淺談滾筒拉伸綜合法在小半徑無縫線路應(yīng)力放散中的應(yīng)用

成寶利

隨著我國經(jīng)濟(jì)與建筑行業(yè)的高速發(fā)展，鐵路建設(shè)受其影響也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。為了實現(xiàn)高速鐵路之間及高速與普速鐵路的聯(lián)網(wǎng)運行，本文在在無縫線路的施工過程中，針對聯(lián)絡(luò)線800 m及以下小半徑線路應(yīng)力放散均勻和準(zhǔn)確性等施工控制的重點問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析并提出了解決措施，以期為工程施工提供參考。

綜合法;超小半徑;應(yīng)力放散;應(yīng)用

無縫線路就是把鋼軌廠的100 m長鋼軌運到焊軌廠用閃光接觸焊或氣壓焊焊成500 m的長軌，然后運到鋪軌施工地點，再將經(jīng)過配軌的成對長軌焊接成1000 m到2000 m的單元長軌，最后再將單元長軌焊成通長的區(qū)間線路。無縫線路的重要特點就是鋼軌隨著溫度的變化而發(fā)生長度改變，但是，實際運營的無縫線路受到扣件和軌枕的共同約束無法進(jìn)行自由伸縮，從而在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生影響線路穩(wěn)定的溫度應(yīng)力。為了保障鐵路運營中無縫線路的強(qiáng)度和穩(wěn)定，解決因溫度應(yīng)力對無縫線路的影響，本文從理論方面研究軌條受溫度變化而產(chǎn)生應(yīng)力的變化規(guī)律，提出在施工中通過應(yīng)力放散，消除溫度應(yīng)力的措施。

隨著鋼軌溫度的上升，鋼軌在有限單元內(nèi)會產(chǎn)生需要釋放的溫度壓應(yīng)力，理論上應(yīng)該縮短鋼軌長度;隨著鋼軌溫度的下降，鋼軌在有限單元內(nèi)就會產(chǎn)生需要釋放溫度拉應(yīng)力，理論上應(yīng)該加長鋼軌長度;但是無縫線路不可能隨著溫度的變化而隨時進(jìn)行鋼軌長度的調(diào)整，故而需要選擇最佳的鎖定軌溫來控制溫度應(yīng)力，使無縫線路的溫度應(yīng)力在運營區(qū)段達(dá)到可接受的范圍從而確保線路穩(wěn)定。無縫線路應(yīng)力放散是將已經(jīng)處于基本穩(wěn)定的線路，通過拆除扣件、抬起鋼軌、支墊滾筒使長軌處于可以自由伸縮的狀態(tài)后再強(qiáng)行拉伸，放散掉鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力和附加應(yīng)力，在達(dá)到設(shè)計鎖定軌溫時的“零”應(yīng)力狀態(tài)下，將線路進(jìn)行鎖定的施工過程。

無縫線路應(yīng)力放散是釋放溫度應(yīng)力和附加應(yīng)力的過程，通過應(yīng)力放散鎖定，解決無縫線路可能出現(xiàn)的鋼軌拉斷、跑道以及脹軌等問題，從而緩解鐵路運營中鋼軌所承擔(dān)的溫度應(yīng)力。

在800 m及以下小半徑線路應(yīng)力放散過程中，鋼軌將偏移至螺旋道釘，在鎖定鋼軌時將人工撥移鋼軌，導(dǎo)致鋼軌實際伸長值較理論伸長值大，這在超小半徑線路上尤其明顯，從而使理論鎖定軌溫與實際鎖定軌溫發(fā)生偏差，不能準(zhǔn)確記錄鎖定軌溫，為線路維護(hù)帶來影響;同時由于鋼軌與螺旋道釘?shù)哪Σ?，發(fā)生超小半徑段鋼軌理論伸長值與實際伸長值不一致的情況，從而導(dǎo)致應(yīng)力放散不均勻，為線路穩(wěn)定留下隱患。此外，施工過程中還存在道釘絲扣被鋼軌損壞的情況，從而造成鎖定時扣壓力達(dá)不到設(shè)計要求，使得放散鎖定達(dá)不到預(yù)期的效果，故而返工、增加修建成本，更有可能需要短期內(nèi)進(jìn)行維修。

