無(wú)縫線路應(yīng)力放散及調(diào)整分析

聶文成

摘要：隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，鐵路交通也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在無(wú)縫線路的施工過(guò)程中，應(yīng)力放散以及調(diào)整是施工過(guò)程中必須要十分重視的問(wèn)題。接下來(lái)，本文將結(jié)合筆者多年相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)論述無(wú)縫線路應(yīng)力放散及調(diào)整分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)縫線路應(yīng)力放散調(diào)整

無(wú)縫線路就是將標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼軌進(jìn)行焊接，從而形成長(zhǎng)鋼軌線路。無(wú)縫線路是現(xiàn)階段軌道結(jié)構(gòu)中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，在世界各國(guó)得到了飛速發(fā)展。無(wú)縫線路有一個(gè)重要特點(diǎn)，軌條長(zhǎng)度隨著溫度變化而發(fā)生改變，但是，在扣件的約束下，無(wú)法進(jìn)行自由伸縮，進(jìn)而在內(nèi)部產(chǎn)生巨大溫度力。為了更好的保障無(wú)縫線路的穩(wěn)定與強(qiáng)度，必須充分掌握軌條溫度力與變化規(guī)律。通過(guò)應(yīng)力放散，進(jìn)一步消除溫度對(duì)線路的影響，最大限度的保障線路的穩(wěn)定性能。

1 無(wú)縫線路應(yīng)力放散的含義與作用

如果鎖定軌溫度上升，鋼軌就會(huì)伸長(zhǎng)，進(jìn)而需要釋放溫度壓力，縮短鋼軌長(zhǎng)度。如果鎖定軌溫度下降，鋼軌就會(huì)縮短，進(jìn)而需要釋放溫度壓力，伸長(zhǎng)鋼軌長(zhǎng)度。為了更好的保障行車安全，若無(wú)縫線路的溫度過(guò)高，必須釋放一定溫度壓力。上述這些情況統(tǒng)稱為應(yīng)力放散。通過(guò)應(yīng)力放散，進(jìn)一步改變軌條長(zhǎng)度，一般情況下，通過(guò)改變緩沖軌長(zhǎng)度的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

應(yīng)力放散可以看作是釋放溫度力的過(guò)程以及重新鎖定軌溫過(guò)程，應(yīng)力放散的最終目的是調(diào)節(jié)無(wú)縫線路的鎖定軌溫，使其溫度變得更加合理，進(jìn)而緩解無(wú)縫線路所承擔(dān)的溫度力。通過(guò)應(yīng)力放散，盡可能避免無(wú)縫線路鋼軌折斷、跑道以及脹軌等問(wèn)題。

應(yīng)力放散及調(diào)整的組織施工非常嚴(yán)密，對(duì)于技術(shù)水平的要求比較高，對(duì)鋼軌上積累的應(yīng)力進(jìn)行有序的、人為性作業(yè)。必須全面掌握好施工前期的準(zhǔn)備工作以及基本工作、施工要點(diǎn)的分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活使用，進(jìn)一步保障應(yīng)力放散的均勻、徹底。

2 無(wú)縫線路應(yīng)力放散的具體情況分析

通過(guò)大量的研究實(shí)踐證實(shí)，在下面情況發(fā)生時(shí)，必須進(jìn)行應(yīng)力放散：①實(shí)際的鎖定軌溫超過(guò)設(shè)計(jì)的鎖定軌溫，或者說(shuō)兩股軌條之間的實(shí)際溫度相差5度以上。②鎖定軌溫不準(zhǔn)確或者不清晰。③全區(qū)間以及跨區(qū)間的兩條相鄰單元之間軌條鎖定溫度超過(guò)5度，在同一區(qū)間中，最高軌條溫度與最低軌條溫度相差10度以上。④前期鋪設(shè)或者后期的維修方式不合理，使得軌條不能進(jìn)行正常伸縮。⑤在無(wú)縫道岔以及固定區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重的位移不均勻情況。⑥線路軌向不良，碎彎比較多。⑦測(cè)試結(jié)果顯示，溫度力分布不均勻。⑧施工以及處理線路故障等原因使得原來(lái)的鎖定軌溫發(fā)生變化。⑨在低溫情況下鋪設(shè)軌條，拉伸不均勻或者拉伸不到位。從整體上來(lái)說(shuō)，應(yīng)力放散或者應(yīng)力調(diào)整就是溫度力的釋放，其最終目的就是改變鎖定軌溫，使應(yīng)力保持一致、均勻，盡可能保障軌道行車的安全進(jìn)行。

