楊志斌 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司蚌埠工務(wù)段

既有線有砟軌道結(jié)構(gòu)以其彈性道床及鋼軌件結(jié)構(gòu)構(gòu)成其特有結(jié)構(gòu)形式，軌道結(jié)構(gòu)又分成區(qū)間輪軌結(jié)構(gòu)及機(jī)車車輛轉(zhuǎn)線所需的道岔結(jié)構(gòu)，而道岔以其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，岔區(qū)軌道結(jié)構(gòu)縱橫向剛度不均勻分布及軌線中斷、結(jié)構(gòu)不平順的因素，輪軌作用劇烈目。目前，在全路范圍內(nèi)，工務(wù)部門更換傷損轍岔時(shí)，都采取整組更換的方法，施工時(shí)間至少需要120 min（含鋼軌焊接、打磨時(shí)間），另外，施工前準(zhǔn)備、施工后舊料回收等工作非常繁重，需要提前將轍岔心運(yùn)送至相關(guān)車站備料區(qū)，整個(gè)過程需要投入大量人力、物力及天窗資源，在已經(jīng)繁重的運(yùn)輸與施工矛盾之間更加劇了運(yùn)輸計(jì)劃的編排。綜上所述，一種有效快捷的更換轍岔心的施工工法迫在眉睫，本文根據(jù)多年來現(xiàn)場探索，逐步形成一套行之有效的快捷的更換轍岔心的施工工法，以期對既有線道岔養(yǎng)修技術(shù)提供有益的思路。

1 新技術(shù)研究目標(biāo)

（1）天窗資源運(yùn)用目標(biāo)：既有更換轍岔心天窗時(shí)間120 min（兩個(gè)天窗）；新工法目標(biāo)更換轍岔心天窗時(shí)間40 min～50 min（一個(gè)天窗）；

（2）勞力組織運(yùn)用目標(biāo)：既有更換轍岔心30人；新工法單根更換轍岔心8人；

（3）工法程序目標(biāo)：既有轍岔更換：第一天窗推運(yùn)軌料-第二天窗更換轍岔心-回收舊料；新工法單根轍岔心：在一個(gè)天窗內(nèi)實(shí)施完畢。

（4）安全風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)：更換既有轍岔心：人員及天窗資源運(yùn)用多，安全風(fēng)險(xiǎn)因素多，安全防控系數(shù)高新工法單根更換轍岔心：單一天窗內(nèi)，人員利用少，安全目標(biāo)簡易受控。

2 施工技術(shù)流程

根據(jù)合金鋼組合轍岔的構(gòu)造及轍岔心軌部位易出現(xiàn)傷損特點(diǎn)，采取單獨(dú)對相關(guān)組件進(jìn)行更換的技術(shù)，其主要施工流程：施工時(shí)拆卸心軌與岔跟水平螺栓及轍岔間隔鐵水平螺栓，直接將傷損心軌取出，更換新的心軌，然后恢復(fù)各部位聯(lián)結(jié)零件，經(jīng)過專業(yè)專用儀器測量技術(shù)參數(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)比對，對新?lián)Q心軌作用面、作用邊進(jìn)行輪廓修正，恢復(fù)心軌翼軌構(gòu)造差，再對既有翼軌進(jìn)行修磨，最后用粘合劑進(jìn)行螺栓封口。

2.1 單獨(dú)更換心軌技術(shù)在施工過程中存在的技術(shù)難點(diǎn)

針對單獨(dú)更換心軌在施工過程中存在心軌水平螺栓難以拆卸問題。我段采取對已下道的合金鋼組合轍岔進(jìn)行解體試驗(yàn)，聯(lián)系制造廠家共同確定施工最佳方案。最終確定只拆卸轍岔心軌部位的水平螺栓、岔跟水平螺栓、心軌與翼軌間隔鐵水平螺栓，其他部位水平螺栓不拆卸，螺栓拆卸后，直接將心軌取出然后進(jìn)行更換。但是存在以下2項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)：

