無縫線路曲線地段應(yīng)力放散實(shí)踐與探討

摘要：由于日常的養(yǎng)護(hù)維修、線路大中修施工作業(yè)、列車碾壓等其他外部環(huán)境因素影響，無縫線路會(huì)不斷產(chǎn)生位移和應(yīng)力衰減，從而使鎖定軌溫下降，造成無縫線路不穩(wěn)定，危及鐵路行車安全。文章結(jié)合侯馬北工務(wù)段日常維修放散、大修放散過程中曲線地段應(yīng)力放散的實(shí)踐，對存在的一些問題、注意事項(xiàng)、處理措施及意見等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：曲線零應(yīng)力狀態(tài)；應(yīng)力放散；鎖定軌溫；維修放散；曲線地段

中圖分類號：U213 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0095-03

正常情況下，無縫線路在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)鎖定后，固定區(qū)隨著軌溫的變化受拉或受壓，而且各處的應(yīng)力是均勻一致的，能滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求，不會(huì)發(fā)生脹軌或斷軌。但是，由于日常的養(yǎng)護(hù)維修、線路大中修施工作業(yè)、列車碾壓等其他外部環(huán)境因素影響，無縫線路會(huì)不斷產(chǎn)生位移和應(yīng)力衰減，從而使鎖定軌溫下降，造成無縫線路不穩(wěn)定，危及鐵路行車安全，此時(shí)就要對不符合規(guī)定要求的無縫線路進(jìn)行應(yīng)力放散，重新鎖定線路。

1 問題的提出

在日常的維修放散、大修放散施工中發(fā)現(xiàn)，總體來說直線地段應(yīng)力放散施工簡單容易，而曲線地段應(yīng)力放散施工相對困難，撞軌拉伸時(shí)曲線變形，造成軌距變化量大，改道困難，曲線鋼軌內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)力是否達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)“勻、夠、準(zhǔn)”，曲線地段鋼軌容易翻倒等問題，如何有效緩解或減少此類問題的發(fā)生，值得我們考慮，（1）曲線地段應(yīng)力放散過程中曲線如何變化；（2）曲線地段應(yīng)力放散撞軌時(shí)如何確保長軌條撞至零應(yīng)力狀態(tài)；（3）曲線地段應(yīng)力放散拉伸過程中如何解決鋼軌容易翻倒問題。

2 問題的分析闡述

2.1 曲線地段應(yīng)力放散過程中曲線如何變化

要確保曲線地段應(yīng)力放散達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：“勻、夠、準(zhǔn)”，必須先弄清楚應(yīng)力放散施工過程中長軌條不同階段的受力情況及曲線變化情況。

2.1.1 當(dāng)線路扣件未松動(dòng)時(shí)，長軌條處于受拉或受壓狀態(tài)。

2.1.2 當(dāng)線路扣件完全松開，龍口處切斷鋼軌時(shí)，此時(shí)長軌條處于不受拉或不受壓狀態(tài)，但鋼軌內(nèi)部各點(diǎn)應(yīng)力處于不均勻狀態(tài)，仍存在部分殘余應(yīng)力。

2.1.3 鋼軌撞軌階段，鋼軌內(nèi)部殘余應(yīng)力消失，撞至各觀測點(diǎn)反彈后，此時(shí)長軌條處于零應(yīng)力狀態(tài)。

2.1.4 當(dāng)鋼軌軌溫不在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)時(shí)，采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌的方法來消除溫差。目前普遍采用YLS-1000型鋼軌拉伸機(jī)（額定牽引力1000kN，油缸行程500mm），根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測軌溫及鎖定軌溫計(jì)算出拉伸量，撞軌配合拉伸，各觀測點(diǎn)位移到位，撤滾筒、整正膠墊，鎖定線路，長軌條內(nèi)部各點(diǎn)應(yīng)力“勻、夠、準(zhǔn)”。

2.1.5 當(dāng)鋼軌軌溫處于設(shè)計(jì)鎖溫范圍內(nèi)時(shí)，采用滾筒結(jié)合撞軌法進(jìn)行施工，撞至各觀測點(diǎn)反彈后，即可撤除滾筒、整正膠墊，鎖定線路。

