鍵工序。 應力放散是拆除單元軌節(jié)的扣件，解除約束，抬上滾筒，通過滾筒、拉軌器、撞軌器、小錘等工具，使積累在單元軌節(jié)內的溫度力得到釋放，然后落槽，上好扣件鎖定，保證鋼軌在鎖定軌溫下達到零應力狀態(tài)。應力放散與線路鎖定有滾筒放散法和拉伸放散法兩種。線路經應力放散和焊接鎖定后形成無縫線路。

1 施工前提條件

⑴ 道床剛度及縱橫向阻力，軌面高程、線路的幾何尺寸達到初期穩(wěn)定狀態(tài)要求。

⑵ 按施工設計圖要求設置好位移觀測樁。位移觀測樁的設置應符合下列要求:單元軌節(jié)起終點的位移觀測樁宜與單元軌接焊接接頭對應，縱向相錯量不應大于30m，位移觀測樁應于電務設備錯開;位移觀測樁應設置齊全，牢固可靠，易于觀測和不易破壞;位移觀測樁按列車運行方向順序編號，編號方法為“A-Y-Z”，其中Y為單元軌節(jié)的編號，Z為單元軌節(jié)內位移觀測樁的順序號，編號均以阿拉伯數字標注，并在樁號右上方標“#”號;觀測樁在區(qū)間埋設在路肩上，在站內站臺側可設置在站臺墻上，觀測樁距軌道板坡腳和路肩邊緣均應大于0.3m，當路肩寬度不足時，可埋于路肩中心;路基上位移觀測樁埋設深度應符合設計要求;位移觀測樁也可利用線路兩側的接觸網基礎，線路基樁或在其他固定建筑物上設置;橋上位移觀測樁可設置于橋梁固定支座附近穩(wěn)固的橋面擋碴墻上，標記必須穩(wěn)固、耐久、可靠、便于觀測;位移觀測樁位置，編號及觀測記錄應列入竣工資料。

⑶ 廠焊長鋼軌已焊接成單元軌節(jié)。

⑷ 前一單元軌節(jié)和欲鎖定軌節(jié)間已進行焊接。鎖定時軌溫不大于鎖定軌溫允許值。

2 應力放散與線路鎖定施工方案

應力放散與線路鎖定施工方案示意圖見圖1。

2.1 設伸縮區(qū)

放散本次單元軌時考慮上一單元軌設伸縮區(qū)100m。

2.2 觀測臨時位移

為檢測應力是否放散均勻，在應力放散過程中，于鋼軌上標記臨時位移觀測點，全過程地觀測鋼軌的位移以檢驗鋼軌內部應力是否為0。在上一單元軌末尾的伸縮區(qū)起終點設1# 、2#測點，本次放散單元軌起點設3#測點，之后，每隔300m設置4#～8#測點，共設8個測點。

2.3 確定施工鎖定軌溫

施工鎖定軌溫定為設計鎖定軌溫±5℃。

2.4 支墊鋼軌

在伸縮區(qū)左右股軌下每隔10m在軌枕間支墊一個滾筒。滾筒頂面高度為橡膠墊板之上5cm左右，頂起的軌底面與軌枕上的預埋鐵座頂面大致平齊。

2.5 應力放散

根據測量軌溫判斷，當軌溫在設計鎖定軌溫范圍內時采用“滾筒放散法”，當軌溫在設計鎖定軌溫范圍以下時采用“拉伸放散法”。

2.6 采取“連續(xù)法”鎖定施工，即是將區(qū)間中相鄰的兩個單元軌節(jié)依次鎖定，即鎖定完第一對單元軌節(jié)后進行鎖定焊接，再進行下一對單元軌節(jié)的鎖定。

3 施工工藝

3.1 區(qū)間施工工藝流程圖

區(qū)間應力放散與線路鎖定施工工藝流程圖見圖2。

3.2 區(qū)間施工工藝

通過現場調查，了解近期軌溫的變化情況，決定應力放散與線路鎖定的作業(yè)時間。

3.2.1位移觀測樁設置

位移觀測樁必須在單元軌節(jié)應力放散前預先設置完畢。單元軌節(jié)起終點的位移觀測樁盡量與單元軌節(jié)焊接接頭對應，當利用接觸網桿(或基礎)等永久結構物作為位移觀測樁時，允許縱向有不大于30m的相錯量，成對的位移觀測樁連線應垂直于線路。

線路按單元軌節(jié)設置位移觀測樁，其縱、橫向設置位置為:區(qū)間埋設在路肩上，站內埋設在站臺上，橋上位移觀測樁可設置在橋梁固定支座附近穩(wěn)固的橋面擋碴墻(無碴軌道范圍內為橋面防護墻)上，位移觀測樁按