（1）轍岔心軌水平螺栓不易取出。貝爾轍岔心軌與岔跟軌采取3根水平螺栓進(jìn)行聯(lián)結(jié)，且翼軌與心軌之間空間狹小，心軌松卸后水平螺栓不能正常取出。

（2）心軌間隔鐵及心軌不易取出、安裝。翼軌與心軌之間空間狹小，水平螺栓松卸完畢后，間隔鐵及心軌不易取出、安裝。

2.2 解決技術(shù)關(guān)鍵問題

2.2.1 轍岔心軌水平螺栓不易取出技術(shù)難題

在翼軌對應(yīng)水平螺栓投影位置鉆55 mm眼孔取出心軌水平螺栓。通過利用改造后的鉆孔機(jī)在心軌水平螺栓對應(yīng)的翼軌軌腰處鉆3個(gè)55 mm眼孔，如圖1所示，施工時(shí)卸3根心軌水平螺栓從翼軌軌腰對應(yīng)鉆孔處將水平螺栓抽出。通過報(bào)廢岔心反復(fù)研究實(shí)驗(yàn)解決了在鋼軌上鉆大孔徑圓孔問題，同時(shí)研究解決線上鉆孔消除噪聲、減輕鉆孔機(jī)重量、壓縮鉆孔時(shí)間和通過鉆孔效率問題。同時(shí)經(jīng)過制造廠家對鉆孔后翼軌強(qiáng)度進(jìn)行檢算，達(dá)到列車運(yùn)行強(qiáng)度要求，該方案完全可以實(shí)施。

圖1 翼軌鉆眼示意圖

（1）由于心軌與翼軌空間小，在鉆孔機(jī)的前部研制快速卡軌器。利用杠桿原理研制快速卡軌器，研發(fā)新式控制鉆頭的軸承，使鉆頭孔經(jīng)偏差在0.3 mm以內(nèi)。

（2）研制新式功率大，體積小的靜音電機(jī)。

（3）研制了數(shù)模結(jié)合的自動(dòng)進(jìn)刀控制裝置，提高自動(dòng)化程度。具體是鉆孔機(jī)在使用前設(shè)置好進(jìn)刀參數(shù)，鉆孔機(jī)會(huì)自動(dòng)按照要求進(jìn)刀，自動(dòng)進(jìn)刀技術(shù)的使用減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，使鉆孔工作輕松完成。

（4）技術(shù)參數(shù)：鉆孔機(jī)鉆孔范圍，Φ9.8～Φ55 mm，電機(jī)功率 0.25 kW，工作轉(zhuǎn)速 150 r/min，裝、卸機(jī)時(shí)間 2 s～10 s。鉆一個(gè)55 mm圓孔時(shí)間小于3min，孔經(jīng)偏差±0.25 mm。鉆孔機(jī)總重量15 kg左右。本機(jī)適用于P43 kg/m～P75 kg/m各種型號鋼軌鉆孔。

2.2.2 解決心軌間隔鐵及心軌不易取出問題

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，采取起道機(jī)與牙條壓機(jī)配合使用，使得間隔鐵及心軌能夠正常取出、安裝，如圖2所示。具體使用方法：用2臺(tái)起道機(jī)把曲股翼軌軌底抬到轍岔墊板扣件臺(tái)以上，再用牙條壓機(jī)撐開曲股翼軌末端，擴(kuò)大翼軌與心軌之間的距離，依次取出 5、4、3、2、1 位間隔鐵，然后取出心軌，安裝時(shí)同樣采取該方法。

