既有鐵路成組更換重載道岔施工關(guān)鍵技術(shù)

熊正華/XIONG Zhenghua

（中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司，湖南 長沙 410000）

1 施工背景

道岔作為線路設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，歷來是線路病害的高發(fā)地段，僅通過對道岔設(shè)備進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)、清篩搗固往往無法滿足要求，對道岔設(shè)備進(jìn)行升級改造，成組更換重載道岔是最直接且長期有效的應(yīng)對手段。朔黃鐵路隨著2016 年3 月2 萬噸列車的開行及后期常態(tài)化運(yùn)行，運(yùn)量進(jìn)一步增加，由2016 年的27 247 萬噸增加到2022 年的34 021 萬噸。軸重大、高密度和運(yùn)量大導(dǎo)致線路道岔設(shè)備磨損嚴(yán)重，使2 萬噸徑路道岔基本軌、尖軌、轍叉及零配件等傷損遠(yuǎn)大于普通同型號道岔，道岔病害頻繁發(fā)生，增加了日常維修養(yǎng)護(hù)的工作量，加大了保障設(shè)備安全的難度，現(xiàn)有設(shè)備已無法滿足高運(yùn)量對設(shè)備的高負(fù)荷。因此，在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，對2 萬噸列車徑路設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)化，對既有普通道岔進(jìn)行升級改造迫在眉睫。重載道岔未換之前道岔常見病害主要有：橡膠墊板磨損、各部連接零配件傷損或折斷、軌件壓潰掉塊、導(dǎo)曲線上股鋼軌肥邊和磨損發(fā)展迅速，幾何尺寸難以保持，道岔養(yǎng)護(hù)周期縮短。

2 工程概況

更換肅寧北站道岔30 組，其中既有60kg/m鋼軌12 號混凝土枕單開道岔更換為重載道岔21組，既有75kg/m 鋼軌12 號混凝土枕單開道岔更換為重載道岔9 組。本工程工期緊、所有施工作業(yè)必須在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行。施工沿線為既有電氣化鐵路，既有設(shè)備、管線較多，集中分布在鐵路沿線，給施工帶來了很大的安全隱患，施工地段較長，牽涉到的專業(yè)、設(shè)備管理單位較多，對施工協(xié)調(diào)、施工安全提出了很高的要求。

3 成組更換重載道岔施工關(guān)鍵技術(shù)

在朔黃鐵路行車密度大，行車速度快的運(yùn)營線路上更換重量重的混凝土枕木重載道岔通常運(yùn)用整組成型道岔推移法進(jìn)行更換原有道岔。成組更換道岔施工工藝如圖1 所示。

圖1 成組更換重載道岔施工工藝流程

3.1 施工前期準(zhǔn)備

開工前需對施工地段進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查并做好記錄，針對各種不同問題研究提出各種不同的解決辦法。及時(shí)與朔黃鐵路各工隊(duì)、車站溝通，按照施工計(jì)劃向朔黃鐵路運(yùn)營部門報(bào)備。本工程為天窗要點(diǎn)施工，必須采取有效措施，做好現(xiàn)場施工防護(hù)，確保鐵路開通后運(yùn)營安全和現(xiàn)場施工安全，同時(shí)還要保證施工質(zhì)量和工程進(jìn)度。根據(jù)對現(xiàn)場情況的調(diào)查，按“先橫向后縱向，縱橫相結(jié)合”的原則選定推移方法。

3.2 重載道岔預(yù)鋪

人工進(jìn)行預(yù)鋪道岔作業(yè)，根據(jù)道岔圖紙各部分岔枕按編號順序擺放，在直股外側(cè)取齊。將墊板、滑床板、膠板按照道岔擺設(shè)圖擺放安裝到位，按順序?qū)⒌啦礓撥変佋O(shè)連接后安裝扣件。組裝完畢，及時(shí)進(jìn)行復(fù)測，首先進(jìn)行理論尺寸的核對，找出差異部分，進(jìn)行分析校對。提前配軌需結(jié)合現(xiàn)場溫度變化情況，按早、中、晚、夜間等時(shí)間段分別進(jìn)行測量，觀察各部分的長度變化，以便及時(shí)調(diào)整。

