REJ SA60-300型鋼軌溫度伸縮調節(jié)器鋪設安裝及要點簡析

沈韞

（中國中鐵四局集團有限公司第八工程分公司，安徽合肥 230041）

REJ SA60-300型鋼軌溫度伸縮調節(jié)器鋪設安裝及要點簡析

沈韞

（中國中鐵四局集團有限公司第八工程分公司，安徽合肥 230041）

我國是橋上鋪設無縫線路最多的國家之一。在大跨度橋上鋪設無縫線路，橋梁與鋼軌的伸縮加劇了梁軌相互作用，影響線路的穩(wěn)定。在超大跨度橋梁無縫線路上鋪設鋼軌伸縮調節(jié)器，能夠釋放鋼軌內積聚的溫度力和實現(xiàn)相鄰兩根鋼軌之間的縱向相對移動。鋼軌伸縮調節(jié)器的性能和安裝至關重要，本文以新建蘭新鐵路第二雙線，臨澤南跨蘭新線立交特大橋上采用的德國BWG公司生產的REJ SA60-300型鋼軌伸縮調節(jié)器為例，介紹了其性能，并對其施工安裝及要點進行了說明解析，為類似工程的現(xiàn)場施工提供參考。

大跨度橋 無縫線路 鋼軌伸縮調節(jié)器 施工安裝要點

現(xiàn)代高鐵大跨度橋上鋪設無縫線路時，設計必須考慮梁軌間的附加縱向力，使之滿足四項要求：（1）控制長鋼軌縱向壓力值，以防橋上無縫線路脹軌跑道；（2）控制長鋼軌縱向拉力值，以滿足鋼軌強度；（3）控制鋼軌折斷時斷縫的拉開值，使之在允許值范圍內，以確保行車安全；（4）控制橋梁墩臺的縱向水平力值，以確保橋梁的安全使用。

在高鐵跨區(qū)間無縫線路、溫度跨度大的橋梁上設置鋼軌溫度伸縮調節(jié)器，能夠允許相鄰鋼軌的縱向相對位移，保證正確的鋼軌導向和支撐，平衡鋼軌和下部結構的縱向伸縮，連接下部結構的縫隙，調節(jié)下部結構端部的豎向撓曲和縱向偏移，調和兩端不同軌道剛度。

圖1 REJ SA60-300平面示意圖

說明：1：滑床板 2：低阻力扣件 3：標準扣件 4：可動基本軌5：固定尖軌 R：參考點圖2 REJ SA60-300主要結構圖

圖3 RE SA60-300主要布置圖

表1 軌道結構高度尺寸表

傳統(tǒng)鋼軌溫度伸縮調節(jié)器，基本軌固定，接軌伸縮，在輪軌過渡區(qū)，接軌的伸縮不可避免的存在軌距超寬現(xiàn)象，并增加磨損，影響列車舒適度，不適合在曲線及高速鐵路上使用。

為解決存在問題，德國BWG公司研制出REJ SA60系列型號鋼軌溫度伸縮調節(jié)器（以下簡稱REJ），其尖軌固定，基本軌伸縮，基本軌采用與接軌外側相吻合的曲線型設計，在伸縮過程中不會出現(xiàn)軌距超寬現(xiàn)象，相對恒定的軌距增強了軌道的穩(wěn)定性從而改善了行車舒適度。

目前國內對德國BWG公司研制的REJ尚無成熟施工安裝經驗。

表2 表臨澤南跨蘭新線立交特大橋REJ SA60-300調整計算表

新建蘭新鐵路第二雙線為60km/m鋼軌無砟軌道跨區(qū)間無縫線路。其中，臨澤南跨蘭新線立交特大橋全長3.84km，孔跨布置：（4-32m+2-24m+23-32m+2-24m+12-32m+（60+100+60）m連續(xù)梁+12-32m+2-24m+8-32m+1-24m+9-32m+（40+64+40）m連續(xù)梁+1-32m+2-24m+19-32m+2-24m+6-32m），在該橋60+100+60m連續(xù)梁上，根據(jù)伸縮量計算，臨澤南跨蘭新線立交特大橋理論最大伸縮量為265mm，設計安裝REJ SA60-300型鋼軌溫度調節(jié)器（以下簡稱REJ SA60-300）。

