無縫線路鋼軌應力放散與鎖定施工技術(shù)

牟廣富/中鐵十九局集團第六工程有限公司

無縫線路鋼軌應力放散與鎖定施工技術(shù)

牟廣富/中鐵十九局集團第六工程有限公司

無縫線路的應力放散與鎖定，就是要把在沒有允許鎖定軌溫范圍以內(nèi)鎖定的無縫線路，以及在運營中鎖定軌溫發(fā)生了變化的無縫線路，通過應力放散或調(diào)整鎖定軌溫，重新準確地設(shè)定在設(shè)計允許范圍之內(nèi)，保證鋼軌在鎖定軌溫下達到零應力狀態(tài)。

無縫線路；應力放散；鎖定軌溫；鋼軌位移

前言

無縫線路是將許多根標準長度的鋼軌焊接成相當長度的軌條并鋪布在軌枕上的 線路，是鐵路軌道現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，經(jīng)濟效益顯著。不論是鐵路線路還是地鐵線路，鋼軌接頭都是線路的薄弱環(huán)節(jié)，由于軌縫的存在，列車通過時會發(fā)生沖擊和振動，這種沖擊力影響列車的平順和旅客的舒適，并促使道床硬結(jié)、溜坍、混凝土軌枕損壞破裂等危害，加速鋼軌和聯(lián)接零件的磨耗和損傷。由于受施工季節(jié)和施工條件的限制,鋪設(shè)無縫線路時,往往不能在設(shè)計鎖定軌溫進行鎖定,這給維修養(yǎng)護工作帶來很多困難。如鎖定軌溫偏低,不僅維修養(yǎng)護工作受到許多限制,而且高溫時鋼軌受到很大的溫度壓力,加之長鋼軌不均勻爬行造成“應力集中”,就有脹軌跑道的危險;反之如鎖定軌溫偏高,低溫時鋼軌受到很大的拉力,線路不均勻爬行后,某些地段拉應力增大,溫度拉力與爬行附加拉力合在一起,容易拉斷螺栓或引起鋼軌折斷。針對無縫鋼軌鋪設(shè)時存在的問題，本文以新建吉圖至琿春鐵路站線鋪軌工程為背景，開展了溫度應力式無縫線路，無縫線路應力放散和調(diào)整施工技術(shù)研究，可以使無縫線路內(nèi)部應力均勻，高溫不脹軌，低溫不斷軌。

一、方案確定

線路鎖定前對線路進行綜合質(zhì)量檢查，包括軌道幾何尺寸、道床參數(shù)等，確認其滿足設(shè)計文件和規(guī)范要求。采用滾筒放散法和綜合放散法，消除鋼軌內(nèi)部應力，直至鋼軌內(nèi)部應力為零。當軌溫處于鎖定軌溫范圍時落軌鎖定，當軌溫低于鎖定軌溫時，用單元軌節(jié)兩端的拉軌器將單元軌節(jié)拉伸至鎖定軌溫時的長度，然后落軌鎖定，作零點位移標記。

（一）一端放散

一端放散是最常用的放散方式，以一個單元軌節(jié)為單位，長度約1～1.5km，長度過長的話應力很難均勻。一端放散施工方法見圖1所示。

圖1 無縫線路一端放散法施工示意圖

(二)兩端放散

兩端放散法多用在獨立單元軌節(jié)，作業(yè)相對復雜，一般條件下不采用。如果兩端有緩沖區(qū)，可同時治理爬行，對緩沖區(qū)軌縫進行調(diào)整。兩端放散施工方法見圖2所示。

圖2 無縫線路兩端放散法施工示意圖

二、道岔應力放散及鎖定施工技術(shù)

當實際軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)，放散時將彈條扣件拆除，讓鋼軌屬于自由狀態(tài)，利用錘擊敲打鋼軌，使鋼軌自由伸縮，待鋼軌充分回彈后，即鋼軌內(nèi)應力達到零應力然后迅速鎖定道岔。

（一）設(shè)置位移觀測樁

位移觀測樁應按設(shè)計要求設(shè)置，應設(shè)置齊全，牢固可靠，易于觀測。單元軌節(jié)起訖點的位移觀測樁易與單元軌節(jié)焊接接頭對應，縱向相錯量不得大于30m。長軌條應在起訖點、距長軌條起訖點100m位置各設(shè)一對位移觀測樁。

（二）拆卸扣件、頂起鋼軌

采用專用工具拆卸本次放散的單元軌節(jié)范圍內(nèi)的彈條，并用起道機將鋼軌頂起，頂起高度約50mm，隨頂隨支立滾筒，滾筒間距為10m。

（三） 撞軌、應力放散、臨時位移觀測

由于長鋼軌鋪設(shè)時的軌溫與正在進行作業(yè)的軌溫不一致，在卸除彈條并頂起鋼軌后，鋼軌因束縛解除而將產(chǎn)生位移，但因鋼軌內(nèi)部應力及滾筒摩擦阻力等影響，此時鋼軌內(nèi)部的應力不為零。測量此時臨時位移觀測點位置鋼軌的臨時位移量，記錄作為后面放散施工的依據(jù)。

（四）軌溫測量

測量并記錄應力放散為零時鋼軌的軌溫。若此時軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)，則鎖定鋼軌；若此時軌溫低于設(shè)計鎖定軌溫，按計算拉伸量進行拉軌，實際拉伸量與計算拉伸量相符合，則鎖定鋼軌。

（五） 落軌、上扣件鎖定

軌溫合適或鋼軌拉伸到位時，依次去除支墊在鋼軌下的滾筒，將鋼軌落在軌枕上，上好扣件，緊固鋼軌。在拉軌器前后各50m范圍內(nèi)的鋼軌鎖定完成后，方可松掉拉軌器的液壓油門，拆除拉軌器。

(六)標記位移零點及鎖定焊接

線路鎖定完成后，在位移觀測樁位置標記位移零點。將本次放散的單元軌節(jié)與上一次放散的單元軌節(jié)的接頭進行鎖定焊接。

（七）位移觀測

線路鎖定完成后，定期對鋼軌的爬行位移進行觀測。觀測頻次為：放散后連續(xù)觀測7天，選擇當天軌溫最高和最低時候觀測；放散之后第一個月內(nèi)每周觀測一次；以后每個月觀測一次；在夏季高溫或冬季嚴寒時期，應增加觀測次數(shù)。

三、結(jié)論

通過各個截面實際鎖定軌溫的對比，可以了解無縫線路內(nèi)部溫度應力的整體狀態(tài)。如果長軌條左右股鋼軌實際鎖定軌溫之差大于5℃或相鄰樁段實際鎖定軌溫之差大于8℃的無縫線路地段，可以有計劃的進行應力放散或調(diào)整。因此，在其鋪設(shè)、放散、鎖定等環(huán)節(jié)中，應精確測量鋼軌的鎖定軌溫，掌握其實際鎖定軌溫的動態(tài)變化，以便適時對無縫線路進行應力放散與調(diào)整，確保無縫線路在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)鎖定。

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牟廣富（1987-），男，黑龍江省海倫市，大專（黑龍江工程學院），從事鐵路軌道鋪設(shè)施工技術(shù)管理工作。