圖2 心軌拆卸示意圖

3 現(xiàn)場應(yīng)用需求

我段砼枕道岔岔心基本合金鋼組合轍岔化，岔心傷損主要體現(xiàn)是心軌垂磨、掉塊病害，該傷損發(fā)展速率快，由于心軌垂磨、掉塊傷損下道的岔心占下道岔心75%及以上，針對岔心傷損更換，目前我段采取的是整組更換合金鋼組合轍岔。整組更換方法弊端較多，且安全風(fēng)險(xiǎn)大。一是成本高，更換一只合金鋼組合轍岔需要5萬元左右；二是更換前需要軌道車運(yùn)輸，干擾正常運(yùn)輸生產(chǎn)；三是更換需要?jiǎng)诹Χ啵凰氖前踩L(fēng)險(xiǎn)大，鋼軌焊接受自然條件及人為因素影響可能出現(xiàn)焊縫重傷風(fēng)險(xiǎn)、施工可能晚點(diǎn)影響正常運(yùn)輸、施工過程中可能發(fā)生人身傷害等。因此，研究一項(xiàng)更換安全風(fēng)險(xiǎn)小、更換成本低、不需要軌道車運(yùn)輸、不受自然條件影響的更換傷損岔心技術(shù)，是為現(xiàn)場解決養(yǎng)修實(shí)際問題且迫不可待的關(guān)鍵技術(shù)。

4 工法應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 新技術(shù)應(yīng)用主要流程

合金鋼組合轍岔單根更換心軌施工主要分為三個(gè)部分：一是通過利用改造后的鉆孔機(jī)在心軌水平螺栓對應(yīng)的翼軌軌腰投影處鉆3個(gè)55 mm眼孔，松卸心軌水平螺栓，從翼軌眼孔位置取出；二是松卸其他螺栓，取出間隔鐵，單根抽換舊心軌，換入新心軌，恢復(fù)螺栓；三是軌件打磨、螺栓封口。

（1）心軌水平螺栓對應(yīng)的翼軌軌腰投影處鉆眼。更換心軌施工前，提前利用維修天窗在3根心軌水平螺栓對應(yīng)曲股翼軌軌腰處鉆3個(gè)55 mm眼孔，施工時(shí)卸3根心軌水平螺栓從曲股翼軌軌腰對應(yīng)鉆孔處將水平螺栓抽出（圖3）。

圖3 拆除心軌水平螺栓示意圖

（2）單根更換心軌。

第一步：拆除心軌部位扣件。松岔心范圍曲股站螺栓及間隔鐵水平螺栓，同時(shí)對間隔鐵水平螺栓外側(cè)墊圈編號。

第二步：用2臺(tái)起道機(jī)把曲股翼軌起到轍岔墊板扣件臺(tái)以上，用牙條壓機(jī)撐開曲股翼軌，依次取出 5、4、3、2、1 位間隔鐵（圖 4、圖 5）。

圖4 取出翼軌間隔鐵示意圖

圖5 拆除心軌后示意圖

第三步：取出舊心軌，同步更換壓饋膠墊，新心軌安裝復(fù)位。

第四步：對水平螺栓全部更換為新螺栓。先安裝1.2號心軌水平螺栓，再安裝1.2.3號間隔鐵及水平螺栓，然后安裝4號間隔鐵螺栓，后安裝3號心軌水平螺栓，最后安裝5號隔鐵及水平螺栓，復(fù)擰螺栓，對所有水平螺栓防松粘合劑封口（圖 6）。

圖6 安裝水平螺栓示意圖

（3）心軌平面打磨。測量各部技術(shù)參數(shù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)參數(shù)比對，對于不匹配的部位進(jìn)行平面及作用邊打磨，恢復(fù)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，打磨后使用拋光。

4.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求

（1）通過測量翼軌垂磨3 mm以上不宜單根更換心軌。

（2）打磨后心軌、翼軌工作邊無肥邊、圓滑，軌面平順、無凹陷。

（3）心軌平面打磨后用1 m直鋼尺測量比對，υmax＞120 km/h 線路矢度誤差小于 0.3 mm,υmax≤120 km/h 線路矢度誤差小于0.5 mm。

（4）心軌組合拼接處無肥邊且圓滑。

（5）查照間隔不得小于1 391 mm、護(hù)背距離不得大于1 348 mm。護(hù)軌平直部分輪緣槽標(biāo)準(zhǔn)寬度為42 mm，容許誤差為+3 mm～-1 mm。轍岔心輪緣槽標(biāo)準(zhǔn)寬度為46 mm，容許誤差為+3 mm～-1 mm。

