淺談無縫線路應(yīng)力放散與應(yīng)力調(diào)整

張新安

（包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古 包頭 014014）

無縫線路是把標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌焊接而成的長鋼軌線路，它是當(dāng)今軌道結(jié)構(gòu)的一項重要新技術(shù)，世界各國競相發(fā)展。無縫線路的特點是軌條長，當(dāng)軌溫變化時，鋼軌要發(fā)生伸縮，但由于有扣件的約束作用，不能自由伸縮，在鋼軌內(nèi)部要產(chǎn)生很大的溫度力。為保證無縫線路的強度和穩(wěn)定，需要了解長軌條內(nèi)溫度力及其變化規(guī)律。為此要首先分析溫度力、伸縮位移與軌溫變化之間的關(guān)系。通過應(yīng)力放散這一方法，消除溫度力對無縫線路的影響，保持線路穩(wěn)定。

1 應(yīng)力放散的定義

鎖定軌溫高了，鋼軌較長，要放散溫度壓力，使鋼軌縮短一些；鎖定軌溫低了，鋼軌較短，要放散溫度拉力，使鋼軌伸長一些；此外，為了保證行車安全，如果無縫線路的溫度力太大，也要“釋放”掉一部分，這些都叫應(yīng)力放散。應(yīng)力放散使長軌條長度發(fā)生變化，通常用改變緩沖軌長度的方法來調(diào)節(jié)。

2 應(yīng)力放散的作用

應(yīng)力放散的過程既然是釋放溫度力和重新確定鎖定軌溫的過程，它最終就將使無縫線路的鎖定軌溫由不合理變?yōu)楹侠?，使無縫線路承受的溫度力由大變小。這樣，通過應(yīng)力放散，就可以杜絕無縫線路發(fā)生脹軌、跑道和鋼軌折斷的隱患，這就是應(yīng)力放散的作用所在。

3 需要進行應(yīng)力放散的情況

3.1 實際鎖定軌溫不在設(shè)計鎖定軌溫范圍以內(nèi)，或左右股軌條的實際鎖定軌溫相差超過5℃；

3.2 鎖定軌溫不清楚或不準(zhǔn)確；

3.3 跨區(qū)間和全區(qū)間無縫線路的兩相鄰單元軌條的鎖定軌溫差超過5℃，同一區(qū)間內(nèi)單元軌條的最低、最高鎖定軌溫相差超過10℃；

3.4 鋪設(shè)或維修作業(yè)方法不當(dāng)，使軌條產(chǎn)生不正常的伸縮；

3.5 固定區(qū)或無縫道岔出現(xiàn)嚴重的不均勻位移；

3.6 夏季線路軌向嚴重不良，碎彎多；

3.7 通過測試，發(fā)現(xiàn)溫度力分布嚴重不勻；

3.8 因處理線路故障或施工改變了原鎖定軌溫；

3.9 低溫鋪設(shè)軌條時，拉伸不到位或拉伸不均勻。

總之，應(yīng)力放散或調(diào)整就是釋放溫度力，目的是改變鎖定軌溫，或使應(yīng)力均勻一致。作用是避免脹軌、跑道和鋼軌折斷，保證行車安全。

4 應(yīng)力放散的方法

4.1 滾筒法

滾筒法放散應(yīng)力的基本性質(zhì)是溫度控制法、變滑動摩擦為滾動摩擦。條件是放散軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)。優(yōu)點是方法簡便、放散均勻徹底。缺點是要中斷行車。

滾筒法的基本過程是；準(zhǔn)備工作就緒、人員到位、軌溫進入設(shè)計鎖定軌溫范圍時，立即封鎖區(qū)間，松開全部扣件和防爬器，在鋼軌底與墊板之間每隔8～10m插入滾筒，使鋼軌接近自由伸縮狀態(tài)，利用放散前和放散時的軌溫差和阻力差使鋼軌在自然條件下發(fā)生伸縮。為使伸縮快速而徹底，輔以木棰敲擊鋼軌或撞軌器順放散方向撞擊鋼軌，達到預(yù)定鎖定軌溫和放散量后，立即鎖定線路具備行車條件后，開通線路，恢復(fù)行車。

滾筒放散法需要一套特制的滾筒。滾筒制作簡單，一般將直徑23～28mm的鋼管或圓鋼鋸截成長150mm的段節(jié)即成。

在放散過程中，如用木錘錘擊鋼軌，可加速鋼軌的伸縮，提高放散效率。如采用撞軌器輔助撞擊鋼軌，效果當(dāng)然更佳。使用撞軌器輔助放散時，如系伸長放散，可每公里設(shè)—個撞軌點；如系縮短放散，每300～500m設(shè)一個撞軌點。曲線或上坡地段摩阻力更大些，宜適當(dāng)縮短間隔。

