淺析無(wú)縫道岔鋪設(shè)與應(yīng)力放散施工技術(shù)

李勝光

摘要：跨區(qū)間無(wú)縫線(xiàn)路是一種新型軌道結(jié)構(gòu)類(lèi)型，完全消除了鋼軌接頭，徹底實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)路的無(wú)縫化，其優(yōu)點(diǎn)十分明顯。本文主要探討了無(wú)縫道岔鋪設(shè)與應(yīng)力放散的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無(wú)縫道岔；鋪設(shè)；應(yīng)力放散；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

由于跨區(qū)間無(wú)縫線(xiàn)路適應(yīng)高速與重載鐵路的發(fā)展需要，因此，世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展。道岔無(wú)縫化是跨區(qū)間無(wú)縫線(xiàn)路發(fā)展的難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)縫道岔是跨區(qū)間無(wú)縫線(xiàn)路的技術(shù)難點(diǎn)。

無(wú)縫道岔內(nèi)所有的鋼軌接頭都被焊接、膠接或凍結(jié)起來(lái)，并在道岔兩端與無(wú)縫線(xiàn)路長(zhǎng)軌條連為一體。當(dāng)軌溫升降時(shí)，無(wú)縫道岔兩端將承受溫度力，通過(guò)道岔有關(guān)部件的傳遞，岔區(qū)無(wú)縫線(xiàn)路鋼軌將承受附加溫度力的作用，同時(shí)道岔尖軌或可動(dòng)心軌也將產(chǎn)生較大的伸縮位移，這樣就使得岔區(qū)無(wú)縫線(xiàn)路的狀況復(fù)雜。

1無(wú)縫道岔鋪設(shè)

1.1 施工準(zhǔn)備

施工前，依照設(shè)計(jì)圖將道岔材料詳細(xì)地進(jìn)行一次檢查、核對(duì)與整理工作。按轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護(hù)軌，連接部分及岔枕分別仔細(xì)清點(diǎn)材料數(shù)量和檢查規(guī)格質(zhì)量。對(duì)鋼軌、岔枕要逐根丈量注明尺寸，特別注意基本軌及轍后墊板的規(guī)格是否與道岔的開(kāi)向相符，檢查所鋪的道岔與線(xiàn)路鋼軌類(lèi)型是否相同，同時(shí)檢查引軌、異型

軌及墊板是否配套。清點(diǎn)后的零配件分類(lèi)擺放整齊。如有缺少、損壞、尺寸及類(lèi)型不符者，將進(jìn)行補(bǔ)充、修理及更換。

鋪設(shè)前，首先平整場(chǎng)地，進(jìn)行道岔測(cè)量定位，并在場(chǎng)地內(nèi)釘立各單開(kāi)道岔的岔頭、岔心、岔尾等控制樁，同時(shí)對(duì)岔頭和岔尾控制樁用混凝土進(jìn)行保護(hù)，便于道岔鋪設(shè)施工時(shí)控制道岔位置。按設(shè)計(jì)道床寬度和坡度預(yù)鋪底碴，采用自卸汽車(chē)運(yùn)輸，推土機(jī)平整，人工配合底碴整平，壓路機(jī)碾壓密實(shí)。

1.2 岔枕預(yù)鋪及線(xiàn)路養(yǎng)護(hù)

將準(zhǔn)備好的劃有岔枕間隔尺寸標(biāo)記的細(xì)鐵線(xiàn)纏在木樁上，兩端對(duì)準(zhǔn)更換道岔的起終點(diǎn)，釘在地面上拉緊。按照這根鐵線(xiàn)的方向、間隔尺寸，并根據(jù)岔枕長(zhǎng)度的順序，擺齊、擺正岔枕。擺齊、方正岔枕后，采用臨時(shí)鐵墊板、鋼軌與岔枕一起組裝成臨時(shí)軌排，以臨時(shí)軌排的形式將岔枕預(yù)鋪在道岔位置的線(xiàn)路上。然后分層搗固道床，撥正線(xiàn)路，使岔枕以下的道床密實(shí)，并確保岔枕位置整齊、方正。

1.3 岔軌換鋪

在岔枕下線(xiàn)路搗固密實(shí)，達(dá)到穩(wěn)定后，即可以拆除臨時(shí)鐵墊板、鋼軌，換鋪道岔岔軌。檢查各部分間隔尺寸、尖軌密貼情況，補(bǔ)全全部道釘，上緊各部螺栓，同時(shí)做好道岔前后的臨時(shí)線(xiàn)路連接，使軌道連接方向順直。道岔鋪設(shè)后，當(dāng)連接線(xiàn)沒(méi)有鋪設(shè)前，轍叉后加鋪一節(jié)臨時(shí)鋼軌。

2 應(yīng)力放散的施工技術(shù)

