精密軌道工程低溫鎖軌施工技術(shù)研究

張偉靖 黃立喜 潘 煜 嚴(yán)成輝

(63870部隊)

1 工程概況

精密軌道工程全長6.0 km，滑軌采用加工后的QU100A起重軌焊接而成，全程無縫線路，鋼軌焊接采用移動式小型氣壓焊機(jī)，焊縫打磨采用小型移動式磨床。根據(jù)設(shè)計鎖軌軌溫(48±5)℃和當(dāng)?shù)馗哞F鎖軌溫度(23 ℃)確定本工程鎖軌溫度為48 ℃(50 ℃偏下利于冬季低溫縮軌)。

2 低溫鎖軌理論研究

為了保證軌道的高平順性，必須克服鋼軌在高溫時產(chǎn)生壓應(yīng)力和在低溫時產(chǎn)生的拉應(yīng)力對鋼軌的精度產(chǎn)生影響，使鋼軌始終處于拉應(yīng)力狀態(tài)，按設(shè)計要求軌溫在50 ℃±5 ℃進(jìn)行鎖定。根據(jù)工期和氣候情況鎖軌放在低溫情況比較理想，通過機(jī)械張拉達(dá)到鎖定溫度和計算的伸長量。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件軌溫基本處于36 ℃～45 ℃，通過拉伸使鋼軌達(dá)到設(shè)計理論軌溫48 ℃完成鎖軌工作。

2.1 長鋼軌鎖定工藝?yán)碚?/h3>

1)按長鋼軌的力學(xué)理論，當(dāng)實際軌溫低于設(shè)計鎖定軌溫ΔT時，長鋼軌的溫度力、鋼軌線膨脹系數(shù)、拉力、拉伸伸長量換算關(guān)系如下：

拉伸力:

F=(彈性模量E×鋼軌伸長率ΔL/鋼軌的長度L)×鋼軌橫斷面積A。

摩擦力:

f=μmg

。

2)不同長度鋼軌在不同溫差條件下?lián)Q算關(guān)系計算如下：

ΔT=ΔL/(α×L)。

鋼軌伸長量ΔL(mm)=溫度變化值ΔT×鋼軌線膨脹系數(shù)α×鋼軌長度L。

鋼軌伸長量ΔL=(拉伸力F/鋼軌橫斷面積A)/彈性模量×鋼軌長度L。

3)QU100A起重軌加工后的主要參數(shù)：鋼軌與輥軸的摩擦系數(shù)μ=0.16；鋼軌線膨脹系數(shù)α=11.8×10-6m/(m·℃)；彈性模量E=2.1×105MPa；鋼軌質(zhì)量：79.6 kg/m;鋼軌橫斷面積A=102.33 cm2(根據(jù)現(xiàn)場鋼軌計算斷面)。

36 ℃～45 ℃溫差計算結(jié)果見表1。

表1 鋼軌溫差伸長量計算

2.2 鋼軌拉伸器選定

選用LG-900液壓鋼軌拉伸機(jī)、其性能為最高工作壓力:67 MPa,最大牽引力:900 kN，工作油缸最大行程:500 mm, 鎖緊形式:斜鐵夾緊機(jī)構(gòu)。完全滿足QU100A起重軌的鎖軌設(shè)備要求。

3 鎖軌施工工藝

采用0點應(yīng)力拉伸法進(jìn)行應(yīng)力放散，具體操作方法如下。

3.1 高速滑軌鋼軌應(yīng)力放散及鎖定施工流程及程序

施工流程：調(diào)查近期軌溫→檢測軌道狀態(tài)→設(shè)置位移觀測樁→標(biāo)記位移臨時觀測點→卸扣件，頂起鋼軌→撞軌，觀測臨時位移→記錄軌溫，拉軌→卸扣件落軌，鎖定鋼軌→鎖定焊接。

張拉程序：0→初應(yīng)力(0.1σcon，47 kN)(作伸長值標(biāo)記)→σcon(470 kN持續(xù)5 min、測伸長值)→錨固→回油到0(測總回縮量)(其他另見拉伸表，如回縮量超過1 mm，再次拉伸，保證理論伸長量)。