（6）心軌、翼軌降低值達(dá)標(biāo)。

表1 心軌、翼軌降低值

（7）水平螺栓扭矩1 200 N.m～1 250 N.m。

4.3 現(xiàn)場應(yīng)用注意事項(xiàng)

（1）更換前組織人員對轍岔前后50 m站螺栓進(jìn)行復(fù)擰，確保螺栓扭力矩達(dá)標(biāo)，防止轍岔水平拆卸后，岔心出現(xiàn)位移現(xiàn)象。

（2）氣溫過高時(shí)，應(yīng)安排人員對轍岔前后鋼軌進(jìn)行澆水降溫，防止心軌水平螺栓及轍岔間隔鐵水平螺栓拆卸后心軌位移。

（3）曲股翼軌鉆眼時(shí)，利用弦繩準(zhǔn)確測量，確定鉆眼位置，確保心軌水平螺栓與眼孔在同一直線上，防止心軌水平螺栓不能正常取出。

（4）轍岔位置間隔鐵及墊片拆卸后要進(jìn)行編號，以便準(zhǔn)確對位安裝。

（5）心軌更換后一周內(nèi)要安排對轍岔部位的水平螺栓進(jìn)行復(fù)擰2次，確保螺栓扭力矩達(dá)標(biāo)。

（6）更換同步對岔心進(jìn)行全斷面搗固，改善道床彈性。

5 實(shí)施效果

5.1 現(xiàn)場施工效果

2017年5至10月分別對新馬橋站1.9#、唐南集站 8#、宿州站 8#、宿南站11.8.5#、西寺坡站5.11#道岔計(jì)9根傷損心軌進(jìn)行單根更換施工。至今單根更換心軌后的岔心使用狀態(tài)良好，動(dòng)態(tài)偏差值由更換前最大水加0.11、垂加0.13，更換后降低到水加0.06、垂加無數(shù)據(jù)，另外人體感覺明顯良好，增加了旅客列車舒適度。

5.2 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

單根更換一根心軌與更換一只岔心節(jié)約成本約4.7萬元。整組更換岔心需要支出成本6萬元左右，一是購買整組岔心新材料1.6萬元，二是動(dòng)用軌道車送、收運(yùn)輸成本、汽車使用費(fèi)等2萬元，三是更換人工費(fèi)用1.2萬元，四是焊接用前后配軌材料費(fèi)0.6萬元，五是焊接費(fèi)用0.5萬元。單根更換心軌需要支出成本1.33萬元，一是心軌材料費(fèi)0.73萬元，二是更換人工費(fèi)用0.6萬元（更換6人、防護(hù)2人、把關(guān)2人），其他無支出。

5.3 占用天窗資源少

整組更換岔心至少需要天窗120 min，單根更換心軌只需要50 min左右。

5.4 施工操作簡單

整組更換岔心準(zhǔn)備工作繁重且復(fù)雜，提前需要軌道車運(yùn)輸，施工前需要從軌料區(qū)用單軌車推運(yùn)到更換岔位，施工當(dāng)日需要把舊岔心推運(yùn)到備料區(qū)回收。單根更換心軌就非常簡單，因?yàn)橐桓能壷挥?00 kg，4個(gè)人可以輕松抬運(yùn)，省去很多繁重的程序。

5.5 安全風(fēng)險(xiǎn)小

不需要在線上推運(yùn)笨重岔心，避免勞動(dòng)人身安全風(fēng)險(xiǎn)；不需要焊接，避免由于焊接可能出現(xiàn)的焊頭次重傷風(fēng)險(xiǎn)；不受自然條件影響，如氣溫高于35度、零下5度以下及雨天可以正常施工。

5.6 提高專業(yè)技術(shù)人員科研的積極性

該技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用成功，給參與該項(xiàng)新技術(shù)研究的干部職工很大的鼓舞，提高他們養(yǎng)修過程攻堅(jiān)克難的積極性，為完成其他項(xiàng)目的技術(shù)攻關(guān)堅(jiān)定了信心。