利用鋼軌拉伸器強(qiáng)制拉伸，再自由回縮，從而達(dá)到應(yīng)力放散的目的。所謂強(qiáng)制拉伸，就是在封鎖線(xiàn)路的條件下，將進(jìn)行應(yīng)力放散的一股或幾股鋼軌的扣件松開(kāi)，鎖定要進(jìn)行應(yīng)力放散的一股鋼軌的一端。在墊板下放置滾杠，將基本軌接頭以外lm多遠(yuǎn)的鋼軌抬放在滾杠上，從另一端用鋼軌拉伸器強(qiáng)制拉伸，拉伸的長(zhǎng)度一定要超過(guò)應(yīng)力放散量，然后讓鋼軌自由回縮，達(dá)到零直力狀態(tài)，在回縮的過(guò)程中同時(shí)敲擊鋼軌，達(dá)到均勻地放散應(yīng)力、自由回縮的目的。

2.1 調(diào)整限位器，保持道岔方正

應(yīng)力放散的前提是道岔本身應(yīng)方正，如：為了使道岔方正可結(jié)合應(yīng)力放散通過(guò)調(diào)整限位器整治，當(dāng)限位器在同方向頂死時(shí)，可采取在相反的方向用拉伸器拉伸就位；當(dāng)限位器頂死的方向不一致時(shí)，則應(yīng)考慮改變應(yīng)力放散方向進(jìn)行調(diào)整，一般道岔應(yīng)力放散量較小，限位器有5mm～7mm的縫隙，在限位器允許的范圍內(nèi)就可調(diào)整。

2.2 主要作業(yè)程序

①做好點(diǎn)前準(zhǔn)備，包括重新擰緊道岔前后50m范圍內(nèi)的扣件、接頭螺栓，將道岔內(nèi)扣件松開(kāi)涂油后再上緊，方正好設(shè)置拉軌器外的軌枕，做好測(cè)量標(biāo)記。②按慢行點(diǎn)要求準(zhǔn)備好道岔內(nèi)螺絲和扣件。③松開(kāi)(或切開(kāi)) 道岔尾部?jī)芍惫射撥?。④松掉放散股的所有扣件，在鐵墊板下設(shè)置滾杠并用木槌對(duì)鋼軌進(jìn)行敲擊。⑤測(cè)量軌溫，按照公式計(jì)算出拉伸量，并在鋼軌上和軌枕上用石筆標(biāo)記出伸長(zhǎng)量。⑥安放拉伸器、用拉伸器對(duì)鋼軌進(jìn)行拉伸，同時(shí)用木槌對(duì)鋼軌進(jìn)行敲擊，拉伸長(zhǎng)度要大于計(jì)算拉伸量( 拉伸過(guò)程中注意觀察限位器不能頂死)；停止拉伸后，放開(kāi)拉伸器使鋼軌進(jìn)行自由回縮，并同時(shí)對(duì)鋼軌進(jìn)行敲擊；當(dāng)鋼軌回縮至計(jì)算伸長(zhǎng)量時(shí)，使用電動(dòng)扳手對(duì)鋼軌進(jìn)行鎖定。⑦記錄放散量和軌溫。⑧上緊所有扣件和螺栓。⑨焊接軌縫。⑩埋設(shè)位移觀測(cè)樁并標(biāo)記。

2.3鋁熱焊

站場(chǎng)道岔鋼軌焊接采用鋁熱焊焊接。其原理是利用鋁粉與氧化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生鋼水，澆鑄在焊縫中完成鋼軌焊接。

2.3.1 焊接接頭準(zhǔn)備

調(diào)整焊縫大小(25mm±3mm)與位置(距軌枕邊100mm以上)，刨開(kāi)接頭軌下200mm范圍內(nèi)的道碴，用鋼絲刷清潔軌端100mm～150mm。軌端鋸軌時(shí)，不垂直度＜0.8mm。

2.3.2 軌端對(duì)正

安裝鋼軌對(duì)正架，將各調(diào)整螺栓就位(觸及鋼軌即可，不得上緊調(diào)整螺栓)。用直尺檢查軌端對(duì)正情況，按對(duì)正架操作程序，松緊相應(yīng)的調(diào)整螺栓對(duì)正軌端(水平對(duì)平，縱向?qū)χ迸まD(zhuǎn)對(duì)正)。

2.3.3 調(diào)尖峰

將直尺置于鋼軌頂面、并以軌縫居中。用楔形墊板在軌縫兩側(cè)的軌枕上(膠墊已去除)將軌端上調(diào)(軌底的兩側(cè)同時(shí)打進(jìn)楔形墊板，以防鋼軌側(cè)移)。亦可用對(duì)正架調(diào)尖峰。尖峰值暫定為1.6mm，即直尺為水平狀態(tài)時(shí)，直尺兩端尺下間隙均為1.6mm。

