鐵路無縫線路大修施工技術(shù)探討

吳軍軍

（成都鐵路局凱里工務(wù)段貴州凱里556000）

鐵路無縫線路大修施工技術(shù)探討

吳軍軍

（成都鐵路局凱里工務(wù)段貴州凱里556000）

無縫鐵路作為現(xiàn)代化軌道結(jié)構(gòu)的重要標(biāo)志之一，有效加快了鐵路運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展步伐，但無縫鐵路在施工過程中，存在較為復(fù)雜的技術(shù)問題，不僅會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，還會(huì)引起脹軌跑道，對(duì)行車安全構(gòu)成威脅?；诖耍疚闹饕獙?duì)無縫鐵路和無縫道岔進(jìn)行詳細(xì)闡述，并結(jié)合實(shí)例對(duì)鐵路無縫線路大修的施工技術(shù)進(jìn)行分析，以期為促進(jìn)現(xiàn)代化軌道發(fā)展提供幫助。

現(xiàn)代化軌道；無縫線路；大修；施工技術(shù)

1 引言

鋼軌、道床、軌枕、道岔及其它附屬設(shè)備構(gòu)成了鐵路軌道，和普通線路相比，無縫線路在長(zhǎng)鋼軌段內(nèi)消滅了軌縫，有效避免了車輪對(duì)鋼軌接頭的大力沖擊，延長(zhǎng)了線路設(shè)備和車輛的使用壽命，減少了線路養(yǎng)護(hù)維修的工作量，并滿足了高速行車的要求，為列車的平穩(wěn)運(yùn)行提供有力保障，符合軌道現(xiàn)代化的發(fā)展方向。因此，應(yīng)做好鐵路施工工藝、材料和管理等方面的工作，促使我國(guó)無縫線路及軌道結(jié)構(gòu)向世界水平靠攏。

2 鐵路無縫線路的基本概念

2.1 無縫線路

若溫度變化較大的話，常規(guī)鐵路由于存在軌縫，可及時(shí)分散其所產(chǎn)生的應(yīng)力，無需承受較大的溫度力，而無縫線路不存在軌縫，當(dāng)氣溫和鎖定軌溫相差較大時(shí)，鋼軌無法向兩端自由伸縮，這種情況下，鋼軌就要承受較大的溫度力，若溫度比鎖定軌溫高時(shí)，軌道所承受的溫度力即為壓力；相反，其軌道所承受的溫度力為拉力。我國(guó)無縫線路存在的形式主要有以下三種：①普通無縫線路。這種形式的無縫線路出現(xiàn)在無縫鐵路發(fā)展的初期，在對(duì)施工技術(shù)、后期保養(yǎng)及維護(hù)、區(qū)間閉塞制式進(jìn)行綜合考慮后，這種線路的軌條一般在1～2km間，并在長(zhǎng)軌條兩端設(shè)置一段緩沖區(qū)域，以此來保證列車的平穩(wěn)運(yùn)行。這種無縫線路結(jié)構(gòu)并不完善，但由于受到地域的限制，該結(jié)構(gòu)仍被采用。②區(qū)間無縫線路。隨著施工及焊接技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在同一區(qū)間內(nèi)無縫條的長(zhǎng)度在不斷增加，即為區(qū)間無縫線路，該結(jié)構(gòu)有效滿足了列車的高速和舒適運(yùn)行，和普通無縫線路相比，其具有較大的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在鐵路運(yùn)輸中。③跨區(qū)間無縫線路。隨著無縫線路理論的不斷完善，將相鄰區(qū)間的無縫軌條連接起來、各個(gè)道岔焊接起來，即為跨區(qū)間無縫線路，區(qū)間線路的受力形式將會(huì)發(fā)生變化，在一定程度上，也會(huì)增加線路的設(shè)計(jì)和施工難度，再加上受到技術(shù)方面的限制，該形式的無縫線路在我國(guó)鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用相對(duì)較少。

2.2 無縫道岔

道岔的處理是無縫線路施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，道岔是整個(gè)線路中最為薄弱的環(huán)節(jié)，在進(jìn)行無縫線路鋪設(shè)的過程中，道岔中所有的接頭和線路的長(zhǎng)軌條應(yīng)被焊接并固定住。在軌條溫度升高的情況下，被焊接在長(zhǎng)軌條兩端的道岔需要承受一般溫度力和附加剪切力的作用，從而導(dǎo)致道岔發(fā)生較大位移，甚至?xí){到列車的行車安全。由于附加剪切力的存在，加大了無縫線路道岔處的設(shè)計(jì)和施工難度，在對(duì)道岔進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)對(duì)道岔中各部件的受力、位移情況進(jìn)行分析，將行車安全控制在合理范圍內(nèi)。