撞軌器由兩根2m長的鋼軌組成，使用時，用它來撞擊長軌放散端攏門口,放散后長軌的長度變化和軌縫調(diào)節(jié)，均通過緩沖軌的鋸截或換長來完成。

4.2 列車碾壓法

列車碾壓法放散應(yīng)力的基本性質(zhì)是溫度控制法、變靜摩擦為動摩擦。條件是放散軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)。優(yōu)點是不中斷行車，施工簡便。缺點是放散不均勻、不徹底。

列車碾壓法根據(jù)應(yīng)力放散的方向不同，可分為如下幾種情況：

（1）順列車運行方向一端放散法：在雙線地段，利用線路單向行車的特點放散應(yīng)力。放散時，把沿列車運行方向的始端伸縮區(qū)鎖定不動，在終端緩沖區(qū)先換好調(diào)節(jié)軌，然后松開其余地段的正向防爬器，并適當(dāng)松動中間扣件，利用列車通過時產(chǎn)生的振動和軌溫變化來克服摩阻力、放散應(yīng)力。

（2）逆列車運行方向一端放散法：在雙線地段，順列車運行方向的終端伸縮區(qū)鎖定不動，松開其余地段的反向防爬器及部分扣件，同時反復(fù)打緊正向防爬器，靠軌溫變化和列車的振動，逆向放散應(yīng)力。

（3）兩端放散法：在雙線地段，先鎖定終端伸縮區(qū)全部和固定區(qū)一半長度的反向防爬器，反復(fù)打緊正向防爬器，靠軌溫變化和列車振動逆向放散應(yīng)力，待達到需要的放散長度后，立即鎖定。另一半長度，則采用順列車運行方向一端放散，待達到預(yù)計放散長度后，立即鎖定。這種放散方法適用于長軌兩端軌縫很大，而且其軌縫累計值(扣除預(yù)留軌縫)又與計算出來的放散長度基本相等的情況。對于雙線線路相鄰兩無縫線路同時放散應(yīng)力，以及單線無縫線路放散應(yīng)力，采用這種放散方法效果較好。

列車碾壓法放散應(yīng)力的條件之一是部分松動扣件，因而軌底與墊板或膠墊之間的摩阻力較大。所以，要達到計劃鎖定軌溫時的放散量，往往實際軌溫要比計劃鎖定軌溫略高一些；而且即使如此，放散量也不均勻，通常表現(xiàn)為端部放散量較理想.越往終端，達到計劃放散量越困難。尤其是離端部500m以上的地段，鋼軌的走動量很小。也正因為如此，才把撞軌作為列車碾壓法放散應(yīng)力的一種輔助手段。

4.3 撞軌（拉軌）法

撞軌(拉軌)法放散應(yīng)力的性質(zhì)是長度控制法，即用機械力強迫鋼軌伸縮以達放散之目的。它不需要放散軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)。具有不受季節(jié)和軌溫條件限制的憂點。缺點是要中斷行車，放散不均勻、不徹底。之所以要中斷行車，是因為往往撞(拉)到一定程度后，鋼軌就很難再發(fā)生伸縮，而伸縮量未達到預(yù)計值。

撞軌（拉軌）法要封鎖線路，一般結(jié)合滾筒法進行，減小線路阻力，增強放散效果。為了避免鋼軌的自由伸縮與撞拉伸縮相抵消，必須先讓長軌在滾筒上，自由伸縮一定時間，達到零應(yīng)力狀態(tài)后再進行撞拉。這樣做還有一個很大的好處，就是便于準(zhǔn)確地確定放散后的封鎖定軌溫。

5 應(yīng)力調(diào)整

應(yīng)力調(diào)整的方法比較簡單。一般是兩端伸縮區(qū)保持不動，然后按列車運行方向，把固定區(qū)部分或全部防爬器松開；鋼筋混凝土軌枕地段，還要松開部分扣件。隨著列車的振動和溫度的變化，使固定區(qū)鋼軌適當(dāng)伸縮，以調(diào)整應(yīng)力。為了加強應(yīng)力調(diào)整的過程，也可輔以撞軌和拉軌。調(diào)整完畢后，擰緊扣件，打緊防爬器，恢復(fù)行車。此法可用于行車密度較大的區(qū)段或要點困難、又急于調(diào)整的時候。

應(yīng)力調(diào)整應(yīng)在軌溫等于或接近鎖定軌溫的條件下進行。否則將改變原鎖定軌溫，造成無縫線路新的受力不均。如應(yīng)力調(diào)整后對原鎖定軌溫影響較大，應(yīng)加以放散，使鎖定軌溫恢復(fù)到設(shè)計范圍內(nèi)。

應(yīng)力放散與調(diào)整是一項施工組織嚴密，技術(shù)要求較高，人為有序的釋放鋼軌上積聚的應(yīng)力的作業(yè)，我們必須熟練掌握做好前期的準(zhǔn)備工作、基本工作和整理工作及各種施工方法的施工要點。根據(jù)現(xiàn)場情況靈活應(yīng)用，使無縫線路的應(yīng)力均勻一致，保證鐵路的安全暢通。

［1］盧耀榮.無縫線路研究與應(yīng)用[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

［2］申國祥.鐵路軌道[M].北京：中國鐵道出版社，1996.