2.3.4 砂模的準(zhǔn)備

檢查砂模無(wú)受潮，無(wú)裂紋，無(wú)變形，各組件不缺件，狀態(tài)良好。將側(cè)砂模在軌縫處進(jìn)行摩擦，使其與鋼軌密貼，清除浮砂。

2.3.5 預(yù)熱

測(cè)量并記錄軌溫。天氣寒冷時(shí)，如果軌溫低于15℃，則應(yīng)用焊炬加熱至37℃。安放預(yù)熱器支架，并調(diào)整它的位置，使預(yù)熱器處于砂模的中央、高低適中。調(diào)節(jié)氧氣和丙烷的壓力，使得焊炬的火焰獲得一個(gè)約12mm長(zhǎng)的焰心(通常為藍(lán)色)。

2.3.6 焊藥的準(zhǔn)備(與預(yù)熱同時(shí)進(jìn)行)

揭下焊藥編碼標(biāo)簽，并將其貼在焊接記錄表中。將自熔塞安在其位(鉗鍋底部中央)。打開(kāi)焊藥包，將焊藥倒入鉗鍋內(nèi)，用手將焊藥攪勻，并將其頂部做成錐形。插入點(diǎn)火引信，將鉗鍋蓋上。

2.3.7 澆注

將鉗鍋放在砂模上，并使其在砂模上居中。打開(kāi)鉗鍋蓋，點(diǎn)燃點(diǎn)火引信，將點(diǎn)火引信插入焊藥中(最深為25mm)重新蓋上鉗鍋蓋(在預(yù)熱結(jié)束后，焊藥必須在30s之內(nèi)點(diǎn)燃)。手持防漏棒，站在兩側(cè)準(zhǔn)備堵漏。

澆注完畢，當(dāng)廢渣停止流入灰渣盤(pán)(砂模中流出最后一滴多余鋼水)時(shí)，按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)。

2.3.8 拆模及推瘤

澆注以后5min開(kāi)始拆模作業(yè)，撤走鉗鍋及灰渣盤(pán)，拆走側(cè)模夾具、夾板和金屬底板，用熱切鑿切除焊頭的頂部，推入鐵鏟中，并清理軌頂面、側(cè)面的封箱泥，安裝好推瘤機(jī)。澆注以后6.5min開(kāi)始推瘤(6.5min未到之前不要推瘤)。

2.3.9 熱打磨

澆注10min后，可以對(duì)焊縫進(jìn)行熱打磨，打磨時(shí)穿戴好防護(hù)用品(防護(hù)眼鏡、護(hù)腿等)。熱打磨后，焊縫頂面及內(nèi)側(cè)面必須高出軌面0.8mm以上。澆注15min后，撤掉調(diào)尖峰用的楔形墊板，以便讓焊縫冷卻至水平(對(duì)正架亦在15min后拆除)。

2.3.10 冷打磨

澆注1h后，尖峰應(yīng)完全消失，即可進(jìn)行冷打磨作業(yè)。冷打磨采用鋼軌仿形打磨機(jī)，對(duì)軌頂面、軌頭兩側(cè)進(jìn)行打磨。采用手提式砂輪機(jī)對(duì)軌底進(jìn)行打磨。

2.3.11 探傷

用超聲波探傷儀對(duì)焊頭進(jìn)行探傷，焊縫內(nèi)不得有未焊透、過(guò)燒、裂紋、氣孔夾碴等有害缺陷，如有上述問(wèn)題必須鋸軌重焊。

2.3.12 收尾工作

廢棄物不得亂扔，收入蛇皮袋中統(tǒng)一處理。清理所有設(shè)備、機(jī)具。

3結(jié)語(yǔ)

無(wú)縫線(xiàn)路是軌道結(jié)構(gòu)的一大變革，幾十年來(lái)，各國(guó)鐵路競(jìng)相發(fā)展無(wú)縫線(xiàn)路，使這項(xiàng)新技術(shù)日臻完善，并取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前我國(guó)鐵路主要干線(xiàn)以及高速鐵路都采用了全區(qū)間、跨區(qū)間超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路和無(wú)縫道岔，大大提高了運(yùn)行速度和旅客舒適度。

由于列車(chē)運(yùn)行、輪軌沖擊、軌道幾何形位變化、養(yǎng)護(hù)維修、氣溫周而復(fù)始地變化等都會(huì)使鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生巨大的溫度力，如不適時(shí)進(jìn)行應(yīng)力放散，就會(huì)導(dǎo)致無(wú)縫線(xiàn)路出現(xiàn)脹軌、跑道、斷軌等，直接威脅到列車(chē)的安全運(yùn)行和乘客的生命安全，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此如何做好高速鐵路超長(zhǎng)無(wú)縫線(xiàn)路的應(yīng)力放散工作，就顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭志勇.客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)橋上無(wú)縫道岔的設(shè)計(jì)[J].鐵道建筑,2007(7).

[2]韓峰.鐵道線(xiàn)路工程概論[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2010．

[3]廣鐘巖，高慧安．鐵路無(wú)縫線(xiàn)路[M].北京: 中國(guó)鐵道出版社，2012