REJ SA60-300平面示意見圖1：

表3 勞動力組織表

1 REJ SA60-300主要結構及性能

1.1 主要結構及布置

REJ SA60-300是尖軌固定、基本軌伸縮的單向鋼軌伸縮調節(jié)器。由尖軌、基本軌、滑床板、低阻力扣件系統(tǒng)、標準扣件系統(tǒng)、長軌枕等組成。標準總長為16880mm。

REJ SA60-300主要結構見圖2：REJ SA60-300主要布置見圖3：

1.2 主要性能

REJ SA60-300的作用是釋放鋼軌內積聚的溫度力和實現(xiàn)相鄰兩根鋼軌之間的縱向相對移動，同時保證軌距、鋼軌支點滿足要求。主要協(xié)調兩方面的位移：（1）橋梁溫度伸縮、收縮徐變、列車制動位移；（2）鋼軌溫度伸縮位移。

主要性能要求：（1）尖軌固定，基本軌伸縮；（2）基本軌伸縮過程軌距保持不變；（3）允許尖軌逆向行車；（4）軌距最大調整量為-10、+15mm；（5）REJ SA60-300伸縮量為300mm（±150mm）

1.3 適用軌道范圍

REJ SA60-300使用廣泛，不僅可用于直線地段，也可用于曲線或緩和曲線地段。

（1）最高運營速度：無砟軌道：380km/h；有砟軌道：300km/h。（2）、最大坡度：無砟軌道：40‰ （4%）；有砟軌道：25‰ （2.5%）。（3）最小豎曲線半徑：無砟軌道：2000m；有砟軌道：2000m。（4）最大超高：無砟軌道：標準值：1 0 0m m，限定值：1 5 0m m；有砟軌道：標準值：100mm，限定值：130mm。（5）最小平曲線半徑：無砟軌道：標準值：2000m，限定值：500m；有砟軌道：標準值：2000m，限定值：500m。（6）最大軸重：無砟軌道：25t；有砟軌道：22.5t。（采用標準值時，不需要進行額外的檢算或論證。采用標準值和限定值之間的值時，需要和鋼軌伸縮調節(jié)器的供應商做進一步討論協(xié)商。所有運營速度250km/ h以上的線路要求均相同。）

表4 主要工機具配置表

表5 檢測儀器配置表

2 臨澤南跨蘭新線立交特大橋軌道標準

2.1 底座

采用C40鋼筋混凝土結構，直接澆筑在橋面上，并與橋面間采用連接鋼筋連接。底座寬度、長度與道床板一致。底座頂面設置中間隔離層，隔離層采用聚丙烯土工布。底座施工前應提前考慮道床板施工時橋梁溫度及梁縫變化對道床板布置產生的影響。

2.2 無砟軌道

橋上為雙塊式無砟軌道，伸縮區(qū)軌道由鋼軌、扣件、長枕、道床板和底座板等部分組成。

REJ SA60-300安裝在橋縫附近，尖軌位于固定橋梁端，基本軌位于活動橋梁端。（如兩端均為活動端，則尖軌位于活動量小的一端。）

橋梁上軌道結構高度為725mm。具體尺寸見表1

2.3 綜合接地

道床板內設置接地鋼筋和接地端子。

3 REJ SA60-300安裝及要點解析

3.1 施工流程

總體施工流程為：技術準備—底座板施工—REJ SA60-300廠內組裝、吊運、安裝就位—鋪設兩端過渡段及REJ SA60-300—粗調位置和高程—計算并調整D值、a值—精調位置和高程，并綁扎鋼筋立?！_認D值—道床板混凝土澆筑——兩端過渡段換鋪長軌、應力放散鎖定—確認a值—REJ SA60-300與兩端鎖定長軌鋁熱焊連。