2.2 撞軌及拉伸階段曲線存在的問題

撞軌、拉伸階段曲線鋼軌容易變形，造成軌距變化量大，改道困難，同時(shí)難以保證鋼軌內(nèi)部各點(diǎn)應(yīng)力均勻。

2.2.1 鋼軌撞軌階段，在日常施工中普遍存在這樣的問題：應(yīng)力放散施工時(shí)，曲線地段在不斷向龍口方向撞軌過程中，曲上股的外股扣件會(huì)逐漸密貼鋼軌、扣板上浮且擠壓軌枕立螺栓，里股扣件容易下臺。

2.2.2 鋼軌拉伸階段，放散地段有曲線時(shí)，在拉伸過程中曲上股的里股扣板會(huì)逐漸密貼鋼軌、扣板上浮且擠壓軌枕立螺栓，里股扣板易上臺，外股扣板離縫逐漸變大且扣板易下臺并壓到軌底，即曲線處于被拉直狀態(tài)，而且拉伸量較大、拉伸速度較快時(shí)，曲線地段鋼軌容易翻倒。

2.2.3 鋼軌拉伸到位后，撤除滾筒鎖定線路，由于曲線被拉直造成軌距變化量大，改道極其困難。

結(jié)合日常施工，2013年3月12日，侯馬北工務(wù)段組織在南同蒲上行線張禮-臨汾間K627+100-K626+100m處應(yīng)力放散施工（其中K626+100-K626+640位于直線地段、K626+640-K627+020位于曲線地段，龍口位置位于K627+100m處），封鎖時(shí)間4∶30～6∶30，施工軌溫2℃，鎖定軌溫26℃。當(dāng)封鎖命令下達(dá)后，施工隊(duì)伍組織松扣件、支墊滾筒，待扣件全部松動(dòng)、滾筒支墊完畢后開始組織撞軌，在撞軌過程中未指定專人盯控曲線地段扣件、扣板變化情況，待拉伸作業(yè)結(jié)束后才觀察到曲線上股外股扣件80%下臺率且壓到軌底，而曲線上股的里股扣件上臺居多，恢復(fù)鎖定線路時(shí)造成極大困難且施工當(dāng)日僅完成單股放散工作量，影響施工效率，浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力。

針對此次施工，分析其存在的主要問題：（1）未考慮季節(jié)原因，3月份4∶30～6∶30分的施工封鎖點(diǎn)不太適宜進(jìn)行應(yīng)力放散施工；（2）曲線地段未指定專人負(fù)責(zé)，盯控其變化過程，扣件的變化情況，滾筒的支墊方向等；（3）盲目認(rèn)為放散1km輕而易舉，未考慮現(xiàn)場實(shí)際情況，在龍口方向有380m曲線且施工軌溫較低，而鋼軌拉伸機(jī)在拉伸作業(yè)時(shí)采取一步到位政策，從而導(dǎo)致了曲線翻倒、扣板上臺、扣板下臺、改道困難等情況的發(fā)生。

3 解決問題的措施及建議

3.1 采用滾筒配合撞軌法

應(yīng)力放散施工時(shí)，盡量選擇鋼軌軌溫在設(shè)計(jì)鎖溫范圍內(nèi)進(jìn)行施工，長軌條撞至自由狀態(tài)時(shí)即可鎖定線路，減少拉伸工序，提高工作效率，且鋼軌處于零應(yīng)力狀態(tài)時(shí)鎖定線路，有效提高放散質(zhì)量，即采用滾筒配合撞軌法施工。

3.2 使長軌條撞至零應(yīng)力狀態(tài)

無論是采用滾筒配合撞軌法還是滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行施工，都必須先使長軌條撞至零應(yīng)力狀態(tài)，施工中確保曲線地段達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)。

無縫線路應(yīng)力放散要求每隔50～100m設(shè)置臨時(shí)觀測點(diǎn)，曲線地段應(yīng)每隔50m設(shè)置一個(gè)臨時(shí)觀測點(diǎn)，隨時(shí)掌握長軌條位移量及扣件、扣板情況。在不斷撞軌過程中，當(dāng)各觀測點(diǎn)鋼軌位移量變化不大、微量變化時(shí)，以曲線上股為例，此時(shí)各點(diǎn)觀測人員著重注意曲線上股外口扣板與鋼軌接觸情況，若整條曲線上股外口扣板均與鋼軌頂死，且扣板呈現(xiàn)上浮趨勢，說明鋼軌已達(dá)零應(yīng)力狀態(tài)，即可停止撞軌。endprint