3 鐵路無縫線路大修施工技術(shù)分析

2009年起，某無縫線路開始鋪設(shè)運(yùn)營(yíng)，在2015年已經(jīng)達(dá)到了大修周期，下文僅以該無縫線路為例，對(duì)鐵路無縫線路大修的施工技術(shù)進(jìn)行分析：

3.1 工程概況

某正線的總長(zhǎng)度為600km，屬于國(guó)家一級(jí)干線，上行線為75kg/m跨區(qū)間超長(zhǎng)無縫線路，下行線正計(jì)劃改造為60kg/m區(qū)間的無縫線路。換鋪主要采用Ⅲ型換軌小車，換鋪地段是典型的山區(qū)鐵路，其最小的曲線半徑為400m，每周2～3個(gè)天窗，施工天窗的時(shí)間約為4h，單元軌道的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為2km。該無縫線路決定大修的主要內(nèi)容包括將軌下橡膠墊板及擋板座和Ⅱ型彈條更換掉，并重新連接該段線路所有的補(bǔ)償電容和連接線，對(duì)軌道電路的參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。

3.2 確定鎖定軌溫

（1）鎖定軌溫是無法觸摸到的，只有對(duì)施工過程進(jìn)行有效控制，才能保證鎖定軌溫的準(zhǔn)確性和均勻性。具體做法為：在換軌小車完成后，松開鎖定的部分，通過分段布置的撞軌器輕撞鋼軌，從開端到終端撞軌器標(biāo)記的位置按順序出現(xiàn)2mm的反彈，這種情況下，軌條即處在應(yīng)力為零的狀態(tài)，讀取開端及終端的軌溫，取其平均數(shù)作為基數(shù)，并按照鎖定軌溫將軌道的拉伸量計(jì)算出來。

（2）逆向放散100m。每周有2～3個(gè)天窗，在對(duì)軌條進(jìn)行換鋪的過程中，都要經(jīng)歷溫度的升高和下降，即在換鋪的終端和既有普通線路連接部分存在由于施工原因形成的臨時(shí)伸縮區(qū)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)計(jì)伸縮區(qū)的長(zhǎng)度為100m，因此，在每次換鋪的過程中，都應(yīng)將上個(gè)換鋪工藝終端100m的應(yīng)力進(jìn)行放散。具體做法為：松開上次換鋪軌條終端100m的無縫線路，和新?lián)Q入的軌條同時(shí)進(jìn)行撞“零應(yīng)力”及撞軌拉伸。

（3）將豎向滾筒安裝在曲線地段。在拉長(zhǎng)鋼軌的過程中，會(huì)使曲線部分的鎖定軌溫變高，因此，應(yīng)將豎向滾筒設(shè)置在該部分，促使曲線鋼軌在撞“零應(yīng)力”及拉伸的過程中，會(huì)沿著豎向滾筒伸長(zhǎng)。具體做法為：在無線上股的里口、下股的外口，每隔15根軌枕就設(shè)置一個(gè)豎向滾筒。

（4）按照撞軌器的質(zhì)量、撞軌人員的數(shù)量、線路平面狀態(tài)，對(duì)撞軌器的數(shù)量及相互間隔距離進(jìn)行確定。除此之外，根據(jù)滾杠的直徑及其在滾動(dòng)過程中所產(chǎn)生摩擦力大小，并避免墊起鋼軌中間矢度和膠墊發(fā)生摩擦，對(duì)設(shè)置滾杠的總數(shù)量及相互的間隔距離進(jìn)行確定。具體做法為：根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，撞軌器按每500m的間隔進(jìn)行設(shè)置，且每15根軌枕布置一根滾杠。

（5）滾杠應(yīng)放置在兩立螺栓的中間，并按照一般的換鋪方向，將其放置在軌枕承軌槽邊緣，避免滾杠被立螺栓卡住，這種情況下，滾動(dòng)摩擦?xí)D(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，可增加一定的摩阻力。在撞“零應(yīng)力”及拉伸的過程中，由于拉伸量較大，極易導(dǎo)致滾杠出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，因此，及時(shí)將滾杠進(jìn)行重新襯墊也是對(duì)施工過程進(jìn)行有效控制的重點(diǎn)。