3.2 工程特點及重難點

（1）REJ SA60-300為德國原裝進口，國內無成熟施工經驗。（2）REJ SA60-300結構尺寸及重量大，成品保護要求高。橋上作業(yè)空間小。REJ SA60-300在廠內組裝完畢，整組吊運、在橋上安裝就位是難點。（3）計算及安裝精度要求高：1）REJ SA60-300精度要求高，如何保證其與前后軌道的過渡銜接精度、內部結構尺寸安裝精度，是控制要點。 2）如何通過粗調位置和高程、計算并調整“D”和“a”值滿足要求，是本工程的重點。

3.3 主要施工方法及要點解析

3.3.1 技術準備

（1）勘察進場道路。（2）相應地段CPⅢ復測完畢，滿足施工要求。（3）提前對REJ SA60-300地段的環(huán)境溫度、梁體溫度（混凝土表面溫度）、梁縫寬度進行測量并記錄。（4）兩端剩余無砟軌道用的土工布、彈性墊板、鋼筋、模板、養(yǎng)護布等材料及工機具全部吊裝上橋。

3.3.2 過渡段及REJ SA60-300段底座板施工

為保證前后順接精度，REJ SA60-300底座板及道床板與前后一段線路底座、道床同時調整、澆筑施工。本橋結合設計底座板及道床板配置情況，前、后預留過渡段分別長20.859m、27.88m。

3.3.3 REJ SA60-300廠內組裝、吊運、安裝就位

（1）廠內組裝。廠內組裝好后，尖軌尖端位于中間位置，軌枕的間距全為600mm，扣件扭力達到要求，帶開口銷螺栓的插銷全部安裝完成。

（2）運輸。整組REJ SA60-300長16.88m，寬2.8m，總重約16.2噸。可采用汽車運輸至鋪軌基地；軌道車牽引兩輛平板車或汽車運輸至施工現(xiàn)場；將整組REJ SA60-300在平板車支墊上平放裝好后，用鋼絲繩或軟吊帶進行捆綁。運輸車距離鋪設地點大于20米位置時停車對位，穩(wěn)定后，進行吊卸及相關的鋪設作業(yè)。

（3）吊裝。1）采用吊車，每次裝1組。2）輕起慢放，減小起落沖擊，防止損傷變形。3）應使用吊裝扁擔梁或柔性吊帶，繩索的吊點布置根據(jù)工件重心和長度計算確定，不得單點起吊。

（4）存放?；卮a垛層數(shù)不高于4層，每層用不小于60mm×60mm ×1000mm的方木條墊實、墊平，墊塊間距不大于4米，均勻布置。

（5）在橋上鋪設位置安裝就位。REJ SA60-300需整組一次安裝到位，橋上空間狹小，安裝難度較大。REJ SA60-300設計緊湊，對相鄰軌道及橋梁結構的施工沒有特殊要求，只需為其安裝預留足夠的空間（3.2m×約17m）。具體安裝就位方法，應調查地形地貌、運輸?shù)缆?、現(xiàn)場設計情況確定。