3.3 采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行放散

長軌條撞至零應(yīng)力狀態(tài)后，若鋼軌軌溫不滿足鎖定要求，需采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行放散，拉伸過程中曲線地段鋼軌容易翻倒，如何盡量避免，最大限度確保施工安全。

3.3.1 合理設(shè)置撞軌點(diǎn)，曲線地段不宜超過300m，避免撞軌造成的應(yīng)力不均勻，分段撞軌，促使鋼軌釋放溫度力。

3.3.2 應(yīng)力放散過程中，軌下需支墊滾筒，以此來減小鋼軌阻力，使鋼軌盡量自由伸縮。墊滾筒時(shí)需撤下膠墊并清理軌底，滾筒間隔5～6m，確保中間各點(diǎn)軌底離開膠墊。滾筒尺寸：一般為Ф22～24mm圓鋼，長度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲線地段支墊滾筒時(shí)，滾筒需支墊在曲線的下股一側(cè)方向，且能夠保證鋼軌縱向移動(dòng)時(shí)滾筒不落出軌枕。當(dāng)鋼軌拉伸機(jī)開始拉伸時(shí)，曲線呈現(xiàn)被拉直狀態(tài)，滾筒支墊在下股一側(cè)，能極大程度上確保鋼軌不易翻倒。

3.3.4 曲線地段松動(dòng)扣件時(shí)，螺帽不宜松動(dòng)過高，滾筒墊起后螺帽與平墊的垂直距離1mm即可，既能確保放散質(zhì)量，不影響鋼軌伸縮，又能有效防止鋼軌拉伸過程中翻倒。

3.3.5 長軌條放散過程中，拉伸配合撞軌，鋼軌拉伸器壓力保持在0～40MPa之間為佳。當(dāng)壓力超過40MPa時(shí)，必須進(jìn)行保壓，通過撞軌釋放溫度力，傳遞力量，使鋼軌內(nèi)部應(yīng)力均勻，不能僅僅依靠拉伸器強(qiáng)制拉伸使龍口合攏，造成長軌條內(nèi)部應(yīng)力不均勻，鎖溫不準(zhǔn)，且曲線地段鋼軌易翻倒。當(dāng)鋼軌拉伸器壓力降至允許范圍內(nèi)時(shí)，再次拉伸結(jié)合撞軌，達(dá)到理想鎖定軌溫，鎖定線路。

3.3.6 龍口位置的選擇也尤為關(guān)鍵，現(xiàn)場工作量分析調(diào)查時(shí)，詳細(xì)了解放散區(qū)段的線路狀況，一是龍口位置盡量確定在直線地段，二是曲線地段盡量遠(yuǎn)離龍口，放在龍尾位置，離龍口距離越遠(yuǎn)拉伸量就越小，對曲線的影響也就越小。

3.3.7 施工過程中一旦發(fā)生曲線翻倒情況，必須果斷采取措施，在施工點(diǎn)充裕的情況下，松開鋼軌拉伸機(jī)重新進(jìn)行拉伸，此時(shí)必須確保曲線地段扣件完整，滾筒方向支墊正確且不落出軌枕，且嚴(yán)格按允許范圍壓力進(jìn)行拉伸，拉伸時(shí)配合撞軌，再次拉伸到位恢復(fù)線路；若施工點(diǎn)緊張，必須及時(shí)采取措施，從曲線頭部開始恢復(fù)扣件，逐扣板壓鋼軌，隔5根枕木鎖定2套扣件，最終恢復(fù)線路結(jié)構(gòu)。

4 效果

通過日常施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并將該方法在日常施工中付諸實(shí)施，長軌條能達(dá)到應(yīng)力放散技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：勻、夠、準(zhǔn)，且曲線地段鋼軌不易翻倒，施工點(diǎn)內(nèi)完成施工，按時(shí)開通線路，確保各項(xiàng)安全。然而目前仍存在很多問題需要加以研究解決，是否能有更加科學(xué)的方法來完善曲線地段達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)時(shí)曲線處于的狀態(tài)，是否能借助于更先進(jìn)更強(qiáng)的設(shè)備來提高施工質(zhì)量、推進(jìn)施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐵路線路修理規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡介：佘慶（1987-），男，江蘇南通人，大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務(wù)段助理工程師，研究方向：鐵道