放散量的計(jì)算$L=L.B(TS*-TS)，在公式中，L表示需放散的鋼軌長(zhǎng)度，B表示鋼軌的線膨脹系數(shù)，TS*表示應(yīng)力放散后的鎖定軌溫，TS*需要在設(shè)計(jì)軌溫范圍之內(nèi)。TS表示原來(lái)的鎖定軌溫，也就是經(jīng)過(guò)列車爬行之后的實(shí)際鎖定軌溫。需注意，如果是超長(zhǎng)無(wú)縫線路的伸長(zhǎng)放散，鋸軌量需要在伸長(zhǎng)放散量的基礎(chǔ)上加上焊縫寬度。如果是縮短放散，則鋸軌量需要在伸長(zhǎng)放散量的基礎(chǔ)上減去焊縫寬度。

3 無(wú)縫線路應(yīng)力放散的具體方法研究

3.1 滾筒法

控制溫度，將滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)變成為滾動(dòng)摩擦力是滾筒法應(yīng)力放散的基本特點(diǎn)。應(yīng)用滾筒法的前提就是放散軌溫與設(shè)計(jì)鎖定溫度相吻合。滾筒法操作簡(jiǎn)便，而且應(yīng)力放散比較均勻，但是，需要中斷停車。其基本操作過(guò)程如下分析：做好前期的準(zhǔn)備工作，安排人員到位，使放散軌溫與設(shè)計(jì)鎖定溫度相吻合。然后封鎖區(qū)間，并將全部的防爬器以及扣件松開(kāi)，在墊板與鋼軌底每隔10米插入滾筒，最大限度的使鋼軌保持自由伸縮的狀態(tài)。通過(guò)放散前后的阻力差以及軌溫差使得自然條件下鋼軌自由伸縮。為了更徹底、快速的伸縮，使用撞軌器沿著放散方向撞擊鋼軌或者使用木錘敲擊鋼軌，當(dāng)完成放散量達(dá)到放散軌溫之后，需要即刻鎖定線路。當(dāng)行車條件滿足之后，恢復(fù)線路行車。這種方式，一般需要使用特制的滾筒。這種滾筒的制作非常簡(jiǎn)單，將圓鋼截成150毫米的節(jié)段就可以。在具體的放散過(guò)程中，使用木錘敲擊鋼軌，能夠促進(jìn)鋼軌伸縮，進(jìn)一步提升放散效率。撞軌器的撞擊效果更加滿意。如果使用撞軌器放散，如果是伸長(zhǎng)放散，可以每隔一公里設(shè)置一個(gè)撞軌點(diǎn)；如果是縮短放散，可每隔500米設(shè)置一個(gè)撞軌點(diǎn)。由于上坡地段或者曲線的摩阻力比較大，應(yīng)該適當(dāng)減小間隔。