單線橋上可先吊放至線路上后，再搭設滑道縱移到位安裝。

雙線橋上，可利用一側已鋪線路，采用平板將REJ SA60-300運輸至對應位置，按設計鋪設位置，在不影響行車的條件下，盡量靠近橫橋向橋梁中心位置搭設枕木垛，在平板與枕木垛間搭設滑軌，利用滑軌將REJ SA60-300橫移到位。（1）分別在伸縮器安裝起點、中間和終點部位，應用2.5米長的木枕搭設“井”字形枕木垛；最底層的木枕滿鋪，每層按照3根木枕布設，搭設高度為2.1米，即比平板車高出一根枕木。（2）對應搭好的枕木垛，放置工具軌做滑軌使用，在軌底用木板找平，工具軌一頭深入至調節(jié)器兩軌枕間。（3）利用壓機起升REJ SA60-300，將雙滑輪組安放在REJ SA60-300鋼軌軌底與滑軌間。（4）在橫向滑移前對每組雙滑輪進行固定。（5）所有作業(yè)人員分布在REJ SA60-300的縱向一側，一字排開，確保每根枕木位置都有人。同時應用2組手動倒鏈一端固定在REJ SA60-300，另外一端固定在橋梁防撞墻上，使手動倒鏈拉住REJ SA60-300軌排，控制REJ SA60-300軌排緩慢滑移至搭好的枕木垛上方。（6）軌道車牽引平板車重新對位，應用平板車上已裝好的3組爬桿吊，在R E J SA60-300吊點位置，應用6T的軟吊帶在REJ SA60-300鋼軌纏繞后掛在爬桿上的手動倒鏈吊鉤上；為保證平板車不發(fā)生側翻現(xiàn)象，用倒鏈將平板車與一側防撞墻進行連接固定，另外一側用千斤頂進行頂升加固。3組手動倒鏈同時起升，使REJ SA60-300鋼軌距離滑道50mm時，將滑輪組和工具軌抽出，每下降一次高度，距枕木0.1米時抽枕木。直至REJ SA60-300平穩(wěn)的落在底座面枕木上，抽取軟吊帶。（7）再次搭設滑軌，再次橫向滑移REJ SA60-300至已澆筑完成的底座面上就位，應用已放樣好的點位進行定位，鋪設位置的控制里程與設計圖位置控制在±20mm范圍內。

3.3.4 鋪設兩端過渡段及REJ

采用架軌法同時鋪設兩端過渡段及REJ SA60-300。

3.3.5 粗調位置和高程

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，采用支撐螺桿和定位螺栓，粗調兩端過渡段及REJ SA60-300中線、高程等線位。

3.3.6 計算并調整值D和a

（1）D值和a值。REJ SA60-300調整參數(shù)“D”：橋縫兩側混凝土軌枕中心的間距。REJ SA60-300調整參數(shù)“a”：尖軌尖端至設計中心位置的距離。D值計算誤差會導致梁縫處尺寸超出設計范圍，a值計算誤差會直接導致尖軌尖端超出刨切曲線范圍。

每根基本軌上均有三個參照點。中間的參照點標明設計中間位置（a=0）。其它兩點標明伸縮量范圍（尖軌尖端位置范圍）。

（2）計算值D和a。梁體最高、最低溫度的數(shù)值會直接影響D、a值調整量的計算結果。應根據(jù)安裝時的橋梁溫度計算相應的“D”值和“a”值。

為保證調整量計算的精確度，技術人員提前3天對伸縮器地段的環(huán)境溫度、梁體溫度（混凝土表面溫度）、軌溫、梁縫寬度進行測量。測量時選定當日最高氣溫（下午4-5點）與最低氣溫（凌晨4-5點）。調整量計算復雜，一般由BWG公司提供，并派專人到現(xiàn)場進行調整。

臨澤南跨蘭新線立交特大橋調整計算參照表見表2：

3.3.7 精調位置和高程并進行鋼筋綁扎、模板支立

精調采用軌檢小車進行，采用8個CPIII點進行自由設站，設站精度誤差＜0.7″，為保證前后順接精度，REJ SA60-300與前后無砟軌道過渡段線路一起進行精調。

（1）REJ SA60-300粗調完成后，即可進行鋼筋綁扎及模板支立施工。（2）REJ SA60-300的精調和固定采用側向/豎向支撐調整架實現(xiàn)，包括側向支撐調整裝置、豎向支撐調整裝置。（3）每隔2根軌枕在鋼軌裝1根橫向調節(jié)器并每隔2根軌枕設置一個軌距撐桿。橋上可利用防撞墻固定橫向調整裝置。（4）REJ SA60-300的彈條螺栓采用開口銷螺栓，出廠時扭矩已達到設計值，并配有橫向插銷。使用軌檢小車及其它檢測工具檢測伸縮器的方向、高低、水平、軌距等幾何形位指標，確定精調數(shù)值。精調測量數(shù)據(jù)的精度控制：方向和高程絕對精度不大于10mm。軌距控制在±1mm以內，水平、方向高低與扭曲均不大于2mm（10m基線）。

