牟廣富/中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司

無縫線路鋼軌應(yīng)力放散與鎖定施工技術(shù)

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無縫線路的應(yīng)力放散與鎖定，就是要把在沒有允許鎖定軌溫范圍以內(nèi)鎖定的無縫線路，以及在運(yùn)營(yíng)中鎖定軌溫發(fā)生了變化的無縫線路，通過應(yīng)力放散或調(diào)整鎖定軌溫，重新準(zhǔn)確地設(shè)定在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)，保證鋼軌在鎖定軌溫下達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)。

無縫線路；應(yīng)力放散；鎖定軌溫；鋼軌位移

前言

無縫線路是將許多根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼軌焊接成相當(dāng)長(zhǎng)度的軌條并鋪布在軌枕上的 線路，是鐵路軌道現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，經(jīng)濟(jì)效益顯著。不論是鐵路線路還是地鐵線路，鋼軌接頭都是線路的薄弱環(huán)節(jié)，由于軌縫的存在，列車通過時(shí)會(huì)發(fā)生沖擊和振動(dòng)，這種沖擊力影響列車的平順和旅客的舒適，并促使道床硬結(jié)、溜坍、混凝土軌枕損壞破裂等危害，加速鋼軌和聯(lián)接零件的磨耗和損傷。由于受施工季節(jié)和施工條件的限制,鋪設(shè)無縫線路時(shí),往往不能在設(shè)計(jì)鎖定軌溫進(jìn)行鎖定,這給維修養(yǎng)護(hù)工作帶來很多困難。如鎖定軌溫偏低,不僅維修養(yǎng)護(hù)工作受到許多限制,而且高溫時(shí)鋼軌受到很大的溫度壓力,加之長(zhǎng)鋼軌不均勻爬行造成“應(yīng)力集中”,就有脹軌跑道的危險(xiǎn);反之如鎖定軌溫偏高,低溫時(shí)鋼軌受到很大的拉力,線路不均勻爬行后,某些地段拉應(yīng)力增大,溫度拉力與爬行附加拉力合在一起,容易拉斷螺栓或引起鋼軌折斷。針對(duì)無縫鋼軌鋪設(shè)時(shí)存在的問題，本文以新建吉圖至琿春鐵路站線鋪軌工程為背景，開展了溫度應(yīng)力式無縫線路，無縫線路應(yīng)力放散和調(diào)整施工技術(shù)研究，可以使無縫線路內(nèi)部應(yīng)力均勻，高溫不脹軌，低溫不斷軌。

一、方案確定

線路鎖定前對(duì)線路進(jìn)行綜合質(zhì)量檢查，包括軌道幾何尺寸、道床參數(shù)等，確認(rèn)其滿足設(shè)計(jì)文件和規(guī)范要求。采用滾筒放散法和綜合放散法，消除鋼軌內(nèi)部應(yīng)力，直至鋼軌內(nèi)部應(yīng)力為零。當(dāng)軌溫處于鎖定軌溫范圍時(shí)落軌鎖定，當(dāng)軌溫低于鎖定軌溫時(shí)，用單元軌節(jié)兩端的拉軌器將單元軌節(jié)拉伸至鎖定軌溫時(shí)的長(zhǎng)度，然后落軌鎖定，作零點(diǎn)位移標(biāo)記。

（一）一端放散

一端放散是最常用的放散方式，以一個(gè)單元軌節(jié)為單位，長(zhǎng)度約1～1.5km，長(zhǎng)度過長(zhǎng)的話應(yīng)力很難均勻。一端放散施工方法見圖1所示。

圖1 無縫線路一端放散法施工示意圖

(二)兩端放散

兩端放散法多用在獨(dú)立單元軌節(jié)，作業(yè)相對(duì)復(fù)雜，一般條件下不采用。如果兩端有緩沖區(qū)，可同時(shí)治理爬行，對(duì)緩沖區(qū)軌縫進(jìn)行調(diào)整。兩端放散施工方法見圖2所示。

圖2 無縫線路兩端放散法施工示意圖

二、道岔應(yīng)力放散及鎖定施工技術(shù)

當(dāng)實(shí)際軌溫在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)，放散時(shí)將彈條扣件拆除，讓鋼軌屬于自由狀態(tài)，利用錘擊敲打鋼軌，使鋼軌自由伸縮，待鋼軌充分回彈后，即鋼軌內(nèi)應(yīng)力達(dá)到零應(yīng)力然后迅速鎖定道岔。