3.3 拆除舊道岔及道砟處理

天窗開通后，對原有的道岔及前后引軌部分軌道、電務(wù)設(shè)備等進(jìn)行拆除，并將拆除的道岔、枕木、鋼軌等物資設(shè)備移至制定的場地存放。舊道岔拆除后，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況添加新道砟更換不合格的舊道砟，將道床整平，確保道砟平整度符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

3.4 道岔橫移、縱移

采用50kg/m 鋼軌為滑軌，每條軌道下設(shè)1.5m 間距枕木垛并用道釘固定。一端與預(yù)放在道岔下的橫向滑軌用連接板進(jìn)行聯(lián)結(jié)牢固，另一端支撐在穩(wěn)固的枕木垛上，其間距、方向及穩(wěn)定性應(yīng)滿足要求，為道岔橫向移動提供安全可靠的條件，為避免軌道撓度過大，造成道岔橫向移動效率低，橫移道岔每組單開道岔采用滑軌、小滑車。

橫穿滑移的鋼軌，用均衡布置的液壓千斤頂頂起原有的道岔后，用提前準(zhǔn)備好的短枕木頭雙排交叉支墊原有道岔且支墊平穩(wěn)，再移出起道的千斤頂后，在道岔下方穿入重量為50kg/m 的鋼軌作為滑動鋼軌，滑軌的插入數(shù)量和每根滑軌的具體長度要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況來確定。同時(shí)要保證滑軌不得侵入臨近線路范圍內(nèi)?；廛壪蜣H叉位置第5 孔安裝1 根滑軌，之后，岔尖每間隔12孔安裝1 根滑軌和雙輪滑車，岔尾位置每隔8 孔安裝1 根滑軌，詳見圖2。

圖2 橫向?qū)к壊贾脠D

道岔縱移采用小滑車專用裝置，待軌排落位后，及時(shí)撤出，并運(yùn)回預(yù)鋪場地，及時(shí)撤出線路。

3.5 道岔就位及連接

道岔橫移就位后，同時(shí)打起道岔，支墊短枕木頭，撤出滑軌、臺車，道岔落位。調(diào)整道岔位置、方向，并與前后線路連接，使用夾板進(jìn)行連接。落位后利用液壓起道機(jī)初調(diào)大平，調(diào)整到位后開始進(jìn)行回填石砟作業(yè)?；靥詈蟊ＷC轉(zhuǎn)轍部分平整，避免影響大機(jī)搗固作業(yè)，利用挖機(jī)配合人工回填石砟，保障回填進(jìn)度，避免延誤時(shí)間。

3.6 應(yīng)力放散

更換道岔施工前，上行跨區(qū)間無縫線路應(yīng)對該咽喉區(qū)前后一定范圍內(nèi)長軌進(jìn)行應(yīng)力放散；更換道岔竣工前，上行按原標(biāo)準(zhǔn)或按設(shè)備管理單位要求標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)跨區(qū)間無縫線路，下行區(qū)間無縫線路按原標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)緩沖區(qū)，確保既有線路的安全和穩(wěn)定。

應(yīng)在設(shè)計(jì)的鎖定鋼軌溫度范圍之內(nèi)鎖定即將施工無縫線路，相鄰單元鋼軌之間鎖定軌溫的溫度差要控制在5℃以內(nèi)，相鄰股道之間的鎖定軌溫差也要控制在5℃以內(nèi)，且在同一區(qū)域內(nèi)不同單元鋼軌節(jié)的鎖定軌溫之差控制在10℃以內(nèi)。

將撞軌器安裝在單元鋼軌節(jié)的合適位置上，撞軌器連續(xù)撞擊需要應(yīng)力放散的鋼軌進(jìn)行應(yīng)力放散，應(yīng)力放散鋼軌的伸長量出現(xiàn)了反彈的狀況，就可以認(rèn)定鋼軌達(dá)到了內(nèi)部應(yīng)力為零的狀態(tài)。

3.7 配軌

首先進(jìn)行測量單元軌節(jié)的鋼軌溫度（包括前端、中端、末端），取3 個(gè)位置的平均值作為單元軌節(jié)的鋼軌溫度，計(jì)算鋼軌的拉伸量和鋸軌量。