無縫線路應(yīng)力放散的常見方法有滾筒自由放散法、列車碾壓法、滾筒拉伸綜合法。滾筒自由放散法通暢適用于道岔和新建區(qū)間平直線路應(yīng)力放散，優(yōu)點是所需設(shè)備少、操作簡單，缺點是作業(yè)軌溫控制難、可作業(yè)時間短。列車碾壓法一般適用于既有維修時應(yīng)力放散，優(yōu)點是不用中斷行車、施工簡便，缺點是作業(yè)軌溫控制難、放散不徹底不均勻。滾筒拉伸綜合法適用于新建區(qū)間線路應(yīng)力放散，優(yōu)點是可作業(yè)時間長、放散徹底均勻，缺點是設(shè)備相對較多。

對于800 m及以下小半徑無縫線路應(yīng)力放散，選用滾筒拉伸綜合法，同時對鋼軌橫向偏移進(jìn)行輔助控制。結(jié)合某聯(lián)絡(luò)線600 m半徑左轉(zhuǎn)曲線和右轉(zhuǎn)曲線交接段應(yīng)力放散施工將超小半徑無縫線路應(yīng)力放散工藝介紹如下。

施工準(zhǔn)備→拆除扣件→支墊滾筒→安裝橫移限位滾輪→安裝撞軌器→敲擊或撞軌使鋼軌處于自由伸縮狀態(tài)→每隔100 m設(shè)1處臨時觀測點標(biāo)記→多點測軌溫取平均值計算各點拉伸量→拉伸器和撞軌器并用、觀測各點位移量→各點位移達(dá)到放散要求值后拆滾筒→拆除道釘上橫移限位滾輪、上扣件（隔二上一）→上齊所有扣件至設(shè)計扭力→作位移觀測標(biāo)記。

（1）清理道床，使鋼軌兩側(cè)和軌下無道砟等雜物，以便放散時無外環(huán)境影響;散布滾筒、橫移限位滾輪，數(shù)量和位置以確保鋼軌支墊后能完全脫離承軌臺，以橫向基本不存在偏移為原則提前進(jìn)行位置規(guī)劃;按要求均勻分散撞軌器，預(yù)安裝拉伸器，為后續(xù)施工做好準(zhǔn)備。

（2）根據(jù)所放散軌條長度，在線路應(yīng)力放散前，設(shè)置位移觀測樁，并進(jìn)行編號。單元軌條長度大于1200 m時，設(shè)置7對位移觀測樁（單元軌條起、訖點，距單元軌條起、訖點100 m及400 m和單元軌條中點各設(shè)置1對）;單元軌條長度不大于1200 m時，設(shè)置6對位移觀測樁（單元軌條起、訖點，距單元軌條起、訖點100 m及400 m各設(shè)置1對）。

（3）拆除或松開放散范圍內(nèi)（通常為1000～2000 m，不短于200 m）的全部扣件，扣件成套放于不影響施工的位置，以便放散完后鎖定施工。

（4）固定長軌條的一端（39 m范圍螺栓擰緊或與相鄰長軌條焊接）;另一端與長鋼軌接頭處留出空擋（一根長軌單獨向一段拉伸），空擋的長度必須大于長軌條經(jīng)計算的拉伸長度，以防止軌條頂頭而達(dá)不到拉伸要求值。

（5）起高長鋼軌，每6 m-8 m墊入滾筒，鏟下軌底膠墊，確保軌條拉伸能處于自由狀態(tài)。

（6）在小半徑段的曲線內(nèi)側(cè)安裝與軌距擋板相對應(yīng)半徑的橫向限位滾筒，滾筒中空可自由轉(zhuǎn)動，滾筒安于螺旋道釘上。

（7）用橡膠錘敲擊鋼軌，使鋼軌處于自由伸縮狀態(tài);或采用撞軌器反向撞軌，使鋼軌恢復(fù)自由狀態(tài)，同時檢查軌條四周有無附加應(yīng)力。

（8）使用直角尺和記號筆，每隔100 m設(shè)置1個臨時觀測點標(biāo)記，以便檢查應(yīng)力放散是否均勻;臨時觀測標(biāo)記一般設(shè)置在軌枕上，在拉伸前一定要再次確認(rèn)，同時間每段需要拉伸的數(shù)字也標(biāo)于觀測標(biāo)記處，以便于核對和檢校拉伸過程的實際值。