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3.3 采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行放散

長軌條撞至零應(yīng)力狀態(tài)后，若鋼軌軌溫不滿足鎖定要求，需采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行放散，拉伸過程中曲線地段鋼軌容易翻倒，如何盡量避免，最大限度確保施工安全。

3.3.1 合理設(shè)置撞軌點(diǎn)，曲線地段不宜超過300m，避免撞軌造成的應(yīng)力不均勻，分段撞軌，促使鋼軌釋放溫度力。

3.3.2 應(yīng)力放散過程中，軌下需支墊滾筒，以此來減小鋼軌阻力，使鋼軌盡量自由伸縮。墊滾筒時(shí)需撤下膠墊并清理軌底，滾筒間隔5～6m，確保中間各點(diǎn)軌底離開膠墊。滾筒尺寸：一般為Ф22～24mm圓鋼，長度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲線地段支墊滾筒時(shí)，滾筒需支墊在曲線的下股一側(cè)方向，且能夠保證鋼軌縱向移動(dòng)時(shí)滾筒不落出軌枕。當(dāng)鋼軌拉伸機(jī)開始拉伸時(shí)，曲線呈現(xiàn)被拉直狀態(tài)，滾筒支墊在下股一側(cè)，能極大程度上確保鋼軌不易翻倒。

3.3.4 曲線地段松動(dòng)扣件時(shí)，螺帽不宜松動(dòng)過高，滾筒墊起后螺帽與平墊的垂直距離1mm即可，既能確保放散質(zhì)量，不影響鋼軌伸縮，又能有效防止鋼軌拉伸過程中翻倒。

3.3.5 長軌條放散過程中，拉伸配合撞軌，鋼軌拉伸器壓力保持在0～40MPa之間為佳。當(dāng)壓力超過40MPa時(shí)，必須進(jìn)行保壓，通過撞軌釋放溫度力，傳遞力量，使鋼軌內(nèi)部應(yīng)力均勻，不能僅僅依靠拉伸器強(qiáng)制拉伸使龍口合攏，造成長軌條內(nèi)部應(yīng)力不均勻，鎖溫不準(zhǔn)，且曲線地段鋼軌易翻倒。當(dāng)鋼軌拉伸器壓力降至允許范圍內(nèi)時(shí)，再次拉伸結(jié)合撞軌，達(dá)到理想鎖定軌溫，鎖定線路。

3.3.6 龍口位置的選擇也尤為關(guān)鍵，現(xiàn)場工作量分析調(diào)查時(shí)，詳細(xì)了解放散區(qū)段的線路狀況，一是龍口位置盡量確定在直線地段，二是曲線地段盡量遠(yuǎn)離龍口，放在龍尾位置，離龍口距離越遠(yuǎn)拉伸量就越小，對曲線的影響也就越小。

3.3.7 施工過程中一旦發(fā)生曲線翻倒情況，必須果斷采取措施，在施工點(diǎn)充裕的情況下，松開鋼軌拉伸機(jī)重新進(jìn)行拉伸，此時(shí)必須確保曲線地段扣件完整，滾筒方向支墊正確且不落出軌枕，且嚴(yán)格按允許范圍壓力進(jìn)行拉伸，拉伸時(shí)配合撞軌，再次拉伸到位恢復(fù)線路；若施工點(diǎn)緊張，必須及時(shí)采取措施，從曲線頭部開始恢復(fù)扣件，逐扣板壓鋼軌，隔5根枕木鎖定2套扣件，最終恢復(fù)線路結(jié)構(gòu)。

4 效果

通過日常施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并將該方法在日常施工中付諸實(shí)施，長軌條能達(dá)到應(yīng)力放散技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：勻、夠、準(zhǔn)，且曲線地段鋼軌不易翻倒，施工點(diǎn)內(nèi)完成施工，按時(shí)開通線路，確保各項(xiàng)安全。然而目前仍存在很多問題需要加以研究解決，是否能有更加科學(xué)的方法來完善曲線地段達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)時(shí)曲線處于的狀態(tài)，是否能借助于更先進(jìn)更強(qiáng)的設(shè)備來提高施工質(zhì)量、推進(jìn)施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐵路線路修理規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡介：佘慶（1987-），男，江蘇南通人，大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務(wù)段助理工程師，研究方向：鐵道