配軌時(shí)項(xiàng)目部管理人員必須認(rèn)真測量、計(jì)算并多次校核后，向施工班組長進(jìn)行技術(shù)交底。施工班組長復(fù)核無誤后向操作人員下達(dá)鋸軌任務(wù)。配制好施工使用的鋼軌后，由現(xiàn)場作業(yè)人員及時(shí)用紅色的油漆在鋼軌上的醒目位置注明“鋼軌的長度、道岔型號、具體使用位置”等信息字樣，再組織施工人員將配制好的鋼軌挪到至使用的位置附近。在道岔施工的3 天前，根據(jù)天窗點(diǎn)的時(shí)間段，現(xiàn)場預(yù)測量鋼軌的溫度，計(jì)算出施工時(shí)應(yīng)該預(yù)留的鋼軌縫隙寬度。如果遇到溫度變化沒有規(guī)律，不能準(zhǔn)確預(yù)測預(yù)留的鋼軌縫隙寬度，就安排施工班組在施工當(dāng)天進(jìn)行鋼軌配制。

按照設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)鋼軌縫隙寬度。更換的重載道岔與既有道岔的岔心位置無變化，道岔落槽岔前定位后、再配軌連接。直股接頭安排專人進(jìn)行復(fù)緊。

3.8 后續(xù)工作

道岔橫移就位后，拆舊料人員去下組要更換的道岔做準(zhǔn)備，進(jìn)行備砟及拆除規(guī)矩拉桿作業(yè)。換軌人員調(diào)去對下組要更換的道岔進(jìn)行配軌核對，并將配軌撥移對位。

當(dāng)日成組更換道岔完畢后，先利用軟軸搗固機(jī)進(jìn)行初步搗固，然后道岔搗固車進(jìn)入施工區(qū)段進(jìn)行搗固作業(yè)。搗固作業(yè)時(shí)先搗直股、再搗曲股，作業(yè)人員保持與搗固車不小于5m 的安全距離。特殊地段可適當(dāng)增加搗固次數(shù)，確保施工地段搗固良好、滿足線路開通條件，大機(jī)搗固完成后，對缺砟位置進(jìn)行補(bǔ)砟并整修道床。大機(jī)搗固之后，對道岔進(jìn)行回檢，利用小蜜蜂搗固機(jī)對部分搗固不充分的位置進(jìn)行再次搗固，確保線路軌距、水平等幾何尺寸符合要求。

3.9 銷點(diǎn)開通

施工完成后，現(xiàn)場管理人員和工務(wù)段一起對施工封鎖范圍內(nèi)的鐵路線路、施工道岔、施工現(xiàn)場的材料堆放與線路限界等進(jìn)行仔細(xì)的檢查確認(rèn)，確保達(dá)到列車放行條件后向車站申請銷點(diǎn)，辦理銷記手續(xù)，同時(shí)通知施工現(xiàn)場撤除防護(hù)，開通放行列車。

4 施工控制要點(diǎn)

1）對鋼軌組件和零部件進(jìn)行有效防護(hù)，不能錘擊鋼軌，防止其產(chǎn)生變形或損壞。

2）道岔尖軌和道岔的基本鋼軌組件所安裝的墊板因安裝、拆卸、挪移時(shí)而導(dǎo)致的偏離設(shè)計(jì)岔枕間距，須將墊板調(diào)整到設(shè)計(jì)間距標(biāo)記的位置上。

3）彈性夾采用專用工具安裝，安裝時(shí)不得損壞滑床臺板上表面。彈條T 形螺栓安裝到位時(shí)應(yīng)該是豎直的。

4）電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備零部件的防腐層鋪設(shè)過程中不應(yīng)破壞，如出現(xiàn)防腐層失效應(yīng)及時(shí)處理。

5）岔枕的起道高度不宜大于5cm，每次起道施工后枕木頭外邊應(yīng)有充足的道碴，以確保道岔整體穩(wěn)定性良好。枕木的撥道量不宜大于5cm，道床中心與線路設(shè)計(jì)中心偏差不宜大于3cm。

6）絕緣接頭兩側(cè)采用絕緣軌距塊。

7）道岔絕緣位置的設(shè)置，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)線路實(shí)際使用情況，確定道岔接頭螺栓孔的鉆制。

5 重載道岔與普通道岔對比優(yōu)點(diǎn)