3.3.8 確認D值

精調完成后，根據(jù)現(xiàn)場的氣溫、軌枕，檢查“D”值有無變化，最好控制在初次調整“D”值的溫度進行，保證誤差為±2mm。如誤差較大，再根據(jù)現(xiàn)場實測梁體溫度計算“D”值，計算完成后測量實際“D”值，進行調整，調整完成后，再次應用軌檢小車采集數(shù)據(jù)，對于超限的數(shù)據(jù)作局部調整；同時應用曲線上拉弦線測量正矢的方法測量外矢量進行檢測；軌檢小車數(shù)據(jù)采集完成后，即可進行混凝土澆筑。

3.3.9 混凝土澆筑

過渡段及REJ SA60-300道床板混凝土同時澆筑，澆筑前將鋼軌及軌枕覆蓋，振搗時嚴禁將插入式振搗棒靠近模板或軌枕，尤其是鋼軌?；炷翝仓瓿桑跄?、終凝前，松開REJ SA60-300豎向支撐。

3.3.10 兩端過渡段換鋪長軌、應力放散鎖定

兩端過渡段各與兩側線路一起換鋪長軌，并進行放散鎖定。

3.3.11 確認a值

道床混凝土強度達到100%后，開始進行REJ SA60-300 “a”值檢查。誤差為±2mm。如果“a”值超限，采用松開基本軌一側扣件，進行“a”值調整。

3.3.12 REJ SA60-300與兩端鎖定長軌鋁熱焊連

a值重新調整完成后應立即進行鋁熱焊接，連入已兩端放散鎖定好的線路，形成跨區(qū)間無縫線路。注意REJ SA60-300鋼軌焊接應在中間鎖定軌溫進行，或在區(qū)間鋼軌應力放散之后進行。對焊縫應打磨平整，不影響基本軌伸縮。

4 勞力及工機具配置簡介

4.1 勞動力組織

勞動力組織情況見表3。

4.2 工機具

工機具配置情況見表4。

4.3 檢測儀器

檢測儀器情況見表5。

5 結語

REJ SA60-300型鋼軌伸縮調節(jié)消除了因大跨度梁上無縫線路梁軌相對位移影響線路穩(wěn)定性的問題。且具有行車平穩(wěn)、減少養(yǎng)護維修工作量、延長設備使用壽命等優(yōu)點。新建蘭新鐵路第二雙線為臨澤南跨蘭新線立交特大橋上REJSA60-300的順利鋪設，保證了現(xiàn)場施工質量，得到業(yè)主、監(jiān)理一致好評，技術領先，本文的解析說明為今后REJ SA60-300更好的施工提供了一定的借鑒。

［1］TB10754-2010.高速鐵路軌道工程施工質量驗收標準［S］.

［2］鐵建設［2010］241號.高速鐵路軌道工程施工技術指南［K］.

［3］《橋梁雙塊式無砟軌道設計圖紙》（圖號：蘭烏二線施（軌）10）［K］.

［4］鐵道部標準.新建鐵路橋上無縫線路設計暫行規(guī)定（鐵建設函［2003］205號［S］.

［5］BWG公司提供的《REJ 溫調器安裝說明》［K］.

China is one of the largest countries laying of CWR on bridge. The laying ofCWR in long span bridges， bridges and rail expansion increased interaction between girder and rail， affecting the stability of the line. The laying of rail expansion in the large span bridge of CWR on regulator， temperature stress release rail accumulation and vertical between two adjacent rails relative movement. Rail expansion device performance and installation is very important， in this paper， new the Lan Xin railway second double Linze Southern Cross Lanxin railway overpass bridge on the German BWG company REJ SA60-300 rail expansion device as an example， the properties and the installationkey points were introduced， so as to provide reference for the construction of similar engineering.

Long span bridge seamless lines rail expansion device installation point