滾筒拉伸綜合法在小半徑無縫線路應(yīng)力放散中的應(yīng)用

成寶利

中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，中國(guó)·陜西 西安710021

綜合法；超小半徑；應(yīng)力放散；應(yīng)用

1 引言

隨著中國(guó)鐵路建設(shè)的迅猛發(fā)展，無縫線路就是把100m長(zhǎng)的鋼軌在焊軌工廠用氣壓焊或接觸焊的辦法焊成500m的長(zhǎng)軌，然后運(yùn)到鋪軌地點(diǎn)，再焊接成1000m 到2000m的長(zhǎng)軌，最后再將長(zhǎng)軌焊成通長(zhǎng)的區(qū)間線路。無縫線路有一個(gè)重要特點(diǎn)，軌條長(zhǎng)度隨著溫度的變化而發(fā)生改變，但是，在扣件的約束下，無法進(jìn)行自由伸縮，進(jìn)而在內(nèi)部產(chǎn)生巨大溫度應(yīng)力。為了更好的保障無縫線路的穩(wěn)定與強(qiáng)度，必須充分掌握軌條溫度應(yīng)力及其變化規(guī)律。通過應(yīng)力放散，進(jìn)一步消除溫度對(duì)線路的影響，最大限度的保障線路的穩(wěn)定性能。[1,2]

2 無縫線路應(yīng)力放散的含義與作用

隨著鋼軌軌溫上升，鋼軌就會(huì)伸長(zhǎng)，在有限區(qū)間內(nèi)進(jìn)而需要釋放溫度壓力，縮短鋼軌長(zhǎng)度；隨著鋼軌軌溫下降，鋼軌就會(huì)縮短，在有限區(qū)間內(nèi)進(jìn)而需要釋放溫度壓力，伸長(zhǎng)鋼軌長(zhǎng)度。應(yīng)力放散和鎖定是將已經(jīng)達(dá)到初期穩(wěn)定狀態(tài)的線路，重新松開扣件、起升鋼軌、墊上滾筒使鋼軌處于自由伸縮狀態(tài)或自由伸縮后再?gòu)?qiáng)制拉伸，放散掉鋼軌內(nèi)的附加應(yīng)力和溫度力，在鋼軌處于設(shè)計(jì)鎖定軌溫時(shí)的“零”應(yīng)力狀態(tài)下，將線路鎖定完成無縫線路的過程。

無縫線路應(yīng)力放散是釋放溫度應(yīng)力的過程，使鋼軌鎖定溫度變得更加合理，進(jìn)而緩解鋼軌所承擔(dān)的溫度應(yīng)力。通過應(yīng)力放散，盡可能避免無縫線路鋼軌拉斷、跑道以及脹軌等問題。

3 小半徑無縫線路應(yīng)力放散的特點(diǎn)

在800m 及以下小半徑線路應(yīng)力放散過程中，鋼軌將偏移至螺旋道釘，在鎖定鋼軌時(shí)將人工撥移鋼軌，導(dǎo)致鋼軌實(shí)際伸長(zhǎng)值較理論伸長(zhǎng)值大，在超小半徑線路上尤其明顯，從而使理論鎖定軌溫與實(shí)際鎖定軌溫發(fā)生偏差，不能準(zhǔn)確記錄鎖定軌溫，為線路維護(hù)帶來一定影響；同時(shí)由于鋼軌與螺旋道釘?shù)哪Σ粒l(fā)生超小半徑段鋼軌理論伸長(zhǎng)值與實(shí)際伸長(zhǎng)值不一致的情況，從而導(dǎo)致應(yīng)力放散不均勻，為線路穩(wěn)定和強(qiáng)度留下隱患。施工過程中存在道釘絲扣損壞的情況，從而加大修建成本。

4 無縫線路應(yīng)力放散的方法和優(yōu)缺點(diǎn)

無縫線路應(yīng)力放散的常見方法有滾筒自由放散法、列車碾壓法、滾筒拉伸綜合法。滾筒自由放散法通暢適用于道岔和新建區(qū)間平直線路應(yīng)力放散，優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備少、操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是作業(yè)軌溫控制難、可作業(yè)時(shí)間短。列車碾壓法一般適用于既有維修時(shí)應(yīng)力放散，優(yōu)點(diǎn)是不用中斷行車、施工簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是作業(yè)軌溫控制難、放散不徹底不均勻。滾筒拉伸綜合法適用于新建區(qū)間線路應(yīng)力放散，優(yōu)點(diǎn)是可作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、放散徹底均勻，缺點(diǎn)是設(shè)備相對(duì)較多。[3]

5 小半徑無縫線路應(yīng)力放散施工

對(duì)于800m 及以下小半徑無縫線路應(yīng)力放散，選用滾筒拉伸綜合法，同時(shí)對(duì)鋼軌橫向偏移進(jìn)行輔助。結(jié)合某聯(lián)絡(luò)線600m 半徑左轉(zhuǎn)曲線和右轉(zhuǎn)曲線交接段應(yīng)力放散施工將超小半徑無縫線路應(yīng)力放散工藝介紹如下。[4,5]

5.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備—→拆扣件—→墊滾筒—→安裝橫移限位滾輪—→安裝撞軌器—→敲擊或撞軌使鋼軌處于自由伸縮狀態(tài)—→每隔100米設(shè)1個(gè)臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)記—→測(cè)軌溫計(jì)算各點(diǎn)拉伸量—→拉伸并用撞軌器撞擊、觀測(cè)各點(diǎn)位移量—→各點(diǎn)位移達(dá)到放散要求后拆滾筒—→上扣件（隔二上一）、拆除橫移限位滾輪—→上完所有扣件—→作位移觀測(cè)標(biāo)記。