3.2 關(guān)鍵工序施工工藝

3.2.1施工準(zhǔn)備

1)通過現(xiàn)場調(diào)查了解近期軌溫的變化情況,決定應(yīng)力放散與線路鎖定的作業(yè)時間。按12 m間距支墊滾輪，使鋼軌與枕板上的摩擦阻力較小。

2)鋼軌充分伸直并有彈性震動情況下(用撞軌器竄動)，在鋼軌與枕板K0+000，K0+277.5(C006),K0+577.5(C011),K0+877.5(C016),K1+177.5(C021)處劃線以便量測拉伸長度(用石筆在鋼軌上和枕板上)。并分別觀察該處的軌溫記錄平均值。

3)在K0+800,K1+200兩處鋼軌安放兩臺撞軌器，在拉伸鋼軌前和拉伸過程中，輔以撞軌器向拉伸方向撞擊，并配以鐵錘布包裹錘頭敲擊鋼軌軌腰，使鋼軌在拉伸時均勻伸長。

3.2.2鋼軌張拉鎖定步驟

2)先進(jìn)行預(yù)拉伸拉直鋼軌并檢查是否有扣板或夾板影響鋼軌自由伸縮的地方，使鋼軌處于充分自由伸縮狀態(tài)(理論狀態(tài))。

3)來回3次拉動鋼軌,鋼軌與滾輪之間的摩擦阻力已基本被克服,使鋼軌內(nèi)部處于拉應(yīng)力狀態(tài)。在第三次拉伸時測量軌溫確定最終拉伸長度。

4)兩臺撞軌器先撞擊鋼軌使鋼軌自由伸長，使鋼軌不再伸長時(開始測各點的軌溫，確定鋼軌的平均溫度，計算鋼軌的理論與設(shè)計的伸長量)，并開始拉伸到設(shè)計軌溫伸長量持荷，用撞軌器再次撞擊套包帶動鋼軌向拉伸移動，使鋼軌在拉伸過程中基本趨于均勻不再伸長趨于穩(wěn)定(鋼軌發(fā)生彈性震動不在伸長)，停止撞軌。

5)觀測鋼軌拉伸過程中每個觀測點的位移量，當(dāng)鋼軌拉伸量達(dá)到計算要求拉伸長度時，停止拉軌(如個別點未達(dá)到位移量時，進(jìn)行撞軌使之達(dá)到設(shè)計值)，取出鋼軌下面的滾輪，從距拉伸端7 m向被拉伸方向鎖定60對扣板，然后伸縮器回油觀測拉伸端鋼軌是否有回縮量。如果有回縮量，就重新拉伸并增加鎖定扣件數(shù)量，直至伸縮器回油后鋼軌沒有回縮量為止，拆除拉伸器。使錨固端起點7 m處于無應(yīng)力狀態(tài)(理論值)，進(jìn)行與錨固器焊接。

6)在完成起點60對扣板鎖定后，依次鎖定扣件組，鎖定順序按照先1/2全長、1/4全長、1/8全長、1/16全長的順序從軌道中部向兩端進(jìn)行。待起點焊接完成后，松開所有扣板使1 500 m鋼軌的應(yīng)力趨于均勻，處于兩端鎖定中間自由狀態(tài)。開始再次粗調(diào)鋼軌，精調(diào)結(jié)束后用公斤扳手根據(jù)設(shè)計提供扣壓力擰緊扣板。

7)拆除鋼軌拉伸機(jī)，并轉(zhuǎn)移同線另一根鋼軌上進(jìn)行應(yīng)力放散和鎖定(溫度允許的情況下，也可以在第二天同一時間進(jìn)行)。焊接錨固鋼板與鋼軌。