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3.3 采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行放散

長軌條撞至零應(yīng)力狀態(tài)后，若鋼軌軌溫不滿足鎖定要求，需采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進(jìn)行放散，拉伸過程中曲線地段鋼軌容易翻倒，如何盡量避免，最大限度確保施工安全。

3.3.1 合理設(shè)置撞軌點(diǎn)，曲線地段不宜超過300m，避免撞軌造成的應(yīng)力不均勻，分段撞軌，促使鋼軌釋放溫度力。

3.3.2 應(yīng)力放散過程中，軌下需支墊滾筒，以此來減小鋼軌阻力，使鋼軌盡量自由伸縮。墊滾筒時(shí)需撤下膠墊并清理軌底，滾筒間隔5～6m，確保中間各點(diǎn)軌底離開膠墊。滾筒尺寸：一般為Ф22～24mm圓鋼，長度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲線地段支墊滾筒時(shí)，滾筒需支墊在曲線的下股一側(cè)方向，且能夠保證鋼軌縱向移動(dòng)時(shí)滾筒不落出軌枕。當(dāng)鋼軌拉伸機(jī)開始拉伸時(shí)，曲線呈現(xiàn)被拉直狀態(tài)，滾筒支墊在下股一側(cè)，能極大程度上確保鋼軌不易翻倒。

3.3.4 曲線地段松動(dòng)扣件時(shí)，螺帽不宜松動(dòng)過高，滾筒墊起后螺帽與平墊的垂直距離1mm即可，既能確保放散質(zhì)量，不影響鋼軌伸縮，又能有效防止鋼軌拉伸過程中翻倒。

3.3.5 長軌條放散過程中，拉伸配合撞軌，鋼軌拉伸器壓力保持在0～40MPa之間為佳。當(dāng)壓力超過40MPa時(shí)，必須進(jìn)行保壓，通過撞軌釋放溫度力，傳遞力量，使鋼軌內(nèi)部應(yīng)力均勻，不能僅僅依靠拉伸器強(qiáng)制拉伸使龍口合攏，造成長軌條內(nèi)部應(yīng)力不均勻，鎖溫不準(zhǔn)，且曲線地段鋼軌易翻倒。當(dāng)鋼軌拉伸器壓力降至允許范圍內(nèi)時(shí)，再次拉伸結(jié)合撞軌，達(dá)到理想鎖定軌溫，鎖定線路。

3.3.6 龍口位置的選擇也尤為關(guān)鍵，現(xiàn)場工作量分析調(diào)查時(shí)，詳細(xì)了解放散區(qū)段的線路狀況，一是龍口位置盡量確定在直線地段，二是曲線地段盡量遠(yuǎn)離龍口，放在龍尾位置，離龍口距離越遠(yuǎn)拉伸量就越小，對曲線的影響也就越小。

3.3.7 施工過程中一旦發(fā)生曲線翻倒情況，必須果斷采取措施，在施工點(diǎn)充裕的情況下，松開鋼軌拉伸機(jī)重新進(jìn)行拉伸，此時(shí)必須確保曲線地段扣件完整，滾筒方向支墊正確且不落出軌枕，且嚴(yán)格按允許范圍壓力進(jìn)行拉伸，拉伸時(shí)配合撞軌，再次拉伸到位恢復(fù)線路；若施工點(diǎn)緊張，必須及時(shí)采取措施，從曲線頭部開始恢復(fù)扣件，逐扣板壓鋼軌，隔5根枕木鎖定2套扣件，最終恢復(fù)線路結(jié)構(gòu)。

4 效果

通過日常施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并將該方法在日常施工中付諸實(shí)施，長軌條能達(dá)到應(yīng)力放散技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：勻、夠、準(zhǔn)，且曲線地段鋼軌不易翻倒，施工點(diǎn)內(nèi)完成施工，按時(shí)開通線路，確保各項(xiàng)安全。然而目前仍存在很多問題需要加以研究解決，是否能有更加科學(xué)的方法來完善曲線地段達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)時(shí)曲線處于的狀態(tài)，是否能借助于更先進(jìn)更強(qiáng)的設(shè)備來提高施工質(zhì)量、推進(jìn)施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 鐵路線路修理規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡介：佘慶（1987-），男，江蘇南通人，大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務(wù)段助理工程師，研究方向：鐵道

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