1）普通道岔允許軸重25t，允許通過速度直向90km/h，側(cè)向40km/h；重載道岔允許軸重27t，允許通過速度直向重載貨物列車（牽引質(zhì)量8 000t 及以上或27t 軸重）100km/h，其他貨物列車120km/h，側(cè)向45km/h。

2）重載道岔產(chǎn)品采用了先進(jìn)的相離單圓曲線線型及刨切基本軌加厚尖軌技術(shù)，在基本軌和尖軌秘貼段將基本軌工作邊一側(cè)刨切5mm 以增加尖軌厚度，尖軌長度由14 211mm 變?yōu)?5 445mm，尖軌刨切長度的增加減小了沖擊角，延長尖軌使用壽命。

3）混凝土岔枕性能提升，普通道岔岔枕底寬300mm、頂寬260mm、高220mm，重載道岔岔枕底寬310mm、頂寬260mm、高230mm，岔枕底寬與高度的增加，提升了承載與抗彎能力。

4）重載道岔采用岔枕上預(yù)埋鐵座代替預(yù)埋尼龍?zhí)坠艿穆?lián)結(jié)方式，大大提高了扣件承受列車橫向載荷能力；采用彈性分開式彈條Ⅱ型扣件系統(tǒng)取代傳統(tǒng)分開式Ⅱ、Ⅲ型彈條扣件，改善了受列車沖擊易出現(xiàn)彈簧墊圈傷損、立螺栓及鐵墊板等折斷等病害產(chǎn)生。

5）采用心軌加寬技術(shù)，單側(cè)加寬4mm，查照間隔調(diào)整為不小于1 388mm，心軌的加寬有效降低了轍叉心軌壓潰、掉塊等傷損病害發(fā)生。

6）道岔滑床板、護(hù)軌墊板內(nèi)側(cè)采用彈性夾扣壓結(jié)構(gòu)，如圖3 所示。整組道岔的剛度更為合理，使用專用工具拆、裝，較原有彈片扣壓拆卸更為便捷，更換基本軌時(shí)省時(shí)省力，同時(shí)解決了原有彈片竄動、折斷、泥沙進(jìn)入縫隙不易取出，銷釘銹蝕不易取出等困難。

圖3 彈性夾扣壓基本軌

7）頂鐵螺母的外邊使用彈簧墊圈加防轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)形式由鋼軌墊圈、豎向插入式的防轉(zhuǎn)片、開口插銷組成，如圖4 所示。鋼軌墊圈密貼鋼軌中間進(jìn)行安裝，再進(jìn)行擰緊螺母。豎向插入式防轉(zhuǎn)動片向下插入鋼軌墊圈的槽口內(nèi)與螺母外面相互一起配合，限制了安裝螺母的轉(zhuǎn)動，能有效防止螺母松動。

圖4 改進(jìn)后的螺栓裝置

8）轉(zhuǎn)轍器跟端采用大位移量限位器，子母塊間隙15mm，限位器子母塊設(shè)有防轉(zhuǎn)臺，螺母設(shè)有角梅花防松帽及開口銷，限制螺母轉(zhuǎn)動，防止松動。

9）彈條、螺母、軌距塊、限位板、T 型螺栓均采用防腐材質(zhì)，有效解決重車線機(jī)車撒沙嚴(yán)重，造成扣配件腐蝕。

10）滑床板采用特殊材質(zhì)，防銹處理，光滑度的提高，使道岔扳動轉(zhuǎn)換阻力減小，解決了道岔轉(zhuǎn)換刨切部分密貼，尖軌后部段不到位靜態(tài)小軌距及頂鐵假離縫病害，減少道岔故障率，特殊材質(zhì)相對原有滑床板更為耐磨，降低了滑床板磨耗速度。

6 結(jié)語

重載道岔幾何尺寸變化較緩，聯(lián)結(jié)零配件及鋼軌傷損率低，在線運(yùn)行狀態(tài)較好，各種綜合病害率明顯低于普通道岔。重載道岔相對于既有普通道岔而言，使用壽命更長，維修工程量更小，綜合性價(jià)比更高，更適應(yīng)于重載鐵路發(fā)展趨勢。重載道岔的應(yīng)用能可靠、有效的保障鐵路既有線運(yùn)輸安全，對重載鐵路的運(yùn)營通暢和降低運(yùn)營過程中的維護(hù)成本具有重要的意義。