（6）將所讀取的軌溫作為拉伸量計(jì)算的依據(jù)，根據(jù)相關(guān)公式，由施工單位、監(jiān)理單位、原平分公司對(duì)拉伸量進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并按照撞軌器的實(shí)際布置情況，在每臺(tái)撞軌器上實(shí)行線性分布。若在軌條拉伸的過程中，拉開開端及終端臨時(shí)緩沖區(qū)軌縫，出現(xiàn)假拉伸的現(xiàn)象，則會(huì)對(duì)鎖定軌溫的鋪設(shè)產(chǎn)生一定影響，為了避免該現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)保障臨時(shí)緩沖區(qū)扣件、接頭螺栓的牢固性。

3.3 關(guān)鍵施工工序的質(zhì)量控制

（1）鋼軌焊接及質(zhì)量控制。在焊軌前，應(yīng)按照《鋼軌焊接》（TB/T1632-2005）中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開展型式試驗(yàn)，以便對(duì)焊機(jī)工藝參數(shù)進(jìn)行確定，但要特別注意的是已經(jīng)確定的參數(shù)不得隨意對(duì)其進(jìn)行改動(dòng)，在檢驗(yàn)合格后，才能開始焊接。另外，每焊接500個(gè)鋼軌接頭，都要對(duì)其進(jìn)行周期性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才能繼續(xù)施焊。

（2）無縫線路應(yīng)力的放散及鎖定。應(yīng)對(duì)入槽后的鋼軌進(jìn)行應(yīng)力放散，在放散過程中，長(zhǎng)軌條、扣配件、鐵墊板之間的摩擦力會(huì)對(duì)長(zhǎng)軌條的自由伸縮產(chǎn)生負(fù)面影響，尤其是在曲線地段。為了保障應(yīng)力放散的均勻性，每隔12根軌枕設(shè)置一根滾杠，曲線內(nèi)25m放置1個(gè)豎向滾筒，并將滾杠放置在軌枕靠近固定端承軌槽的中間，不能傾斜，避免應(yīng)力放散時(shí)，螺桿擋住滾杠，若滾杠掉下來的話，應(yīng)將其及時(shí)放上。另外，終端鋼軌應(yīng)擰緊魚尾板螺栓，避免鋼軌軌縫拉開及線路發(fā)生位移。

（3）鎖定軌溫取值時(shí)一定要在長(zhǎng)軌條在撞“零應(yīng)力”完成后，始終端各取三個(gè)軌溫計(jì)，量取相等的軌溫值作為始終端軌溫，再利用始終端軌溫的值計(jì)算拉伸量。

拉伸量（mm）=（原設(shè)計(jì)鎖定軌溫一現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際軌溫）×0.0118×換入新軌長(zhǎng)度（m）

（4）應(yīng)力放散鎖定時(shí)要隔二緊一，一定在同一根軌枕，電動(dòng)板手要隔開、分段施工，施工組織時(shí)按照線路長(zhǎng)度平均分，并根據(jù)兩軌條鎖定的時(shí)間間隔合理調(diào)配電動(dòng)板手，使兩股線路盡量保證在同一時(shí)間隔二緊一同時(shí)完成施工。

4 結(jié)語

人們對(duì)鐵路的速度、舒適和安全要求隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步而提高。作為軌道結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志，無縫線路的出現(xiàn)使得鐵路的速度、安全和乘坐舒適度得到了極大提高，施工過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境和條件，選擇可靠的施工技術(shù)，開展嚴(yán)格的施工管理，保證無縫線路的高質(zhì)量運(yùn)行。

[1]李玉維.鐵路無縫線路鋪設(shè)施工工藝及維修措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（22）：98.

[2]安春磊.鐵路無縫線路施工技術(shù)探討[J].世界家苑，2013（4）：56.

[3]麻睿.鐵路無縫線路鋪設(shè)及維修分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（15）：65.

U216

A

1004-7344（2016）28-0199-02

2016-9-18

吳軍軍（1987-），男，漢族，貴州凱里人，助理工程師，本科，主要從事鐵路線路維修工作。