（一）設(shè)置位移觀測(cè)樁

位移觀測(cè)樁應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置，應(yīng)設(shè)置齊全，牢固可靠，易于觀測(cè)。單元軌節(jié)起訖點(diǎn)的位移觀測(cè)樁易與單元軌節(jié)焊接接頭對(duì)應(yīng)，縱向相錯(cuò)量不得大于30m。長(zhǎng)軌條應(yīng)在起訖點(diǎn)、距長(zhǎng)軌條起訖點(diǎn)100m位置各設(shè)一對(duì)位移觀測(cè)樁。

（二）拆卸扣件、頂起鋼軌

采用專用工具拆卸本次放散的單元軌節(jié)范圍內(nèi)的彈條，并用起道機(jī)將鋼軌頂起，頂起高度約50mm，隨頂隨支立滾筒，滾筒間距為10m。

（三） 撞軌、應(yīng)力放散、臨時(shí)位移觀測(cè)

由于長(zhǎng)鋼軌鋪設(shè)時(shí)的軌溫與正在進(jìn)行作業(yè)的軌溫不一致，在卸除彈條并頂起鋼軌后，鋼軌因束縛解除而將產(chǎn)生位移，但因鋼軌內(nèi)部應(yīng)力及滾筒摩擦阻力等影響，此時(shí)鋼軌內(nèi)部的應(yīng)力不為零。測(cè)量此時(shí)臨時(shí)位移觀測(cè)點(diǎn)位置鋼軌的臨時(shí)位移量，記錄作為后面放散施工的依據(jù)。

（四）軌溫測(cè)量

測(cè)量并記錄應(yīng)力放散為零時(shí)鋼軌的軌溫。若此時(shí)軌溫在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)，則鎖定鋼軌；若此時(shí)軌溫低于設(shè)計(jì)鎖定軌溫，按計(jì)算拉伸量進(jìn)行拉軌，實(shí)際拉伸量與計(jì)算拉伸量相符合，則鎖定鋼軌。

（五） 落軌、上扣件鎖定

軌溫合適或鋼軌拉伸到位時(shí)，依次去除支墊在鋼軌下的滾筒，將鋼軌落在軌枕上，上好扣件，緊固鋼軌。在拉軌器前后各50m范圍內(nèi)的鋼軌鎖定完成后，方可松掉拉軌器的液壓油門，拆除拉軌器。

(六)標(biāo)記位移零點(diǎn)及鎖定焊接

線路鎖定完成后，在位移觀測(cè)樁位置標(biāo)記位移零點(diǎn)。將本次放散的單元軌節(jié)與上一次放散的單元軌節(jié)的接頭進(jìn)行鎖定焊接。

（七）位移觀測(cè)

線路鎖定完成后，定期對(duì)鋼軌的爬行位移進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)頻次為：放散后連續(xù)觀測(cè)7天，選擇當(dāng)天軌溫最高和最低時(shí)候觀測(cè)；放散之后第一個(gè)月內(nèi)每周觀測(cè)一次；以后每個(gè)月觀測(cè)一次；在夏季高溫或冬季嚴(yán)寒時(shí)期，應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。

三、結(jié)論

通過各個(gè)截面實(shí)際鎖定軌溫的對(duì)比，可以了解無縫線路內(nèi)部溫度應(yīng)力的整體狀態(tài)。如果長(zhǎng)軌條左右股鋼軌實(shí)際鎖定軌溫之差大于5℃或相鄰樁段實(shí)際鎖定軌溫之差大于8℃的無縫線路地段，可以有計(jì)劃的進(jìn)行應(yīng)力放散或調(diào)整。因此，在其鋪設(shè)、放散、鎖定等環(huán)節(jié)中，應(yīng)精確測(cè)量鋼軌的鎖定軌溫，掌握其實(shí)際鎖定軌溫的動(dòng)態(tài)變化，以便適時(shí)對(duì)無縫線路進(jìn)行應(yīng)力放散與調(diào)整，確保無縫線路在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)鎖定。

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牟廣富（1987-），男，黑龍江省海倫市，大專（黑龍江工程學(xué)院），從事鐵路軌道鋪設(shè)施工技術(shù)管理工作。