孫 勇
(中鐵二十局集團第四工程有限公司,廣西 玉林 537000)
新建玉林至鐵山港鐵路工程自黎湛線玉林II場起至地方鐵路鐵山港直線TDK3+700結束,全長131.434km,設計為國鐵I級,單線電氣化鐵路,設計時速160km/h,正線軌道按重型軌道和一次鋪設跨區(qū)間無縫線路設計。
應力放散就是將積累在單元軌節(jié)內的溫度力,通過拉伸器、滾筒、撞軌器、大錘等工具使其得到釋放,達到無應力狀態(tài)或設計鎖定軌溫并鎖定的施工方法。應力放散及鎖定作業(yè)前,先用接觸焊現(xiàn)場將單元軌節(jié)焊接。除此之外,還要做好軌道狀態(tài)的檢測,包括軌道面、軌道枕下道床等相關的所有狀態(tài)都要進行全面檢測,以確保軌道線路的狀態(tài)足夠穩(wěn)定,可以進行應力放散作業(yè)。還要對軌道近期的溫度變化情況進行調查,總結其變化規(guī)律,以便于確定最佳的應力放散作業(yè)時間。在做好調查工作的基礎上,根據(jù)施工設計的相關要求,設置一定的位移觀測樁,并做好編號,便于統(tǒng)計管理。
(1)當施工時鋼軌的溫度低于設計鎖定軌溫范圍時,采用“綜合法(拉伸器滾筒法)”進行施工。該方法是利用鋼軌拉伸器和撞軌器配合作用,通過均勻拉伸長軌條,以提高它的零應力軌溫,使鎖定軌溫一步到位的方法。拉伸長軌條時,要做到勻、準、夠。
(2)解除本次待放散單元軌條和上次已放散線路末端25~75m長度范圍內的所有扣件。抬起鋼軌,每隔12.5m(即20根軌枕)在軌底墊一個滾筒,使鋼軌達到自由伸縮狀態(tài)。
(3)將撞軌器均勻放置在所要放散的單元軌條中,用撞軌器沿放散方向撞擊鋼軌數(shù)次,同時用手錘敲擊鋼軌軌腰,使鋼軌能夠自由伸縮,當鋼軌位移發(fā)生反彈且各點位移變化均勻時,則視為鋼軌達到自由伸縮狀態(tài),此時停止撞軌;否則,應檢查滾筒有無傾斜、脫落,鋼軌有無落槽及撞擊力不夠等現(xiàn)象。
(4)確定待放散線路鋼軌的長度,并每隔100m左右設1處臨時位移觀測點,在各觀測點上做出拉伸位移的零點標記。
(5)測量此時軌溫,根據(jù)此時軌溫與計劃鎖定軌溫之差計算拉伸量、以及鋸軌量和放散量:
① 計算拉伸量:
式中:
△L——拉伸量(mm);
α—鋼軌線膨脹系數(shù),α=0.0118;
L—單元軌條的放散長度 (m),為放散單元軌條與已鎖無縫線路末端所拆扣件長度(25~75m)之和;
Ts——計劃鎖定軌溫 (℃);
TsJ—鋼軌的實際軌溫 (℃)。
② 鋸軌量:
式中:Lf——長軌處于自由狀態(tài)時,長軌末端與下一個單元軌條始端的搭接量( mm)。無搭接時取正,搭接時取負。
△L y——預留軌縫(一般取8~10mm)。
△L':如計算出為正值則需鋸軌,如計算出為負值則不需鋸軌。
③ 放散量的計算:
式中:
ΔL—放散量(mm);
α—鋼軌線膨脹系數(shù),α=0.0118;
L—需要放散應力的鋼軌長度(m);
t1—鋼軌的設計鎖定軌溫(℃);
t2—作業(yè)時軌溫(℃)。
(6)安裝拉伸器,利用拉伸器、撞軌器和手錘共同作用,按計算量△L拉伸鋼軌,拉伸量達到預定長度后,此時撞軌器仍然繼續(xù)撞軌,當各觀測點處出現(xiàn)反彈量(應力放散已均勻),立即停止撞軌,并收集各臨時觀測點位移量,如呈線性關系,則表明已放散均勻,可進行下道工序。如非線性關系,應檢查鋼軌、滾筒有無異常,對異常處進行處理,并進行敲軌和撞軌后使各觀測點位移量呈線性關系。
圖1 滾筒放散法施工工藝流程圖
(7)鎖定鋼軌,進行鎖定焊焊接。
①根據(jù)已拉伸好的鋼軌搭接量,對待焊鋼軌進行鋸切,鋸切原則為予留搭接量30mm,以滿足焊機燒化和頂鍛量的需要。
②在距焊縫75~80m處,用起道機將待焊鋼軌向外頂出曲線,至兩待焊軌接頭無縫。