8)注意實際軌溫,若此時軌溫正好符合設(shè)計鎖定軌溫48 ℃,則先拉伸200 kN力來回三次，并提高3 ℃鎖定鋼軌。若此時軌溫低于設(shè)計鎖定軌溫48 ℃,記錄軌溫,計算拉伸量進(jìn)行拉軌,并現(xiàn)場測量鋼軌的實際拉伸量(第3次),與計算拉伸量比較，當(dāng)拉伸量和拉力不相符時應(yīng)以拉伸量為準(zhǔn)，并進(jìn)行超拉伸。

翻譯單位包含音位、詞素、詞、詞組、句子和話語[7]。單位轉(zhuǎn)換（等級轉(zhuǎn)換）指的是翻譯過程中，由于語言結(jié)構(gòu)的差異，當(dāng)在譯語中無法找到與原語同級的等值對應(yīng)時，譯者可在其他等級中選擇與原語匹配度最高的翻譯單位，以符合目標(biāo)語表達(dá)方式。單位轉(zhuǎn)換可謂是實現(xiàn)從形合的英語到意合的漢語的絕佳途徑。

4 突發(fā)事件風(fēng)險分析和預(yù)防

為確保正常施工，預(yù)防突發(fā)事件以及某些預(yù)想不到的、不可抗拒的事件發(fā)生，事前有充足的技術(shù)措施準(zhǔn)備、搶險物資的儲備，最大程度地減少人員傷亡、國家財產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失，必須進(jìn)行風(fēng)險分析和預(yù)防。

4.1 突發(fā)事件、緊急情況的風(fēng)險分析

根據(jù)本工程施工情況，在辯識、分析評價施工中危險因素和風(fēng)險的基礎(chǔ)上，確定本工程重大危險因素是鋼軌錨固過程中拉伸斷軌、高處墜落、觸電、火災(zāi)等。在工地已采取機(jī)電管理、安全管理各種防范措施的基礎(chǔ)上，還需要制定架鋼軌錨固過程中拉伸斷軌的應(yīng)急方案,具體如下：假設(shè)鋼軌錨固過程中拉伸可能斷軌；假設(shè)鋼軌錨固過程中拉伸千斤頂失靈，拉伸操作人員違章作業(yè)，可能造成鋼軌超拉伸等。

4.2 突發(fā)事件的風(fēng)險預(yù)防措施

鋼軌拉伸安全技術(shù)要求。

4.2.1拉伸前的準(zhǔn)備工作

1)拉伸區(qū)域設(shè)置明顯的安全標(biāo)志，禁止非工作人員進(jìn)入。

2)操作司機(jī)須經(jīng)安全培訓(xùn)、考核合格，身體健康，并定人定崗。

3)電器設(shè)備符合用電規(guī)范,做到一機(jī)一閘一保護(hù),線路完好無破損。

4)檢查拉伸設(shè)備完好,高壓泵與千斤頂之間的所有連接點紫銅管的喇叭是否完好無損，螺絲是否擰緊。

4.2.2拉伸作業(yè)實施

1)參加拉伸的人員穿戴好勞動防護(hù)用品，特別要戴好防護(hù)眼鏡、安全帽，以防高壓油泵破裂噴油傷眼、傷人。操作人員站立位置安全，有回旋余地。

2)拉伸時要緩慢均勻加壓，以免發(fā)生誤差。

3)千斤頂操作人員要注意保持千金頂水平狀態(tài)，待受力后方可松開，以防受力時千斤頂偏移滑絲。加壓時，高壓油泵操作人員注意與千斤頂操作人員保持聯(lián)系，避免過快或不協(xié)調(diào)致失誤。

4)拉伸時千斤頂后方不得站人，不得在有壓力的情況下旋轉(zhuǎn)拉伸工具的螺絲或油管接頭。

5)拉伸時如遇臨時停電，要立即拉閘斷電，以防突然來電發(fā)生危險。

5 結(jié)語

軌道工程施工證明，長鋼軌低溫鎖軌施工技術(shù)滿足無縫線路鋼軌放散錨固的質(zhì)量要求，對后續(xù)的同類工程施工具有指導(dǎo)意義。該項技術(shù)不僅保證了施工質(zhì)量，而且在促進(jìn)施工進(jìn)度、節(jié)約了工程造價等方面都有重要意義。