（9）根據(jù)多點所測軌溫，取平均軌溫確定現(xiàn)場實際軌溫，然后計算各觀測點鋼軌實際需要的拉伸值;在測定軌溫時，軌溫表通常放于背光一則，檢測時間不得小于5 min。

（10）進(jìn)行拉伸，拉伸器在遠(yuǎn)端發(fā)揮作用的同時，用撞軌器撞擊鎖軌夾具，促使長鋼軌在振動下自由拉伸。

（11）拉伸和撞軌的同時觀察各臨時觀測點所需拉伸值的余量;端頭到位后，檢查各點的位移量是否到位，以檢驗拉伸是否均勻。如拉伸一端的位移量已經(jīng)到位，而遠(yuǎn)離拉伸器一端的位移量尚未達(dá)到計算值，繼續(xù)使用撞軌器進(jìn)行撞擊，促其達(dá)到計算值。

（12）各測點的位移量均已達(dá)到計算值后，撤出滾筒，支墊好承軌墊塊，落下長軌條;靠近拉伸器50-100米拉伸段軌枕扣件全部上緊后，用扭矩扳手檢查扭力是否達(dá)到要求值，撤除拉伸器。

（13）小半徑段落采用隔二上一的方式上緊扣件，逐個拆除橫向限位滾輪，其后緊跟上緊扣件。

（14）補齊扣件，按要求對長軌條標(biāo)記位移觀測“零”點。

（15）單股放散結(jié)束后立即測定軌溫，填寫“長鋼軌應(yīng)力放散技術(shù)資料表”。在左右股溫差不超過3℃時，再進(jìn)行另一股長軌放散鎖定作業(yè)。

（16）將待放散的長鋼軌與已放散長鋼軌進(jìn)行焊接鎖定。

（17）在軌溫不超過5℃時，按以上步驟，進(jìn)行下一單元軌節(jié)應(yīng)力放散。

（1）有砟軌道應(yīng)力放散前需對線路進(jìn)行整理，確保無明顯三角坑和線路方向問題，盡量減少線路線型對放散的影響;同時還需要對線路進(jìn)行一定遍數(shù)的大機(jī)搗固，以保證軌枕的穩(wěn)定，防止放散后線路的不穩(wěn)定。

（2）應(yīng)力放散時滾筒間隔不宜過大，一般在6 m～8 m，鋼軌目視平順。

（3）根據(jù)線路半徑情況設(shè)置橫向限位滾筒間距，一般600 m半徑線路橫向限位滾筒間隔兩根軌枕安裝一個。

（4）考慮到單元軌節(jié)范圍內(nèi)的溫度變化、線路坡度、曲線半徑及滾筒內(nèi)部摩擦的影響，各臨時觀測點的實際位移量與計算位移量偏差不得不大于2 mm。

（5）敲擊鋼軌或撞軌器撞擊時應(yīng)盡量保持一致，使震動達(dá)到最大;禁止用錘敲擊鋼軌軌頭，以防砸傷軌頭。

（6）各小段上扣件人員必須協(xié)調(diào)一致、有序配合，在短時間內(nèi)迅速均勻上齊扣件至要求鎖定扭力和壓應(yīng)力，上扣件前必須專人負(fù)責(zé)清除承軌槽范圍的碎石。

無縫線路應(yīng)力放散情況關(guān)系到線路維修和運營安全，是一項涉及范圍廣、學(xué)科知識廣的系統(tǒng)性工程。無縫線路應(yīng)力放散過程中必須綜合考慮各方面因素，對一些線路狀況相對復(fù)雜的段落還須加強(qiáng)應(yīng)力放散分析，查找出影響因素，對癥制定措施，以更好的保障列車運行安全。

[1] 聶文成.無縫線路應(yīng)力放散及調(diào)整分析[J].中小企業(yè)管理與科技，2014（16）：130-131.

[2] 王忠剛.鐵路無縫線路施工工藝技術(shù)探討[J].納稅，2017（20）：187.

（The 4 Engineering Co.， Ltd. of China Railway 12 Bureau， Xi'an Shaanxi? 710021）

With the rapid development of China's economy and construction industry， the railway construction has been greatly influenced by it. In order to realize the networking operation between high-speed railways and between high-speed and general speed railways， this paper systematically analyzes the key problems of construction control， such as the uniform and accurate stress release of small radius lines 800 m and below， in the construction process of jointless track， and puts forward solutions， in order to provide reference for engineering construction.

comprehensive method; ultra small radius; stress release; application