③用焊軌機將兩待焊軌夾住,對好接頭后起動焊軌機開始焊軌,同時撤出前方起道機。
④焊接完畢后,讀取所測長軌軌溫,并做好記錄。
⑤待焊接接頭溫度低于500℃后,對焊接接頭進行正火處理。
⑥正火后焊接接頭溫度低于200℃后,對焊縫進行打磨處理,焊縫溫度低于50℃后對焊縫進行超聲波探傷檢驗,并認真填寫各類記錄表格。
(8)迅速上好距單元軌條末端25~75m范圍內的全部扣件,并進行合攏口,此時視為長軌已鎖定。同時將作業(yè)人員均布在放散長軌范圍內,由兩端向中間“隔二上一”上緊扣件。
(9)焊接工作完成后,待焊縫冷卻,約20min后在對焊縫兩邊的扣件進行安裝。撤除后根據(jù)拉伸的實際長度和拉伸時的軌溫,換算出本單元軌條的實際鎖定軌溫值,填入記錄表。
(10)當扣件“隔二上一”上完后,進行另一股鋼軌的放散作業(yè),待本單元軌條全部放散完后,補齊所有扣件。
(11)做好位移觀測標記,讀取并記錄初讀數(shù)。
(1)測量軌溫,當軌溫在鎖定范圍內時采用“滾筒放散法”。其施工流程為:
(2)解除本次待放散單元軌條和上次已放散線路末端25~75m長度范圍內的所有扣件。抬起鋼軌每隔12.5m(即20根軌枕)在軌底墊一個滾筒,并撞擊鋼軌,使鋼軌達到自由伸縮;
(3)確定待放散線路鋼軌的長度,并每隔100m左右設1處臨時位移觀測點;
(4)將撞軌器均勻放置在所要放散的單元軌條中,用撞軌器沿放散方向撞擊鋼軌,同時用手錘敲擊鋼軌軌腰,使鋼軌能夠自由伸縮,嚴禁敲擊軌頭及軌頂面,觀測各點的位移量變化情況。當鋼軌位移發(fā)生反彈且各點位移變化均勻時,則視為鋼軌達到自由伸縮狀態(tài),此時停止撞軌;否則,應檢查滾筒有無傾斜、脫落,鋼軌有無落槽及撞擊力不夠等現(xiàn)象;
(5)鋼軌應力放散均勻后撤掉滾筒,使長軌平穩(wěn)地落入承軌槽內,同時檢查橡膠墊,有錯位的進行糾正;
(6)作業(yè)人員均布在進行應力放散長軌范圍內,由兩端向中間“隔二上一”上緊距單元軌條末端25m~75m范圍內的扣件,待全部扣件上完,并上緊無孔鋼軌接頭,此時視為長軌已鎖定。測量并記錄上扣件開始和結束時的軌溫,取其平均值作為實際鎖定軌溫填入記錄表中。
迅速上好距單元軌條末端25~75m范圍內的全部扣件,并上緊無孔鋼軌接頭,此時視為長軌已鎖定。測量并記錄軌溫。同時將作業(yè)人員均布在放散長軌范圍內,由兩端向中間“隔二上一”上緊扣件;
(7)當扣件“隔二上一”上完后,進行另一股鋼軌的放散作業(yè),待本單元軌條兩根鋼軌全部放散完后,補齊所有扣件;
(8)做好位移觀測標記,讀取并記錄初讀數(shù)。
在本工程的施工中,為了保證施工質量,應該在施工中特別注意以下幾項內容。首先是要確保應力放散鎖定之間,軌道以及道床的所有力學參數(shù)均處于穩(wěn)定狀態(tài),且軌道的各項狀態(tài)指標均符合相關規(guī)定的要求,還要確保位移觀測樁的設置符合設計要求。其次是單元軌節(jié)的長度應控制在1200-1500m,即使是在末端,最短也不得低于200m,以免影響無縫線路施工質量。最后,對無縫線路鎖定軌溫的測定應盡可能的精準,將誤差控制在允許范圍內,以便于確定最佳的軌溫鎖定范圍,保證應力放散鎖定的施工質量。
綜上所述,在玉鐵鐵路的無縫線路施工中,要想做好應力放散工作和線路鎖定工作,就必須要做好施工組織工作,合理安排工藝流程,嚴格要求施工人員按照規(guī)定操作,確保各道工序之間能夠互相配合,順利施工。本工程中所采用的施工技術方法取得了很好的施工效果,可以為今后其他同類工程施工提供借鑒。
[1]TB 10082—2005,鐵路軌道設計規(guī)范[S].
[2]TZ 201—2008,鐵路軌道工程施工技術指南[S].
[3]TB 10413—2003,鐵路軌道工程施工質量驗收標準[S].