里程方向順序編號，編號方法為“A-Y-Z”，其中Y為單元軌節(jié)的編號，Z為單元軌節(jié)內位移觀測樁的順序號。編號以阿拉伯數字標注，并在樁號右上方標“#”號，現場的編號應標記清晰、耐久。

3.2.2為檢測應力是否放散均勻，在應力放散過程中在鋼軌上標記臨時位移觀測點，全過程觀察鋼軌的位移以檢驗鋼軌內部應力是否放散為零。在上一單元軌的伸縮區(qū)起終點設1號、2號點，本次放散單元軌每隔300m(當單元軌長度不為1500m時觀測點設置數量、位置在作適當調整)設置3號、4號、5號、6號、7號、8號共8個臨時移觀測點。放散時應隨時匯總計算各臨時位移觀測點的位移，判斷應力放散是否均勻。在本次放散單元軌節(jié)和上一放散單元軌節(jié)伸縮區(qū)標記臨時位移觀測零點。

3.2.3用專用工具拆卸本次放散單元軌節(jié)和上一放散單元軌節(jié)伸縮區(qū)范圍內的彈條，并用起道機將鋼軌頂起，支立于滾輪上，頂起高度為5cm，滾輪間距為10m。

3.2.4由于長軌鋪設時軌溫與正在進行應力放散作業(yè)的軌溫不一致，彈條卸除、鋼軌頂起后，鋼軌的束縛解除，鋼軌將產生位移。但由于鋼軌內部應力及滾輪摩擦阻力等影響，此時鋼軌內部應力不為零，故需記錄鋼軌臨時位移，作為以后施工放散的依據。

3.2.5在本次放散單元軌前后各布置一臺拉軌器，拉軌器固定于本次放散單元軌與相鄰單元軌的鋼軌上，來回拉動鋼軌，并觀察每次鋼軌位移，當通過位移計算證實鋼軌與滾輪之間的摩擦阻力已基本被克服，鋼軌內部的應力則基本為零。

3.2.6記錄鋼軌應力放散為零時的軌溫，若此時軌溫正好符合設計鎖定軌溫，則鎖定鋼軌。若此時軌溫低于設計鎖定軌溫，記錄軌溫。

3.2.7線路鎖定

將液壓鋼軌拉伸器安裝在鋼軌上鎖好即可開始拉伸。此時撞軌器撞軌配合拉伸，確保鋼軌拉伸量均勻，當拉伸到計算拉伸量時開始落槽鎖定，在拆除滾輪時壓機不準放炮，以免碰傷人或將石屑崩到橡膠墊板上，在鎖定時靠近液壓鋼軌拉伸器的一組要逐個安裝彈條，其它組先隔5根軌枕上一對扣件，先將鋼軌鎖住，然后再按間隔2根軌枕、間隔1根軌枕補上扣件，各組組長開始檢查扣件的安裝是否到位。

在拉軌器前后各50m范圍內的鋼軌鎖定完成后，方可松開并拆除拉軌器。

3.2.8在應力放散與線路鎖定施工時須填寫記錄如下表格:

(1)《鋪軌編號與焊縫編號對照表》

(2)《無縫線路單元軌應力放散拉伸情況記錄表》

(3)《無縫線路縱向位移觀測記錄表》

(4)《無縫線路基本技術狀況記錄表》

4 質量控制

(1)應力放散應做到放散均勻、鎖定準確。相鄰兩段單元軌節(jié)的鎖定軌溫之差不得大于5°C，左右兩股鋼軌的鎖定軌溫之差不得大于3°C，同一設計鎖定軌溫的最高與最低鎖定軌溫之差不得大于10°C。

(2)應力放散時，每隔150m或100m設一個位移觀測點，觀測放散時的鋼軌位移量，應力放散應均勻。

(3)鎖定后無縫線路的位移觀測樁處換算200m范圍內相對位移量不得大于10mm，任何一個位移觀測樁處位移量不得超過20mm。

(4)單元軌節(jié)應在道床達到初期穩(wěn)定階段方可進行線路應力放散工作。

(5)線路應力放散前應掌握當地軌溫變化情況，根據軌溫變化規(guī)律，合理選定施工時間及計劃鎖定軌溫。

(6)單元軌節(jié)鎖定前按設計要求設置好位移觀測樁。

(7)測量軌溫必須準確，軌溫表必須經過校驗，在有效期內使用。

5 結束語

跨區(qū)間無縫線路施工是一個較為復雜的系統(tǒng)工程，且必須滿足無縫線路軌道一次達到高平順性的要求，無縫線路應力放散與鎖定是跨區(qū)間無縫線路施工的最后關鍵工序。

作者簡介:

尹山，1976年10月30日，中鐵八局二公司，工程師，1999年畢業(yè)于西南交大，2006年取得西安交大工程碩士學位。