3.2 列車碾壓法

控制溫度，將靜摩擦力轉(zhuǎn)變成為動(dòng)摩擦力是列車碾壓法的基本特點(diǎn)。應(yīng)用列車碾壓法的前提就是放散軌溫與設(shè)計(jì)鎖定溫度相吻合。列車碾壓法施工簡(jiǎn)便，不用中斷行車，但是，放散不徹底、不均勻。集合應(yīng)力放散的方向，可以將列車碾壓法分為三種不同情況：①順列車方向端放散。在雙線地段，充分利用單向行車的應(yīng)力放散特點(diǎn)，將沿列車方向的始端鎖定，換好終端緩沖區(qū)的調(diào)節(jié)軌，將其他路段的正向防爬器松開(kāi)，并松動(dòng)中間扣件，通過(guò)列車通過(guò)時(shí)的軌溫變化以及震動(dòng)來(lái)放散應(yīng)力。②逆列車方向端放散。在雙線地段，充分利用單向行車的應(yīng)力放散特點(diǎn)，將沿列車方向的終端鎖定，將其他路段的正向防爬器松開(kāi)，并松動(dòng)中間扣件，將正向防爬器打緊，通過(guò)列車通過(guò)時(shí)的軌溫變化以及震動(dòng)來(lái)放散應(yīng)力。③兩端放散。在雙線地段，充分利用單向行車的應(yīng)力放散特點(diǎn)，將沿列車方向的終端鎖定，將一半長(zhǎng)度路段的正向防爬器松開(kāi)，并松動(dòng)中間扣件，將正向防爬器打緊，通過(guò)列車通過(guò)時(shí)的軌溫變化以及震動(dòng)來(lái)放散應(yīng)力。另一半則將沿列車方向的終端鎖定，將這一半路段的正向防爬器松開(kāi)，并松動(dòng)中間扣件，將正向防爬器打緊，通過(guò)列車通過(guò)時(shí)的軌溫變化以及震動(dòng)來(lái)放散應(yīng)力。兩端放散的應(yīng)力分散方法比較適合線路較長(zhǎng)的地段，而且軌縫累計(jì)值與放散長(zhǎng)度相差無(wú)幾。松動(dòng)部分空間是列車碾壓的前提，墊板與軌底之間的摩擦比較大。因此，想要達(dá)到預(yù)計(jì)的放散量，通常情況下，實(shí)際軌溫要略高。即便如此，放散也不均勻，端部放散比較理想，終端放散效果比較差。特別是離軌道端部500米以上的地段，實(shí)際鋼軌走動(dòng)量非常小。正是因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)，才將撞軌作為一種輔助方式。

3.3 拉軌法

拉軌法顧名思義就是通過(guò)控制長(zhǎng)度，通過(guò)物理機(jī)械力量促使鋼軌達(dá)到放散或拉伸的目的。拉軌法無(wú)須受到軌溫條件以及季節(jié)的變化，但是，放散不徹底，還需要終斷行車。通過(guò)這種方式封鎖線路，可以與滾筒方式相互結(jié)合，進(jìn)一步降低線路阻力，有效提升放散效果。要想有效避免撞拉伸縮與自由伸縮之間的相互抵消，可在滾筒上讓長(zhǎng)軌自由伸縮，零應(yīng)力狀態(tài)下再次撞拉。通過(guò)這種方式，可以準(zhǔn)確的掌握放散后的軌溫。

4 無(wú)縫線路應(yīng)力調(diào)整策略

應(yīng)力調(diào)整的方式相對(duì)比較簡(jiǎn)單。通常來(lái)說(shuō)，保持兩端伸縮區(qū)域不動(dòng)，按照列車的實(shí)際運(yùn)行方向，全部或部分松開(kāi)固定區(qū)防爬器，對(duì)于鋼筋混凝土地段，還需要將扣件松開(kāi)。伴隨著列車震動(dòng)以及溫度變化，適當(dāng)伸縮鋼軌，進(jìn)一步調(diào)整應(yīng)力。要想進(jìn)一步提升應(yīng)力調(diào)整結(jié)果，還可以通過(guò)拉軌或者撞軌方式進(jìn)行。在應(yīng)力調(diào)整完成之后，將扣件與防爬器擰緊，進(jìn)而恢復(fù)行車。這種調(diào)整方式比較適合于急于調(diào)整且行車密度較大情況。應(yīng)力調(diào)整需要在軌溫與鎖定軌溫相吻合時(shí)，如若不然，會(huì)導(dǎo)致線路新的受力不均情況。如果在應(yīng)力調(diào)整之后，對(duì)原來(lái)鎖定鋼軌的影響比較嚴(yán)重，需要進(jìn)行適當(dāng)放散，使其達(dá)到設(shè)計(jì)范圍。

5 結(jié)語(yǔ)

無(wú)縫線路應(yīng)力放散與調(diào)整是一項(xiàng)涉及范圍廣、學(xué)科知識(shí)廣的系統(tǒng)性工程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，必須綜合考慮多方面因素，加強(qiáng)應(yīng)力放散分析，更好的保障列車行車安全。

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