5.2 施工方法

（1）清理道床，散布滾筒、橫移限位滾輪，分散撞軌器，預(yù)安裝拉伸器。

（2）根據(jù)所放散軌條長(zhǎng)度，在線路應(yīng)力放散前，設(shè)置位移觀測(cè)樁，并進(jìn)行編號(hào)。單元軌條長(zhǎng)度大于1200m 時(shí)，設(shè)置7 對(duì)位移觀測(cè)樁（單元軌條起、訖點(diǎn)，距單元軌條起、訖點(diǎn)100m 及400m和單元軌條中點(diǎn)各設(shè)置1 對(duì)）；單元軌條長(zhǎng)度不大于1200m 時(shí)，設(shè)置6 對(duì)位移觀測(cè)樁（單元軌條起、訖點(diǎn)，距單元軌條起、訖點(diǎn)100m 及400m 各設(shè)置1 對(duì)）。

（3）拆除或松開放散范圍內(nèi)（通常為1000～2000米，不短于200米）的全部扣件。

（4） 固定長(zhǎng)軌條的一端（39米范圍螺栓擰緊或與相鄰長(zhǎng)軌條焊接）；另一端與長(zhǎng)鋼軌接頭處留出空擋（一根長(zhǎng)軌單獨(dú)向一段拉伸）。

（5）起高長(zhǎng)鋼軌，每6-8米墊入滾筒，鏟下軌底膠墊。

（6）在小半徑段的曲線內(nèi)側(cè)安裝與軌距擋板相對(duì)應(yīng)半徑的橫向限位滾筒，滾筒中空可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒安于螺旋道釘上。

（7）用橡膠錘敲擊鋼軌，使鋼軌處于自由伸縮狀態(tài)；或采用撞軌器反向撞軌，使鋼軌恢復(fù)自由狀態(tài)，同時(shí)檢查軌條四周有無附加應(yīng)力。

（8）使用直角尺，每隔100m 設(shè)置1個(gè)臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)記，以便檢查應(yīng)力放散是否均勻。

（9）根據(jù)多點(diǎn)所測(cè)軌溫，計(jì)算各觀測(cè)點(diǎn)鋼軌實(shí)際需要的拉伸值。

（10）實(shí)施拉伸，在拉伸器發(fā)揮作用的同時(shí)，用撞軌器撞擊夾具，促使長(zhǎng)鋼軌在振動(dòng)下自由伸縮。

（11）一邊拉伸和撞軌時(shí)，一邊觀察所需拉伸值的余量；端頭到位后，檢查各點(diǎn)的位移量是否到位，以檢驗(yàn)拉伸是否均勻。如拉伸一端的位移量已經(jīng)到位，而遠(yuǎn)離拉伸器的位移量尚未到位，使用撞軌器繼續(xù)撞擊，促其到位。

（12）各測(cè)點(diǎn)的位移量均已到位后，撤出滾筒，落下長(zhǎng)軌條；靠近拉伸器50-100米拉伸段軌枕扣件全部上緊后，撤除拉伸器。

（13）小半徑段落采用隔二上一的方式上緊扣件，逐個(gè)拆除橫向限位滾輪，其后緊跟上緊扣件。

（14）補(bǔ)齊扣件，標(biāo)記位移觀測(cè)“零”點(diǎn)。

（15）單股放散結(jié)束后立即測(cè)定軌溫，填寫“長(zhǎng)鋼軌應(yīng)力放散技術(shù)資料表”。在左右股溫差不超過3℃時(shí)，再進(jìn)行另一股長(zhǎng)軌放散鎖定作業(yè)。

（16）將待放散的長(zhǎng)鋼軌與已放散長(zhǎng)鋼軌進(jìn)行焊接鎖定。

（17）在軌溫不超過5℃時(shí)，按以上步驟，進(jìn)行下一單元軌節(jié)應(yīng)力放散。

6 小半徑無縫線路應(yīng)力放散施工注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)力放散時(shí)滾筒間隔不宜過大，一般在6～8米，鋼軌目視平順。

（2）橫向限位滾筒間隔一般隔兩根軌枕安裝一個(gè)。

（3）考慮到單元軌節(jié)范圍內(nèi)的溫度變化、坡度及滾筒摩擦的影響，各觀測(cè)點(diǎn)的實(shí)際位移量與計(jì)算位移量偏差不得不大于2mm。

（4）敲擊鋼軌或撞軌器撞擊時(shí)應(yīng)盡量保持一致，使震動(dòng)達(dá)到最大；禁止用錘敲擊鋼軌軌頭，以防砸傷軌頭。

（5）各小段上扣件人員必須協(xié)調(diào)一致、緊張有序，在短時(shí)間內(nèi)迅速均勻上完扣件，上扣件前必須保證清除大膠墊上的碎石。

7 結(jié)語(yǔ)

無縫線路應(yīng)力放散情況關(guān)系到線路維修和運(yùn)營(yíng)安全，是一項(xiàng)涉及范圍廣、學(xué)科知識(shí)廣的系統(tǒng)性工程。無縫線路應(yīng)力放散過程中必須綜合考慮各方面因素，對(duì)一些線路狀況相對(duì)復(fù)雜的段落還必須加強(qiáng)應(yīng)力放散分析，查找處影響因素，對(duì)癥制定措施，更好的保障列車運(yùn)行安全。