延吉西至琿春無(wú)縫鋼軌施工控制技術(shù)

摘 要：隨著我國(guó)高鐵的快速發(fā)展，無(wú)縫線路的應(yīng)用越來(lái)越多，無(wú)縫鋼軌是無(wú)縫線路中最為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)。無(wú)縫鋼軌的施工質(zhì)量的好壞，直接影響高速鐵路的使用和安全，已經(jīng)成為鐵路建設(shè)迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。文章結(jié)合延吉西至琿春無(wú)縫線路鋼軌施工實(shí)體工程，從鋼軌的焊接、應(yīng)力放散和線路鎖定等方面詳細(xì)闡述了無(wú)縫鋼軌的施工，為同類工程提供了技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：無(wú)縫鋼軌；施工；應(yīng)力放散

1 工程概況

本工程為延吉西至琿春正線軌道工程和站場(chǎng)軌道工程，起止里程為GDK267+500（延吉西）～DK361+778.075（琿春）。鐵路等級(jí)為客運(yùn)專線，設(shè)計(jì)時(shí)速250km/h，正線線間距4.6m，小平面曲線半徑一般4500m，個(gè)別3000m；最大坡度20‰，其中圖們北至琿春13‰；到發(fā)線有效長(zhǎng)度650m，最小行車間隔：按3min設(shè)計(jì)。與既有圖們北修建聯(lián)絡(luò)線與新建正線左線連接，長(zhǎng)軌條由長(zhǎng)軌運(yùn)輸車從焊軌廠經(jīng)由聯(lián)絡(luò)線運(yùn)至圖們北長(zhǎng)軌存放場(chǎng)，爾后將長(zhǎng)軌與相應(yīng)數(shù)量的軌枕裝車，并與CPG500鋪軌機(jī)組連接，采用單枕連續(xù)法進(jìn)行跨區(qū)間無(wú)縫線路鋪設(shè)，其中圖們北站采用換鋪法鋪設(shè)長(zhǎng)軌條。

2 無(wú)縫鋼軌施工

（1）鋼軌焊接采用焊軌車閃光接觸焊，在道岔區(qū)接頭處采用鋁熱焊，區(qū)間正線焊軌隨鋪軌整道進(jìn)度，左右線分區(qū)段交叉作業(yè)，先將500米長(zhǎng)軌焊接為1.5～2km單元軌節(jié)，然后焊接成為無(wú)縫線路。在大機(jī)作業(yè)之前，利用風(fēng)動(dòng)卸砟車進(jìn)行上砟、補(bǔ)砟作業(yè)，人工配合作業(yè)；然后利用大型養(yǎng)路機(jī)械按先初步整道后精細(xì)整道順序進(jìn)行施工。

（2）當(dāng)施工軌溫在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍以內(nèi)時(shí)進(jìn)行鋼軌應(yīng)力放散，鎖定方法是利用接觸焊對(duì)軌道進(jìn)行焊接；當(dāng)環(huán)境溫度低使得鎖定施工時(shí)軌道溫度比軌道設(shè)計(jì)要求的鎖定溫度低時(shí)，應(yīng)力放散采用拉伸法，當(dāng)環(huán)境溫度高使得鎖定施工時(shí)軌道溫度比軌道設(shè)計(jì)要求的鎖定溫度高時(shí)，應(yīng)力放散采用滾筒法。

（3）采用閃光接觸焊對(duì)單元軌節(jié)間和長(zhǎng)軌進(jìn)行焊接鎖定，采用鋁熱焊對(duì)兩端與線路連接的鋼軌和道岔內(nèi)的鋼軌進(jìn)行焊接鎖定。鋼軌焊接應(yīng)符合現(xiàn)行鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼軌焊接》TB/（1632.1-4-2005）的規(guī)定，并按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊軌試驗(yàn)，未經(jīng)型式檢驗(yàn)合格，嚴(yán)禁施焊。

（4）鎖定線路和放散鋼軌應(yīng)力施工工藝流程如圖1所示。

a.檢測(cè)軌道狀態(tài)和近期軌溫。在進(jìn)行軌道應(yīng)力放散前對(duì)軌道枕下道床剛度、軌道幾何尺寸、橫向阻力、軌面標(biāo)高、焊接質(zhì)量和線路中線位置等進(jìn)行全面檢測(cè)，保證符合規(guī)定要求后才能安排鎖定線路。為確定軌道鎖定的施工時(shí)間，對(duì)軌道溫度的近期情況進(jìn)行調(diào)查，確定軌道溫度隨時(shí)間變化規(guī)律。

b.設(shè)置觀測(cè)位移樁和臨時(shí)位移觀測(cè)點(diǎn)。位移觀測(cè)樁的設(shè)置按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件規(guī)定進(jìn)行。在軌道上按照位移觀測(cè)樁設(shè)置情況對(duì)臨時(shí)位移觀察點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記和觀測(cè)，對(duì)應(yīng)力放散是否完全進(jìn)行判定。

c.鋼軌頂起。在長(zhǎng)100m上一單元和放散單元軌節(jié)范圍內(nèi)設(shè)置間距10m的滾筒，為把鋼軌頂起放置到滾筒上，卸除扣件后用起道機(jī)頂起鋼軌保證其底面不低于承軌面5cm。觀測(cè)臨時(shí)位移。因頂起鋼軌后會(huì)因軌溫不同在鋼軌內(nèi)會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力和位移，采用在兩端設(shè)置拉軌器對(duì)鋼軌進(jìn)行來(lái)回串動(dòng)并進(jìn)行位移觀察，如位移不滿足線性增加，則應(yīng)對(duì)不均勻位移位置鋼軌進(jìn)行串動(dòng)撞軌，保證單元軌節(jié)終點(diǎn)位移最大值和計(jì)算的位移一致。

d.拉軌。用拉軌器對(duì)單元軌節(jié)起點(diǎn)端進(jìn)行固定，拉伸終點(diǎn)端到規(guī)定位置后固定。軌溫滿足規(guī)定要求并且鋼軌內(nèi)部應(yīng)力為零時(shí)，依次去除放散起點(diǎn)到軌道終點(diǎn)范圍內(nèi)的滾筒，把鋼軌落到軌枕上，用扣件對(duì)鋼軌進(jìn)行緊固和鎖定，同時(shí)記錄拉伸量和軌道溫度，對(duì)鋼軌零位移點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。

e.焊接鎖定和位移觀測(cè)。對(duì)上一放散和本次放散單元軌節(jié)利用鋁熱焊進(jìn)行焊連。在第一個(gè)月內(nèi)，對(duì)單元軌節(jié)放散鋼軌位移進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量頻率為1星期1次，一個(gè)月后的測(cè)量頻率為1月1次。如果測(cè)量位移不滿足要求時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析原因，對(duì)位移超標(biāo)的鋼軌地段進(jìn)行重新放散鎖定。同時(shí)應(yīng)對(duì)鎖定焊縫、鎖定日期、單元軌節(jié)、鎖定軌溫、單元焊焊縫、鋼軌位移零點(diǎn)和位移觀測(cè)樁等按要求在鋼軌上進(jìn)行標(biāo)注。

f.應(yīng)力的放散和鎖定。按《無(wú)縫線路鋪設(shè)及養(yǎng)護(hù)維修方法》

（TB2098）確定施工鎖定軌溫，并保證滿足設(shè)計(jì)鎖定溫度。應(yīng)在軌溫均勻情況下進(jìn)行應(yīng)力放散，并且保證同一區(qū)間單元軌節(jié)、相鄰施工單元軌節(jié)和左右兩股鋼軌的鎖定軌溫差分別不超過(guò)10℃、5℃和3℃。鎖定后對(duì)設(shè)置的長(zhǎng)鋼軌縱向位移立即按要求進(jìn)行測(cè)量。

g.應(yīng)力放散方法。正線鋼軌焊接先采用“單元焊”，將鋼軌焊接成1km～1.5km的單元軌節(jié)，然后進(jìn)行應(yīng)力放散鎖定將單元軌節(jié)焊接成無(wú)縫線路。單元軌節(jié)焊接時(shí)可與鋪軌同時(shí)進(jìn)行，在焊接過(guò)程中要與前方鋪軌保持一定的距離，不影響鋪軌。當(dāng)長(zhǎng)軌列車需要返回鋪軌基地時(shí)要使焊軌機(jī)開(kāi)至封閉區(qū)間進(jìn)行避讓。當(dāng)作業(yè)時(shí)軌溫處于設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍時(shí)予以鎖定。當(dāng)施工溫度比設(shè)計(jì)鎖定軌溫低時(shí)，先對(duì)長(zhǎng)軌用拉伸法進(jìn)行應(yīng)力放散，再進(jìn)行鎖定，當(dāng)施工溫度比設(shè)計(jì)鎖定軌溫高時(shí)，先對(duì)擱置在滾筒上的長(zhǎng)軌用木錘敲擊進(jìn)行應(yīng)力放散并進(jìn)行臨時(shí)鎖定，當(dāng)軌溫滿足規(guī)定要求時(shí)，再進(jìn)行放散應(yīng)力和鎖定。在應(yīng)力放散后記錄好單元軌節(jié)的鎖定日期、拉伸量、鎖定軌溫、鋼軌位移觀測(cè)初始讀數(shù)和單元軌節(jié)編號(hào)。最后進(jìn)行整修打磨不平順焊縫、復(fù)核鎖定軌溫和復(fù)核鎖定軌溫等軌道整理工作。

h.計(jì)算鋼軌的鋸軌量和放散量。計(jì)算鋸軌量△1″=△1′+λ±α，式中：α為整治線路爬行時(shí)鋼軌移動(dòng)量；△1′為放散量，mm；△1″為鋸軌量，mm；λ為焊接頂鍛量，mm。其中，應(yīng)力放散和當(dāng)移動(dòng)方向一致時(shí)α取正，應(yīng)力放散和當(dāng)移動(dòng)方向不一致時(shí)α取負(fù)。計(jì)算放散量△L=αL（t1-t2），式中：t2為作業(yè)時(shí)軌溫，℃；L為需要放散應(yīng)力的鋼軌長(zhǎng)度，m；α為鋼軌膨脹系數(shù)，α=0.0118；t1為鋼軌的設(shè)計(jì)鎖定軌溫，℃；△L為放散量，mm。

i.應(yīng)力放散要點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際鎖定軌溫不滿足規(guī)定要求，鋼軌出現(xiàn)過(guò)量伸縮和不均勻位移時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)力進(jìn)行再次放散，對(duì)鋼軌進(jìn)行重新鎖定。位移觀測(cè)樁200米區(qū)域內(nèi)如果相對(duì)位移量超過(guò)1cm，位移量大于2cm，應(yīng)迅速采取措施，查明原因，對(duì)超標(biāo)的單位軌進(jìn)行重新放散應(yīng)力和鎖定。完成鎖定并經(jīng)過(guò)列車碾壓后，應(yīng)及時(shí)組織復(fù)緊軌枕扣件，達(dá)到鎖定要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用上述方法，安全順利地完成了延吉西至琿春無(wú)縫鋼軌施工各項(xiàng)檢測(cè)均滿足規(guī)定要求，表明采用的方法是成功的，為無(wú)縫鋼軌施工提供了技術(shù)資料。

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