無縫線路應力放散及調整分析

聶文成

摘要：隨著我國交通運輸業的快速發展，鐵路交通也得到了突飛猛進的發展。在無縫線路的施工過程中，應力放散以及調整是施工過程中必須要十分重視的問題。接下來，本文將結合筆者多年相關工作經驗，詳細論述無縫線路應力放散及調整分析。

關鍵詞：無縫線路應力放散調整

無縫線路就是將標準長度的鋼軌進行焊接，從而形成長鋼軌線路。無縫線路是現階段軌道結構中非常重要的一項技術，在世界各國得到了飛速發展。無縫線路有一個重要特點，軌條長度隨著溫度變化而發生改變，但是，在扣件的約束下，無法進行自由伸縮，進而在內部產生巨大溫度力。為了更好的保障無縫線路的穩定與強度，必須充分掌握軌條溫度力與變化規律。通過應力放散，進一步消除溫度對線路的影響，最大限度的保障線路的穩定性能。

1 無縫線路應力放散的含義與作用

如果鎖定軌溫度上升，鋼軌就會伸長，進而需要釋放溫度壓力，縮短鋼軌長度。如果鎖定軌溫度下降，鋼軌就會縮短，進而需要釋放溫度壓力，伸長鋼軌長度。為了更好的保障行車安全，若無縫線路的溫度過高，必須釋放一定溫度壓力。上述這些情況統稱為應力放散。通過應力放散，進一步改變軌條長度，一般情況下，通過改變緩沖軌長度的方式進行調節。

應力放散可以看作是釋放溫度力的過程以及重新鎖定軌溫過程，應力放散的最終目的是調節無縫線路的鎖定軌溫，使其溫度變得更加合理，進而緩解無縫線路所承擔的溫度力。通過應力放散，盡可能避免無縫線路鋼軌折斷、跑道以及脹軌等問題。

應力放散及調整的組織施工非常嚴密，對于技術水平的要求比較高，對鋼軌上積累的應力進行有序的、人為性作業。必須全面掌握好施工前期的準備工作以及基本工作、施工要點的分析，結合現場實際情況靈活使用，進一步保障應力放散的均勻、徹底。

2 無縫線路應力放散的具體情況分析

通過大量的研究實踐證實，在下面情況發生時，必須進行應力放散：①實際的鎖定軌溫超過設計的鎖定軌溫，或者說兩股軌條之間的實際溫度相差5度以上。②鎖定軌溫不準確或者不清晰。③全區間以及跨區間的兩條相鄰單元之間軌條鎖定溫度超過5度，在同一區間中，最高軌條溫度與最低軌條溫度相差10度以上。④前期鋪設或者后期的維修方式不合理，使得軌條不能進行正常伸縮。⑤在無縫道岔以及固定區域發生嚴重的位移不均勻情況。⑥線路軌向不良，碎彎比較多。⑦測試結果顯示，溫度力分布不均勻。⑧施工以及處理線路故障等原因使得原來的鎖定軌溫發生變化。⑨在低溫情況下鋪設軌條，拉伸不均勻或者拉伸不到位。從整體上來說，應力放散或者應力調整就是溫度力的釋放，其最終目的就是改變鎖定軌溫，使應力保持一致、均勻，盡可能保障軌道行車的安全進行。

放散量的計算$L=L.B(TS*-TS)，在公式中，L表示需放散的鋼軌長度，B表示鋼軌的線膨脹系數，TS*表示應力放散后的鎖定軌溫，TS*需要在設計軌溫范圍之內。TS表示原來的鎖定軌溫，也就是經過列車爬行之后的實際鎖定軌溫。需注意，如果是超長無縫線路的伸長放散，鋸軌量需要在伸長放散量的基礎上加上焊縫寬度。如果是縮短放散，則鋸軌量需要在伸長放散量的基礎上減去焊縫寬度。

3 無縫線路應力放散的具體方法研究

3.1 滾筒法

控制溫度，將滑動摩擦力轉變成為滾動摩擦力是滾筒法應力放散的基本特點。應用滾筒法的前提就是放散軌溫與設計鎖定溫度相吻合。滾筒法操作簡便，而且應力放散比較均勻，但是，需要中斷停車。其基本操作過程如下分析：做好前期的準備工作，安排人員到位，使放散軌溫與設計鎖定溫度相吻合。然后封鎖區間，并將全部的防爬器以及扣件松開，在墊板與鋼軌底每隔10米插入滾筒，最大限度的使鋼軌保持自由伸縮的狀態。通過放散前后的阻力差以及軌溫差使得自然條件下鋼軌自由伸縮。為了更徹底、快速的伸縮，使用撞軌器沿著放散方向撞擊鋼軌或者使用木錘敲擊鋼軌，當完成放散量達到放散軌溫之后，需要即刻鎖定線路。當行車條件滿足之后，恢復線路行車。這種方式，一般需要使用特制的滾筒。這種滾筒的制作非常簡單，將圓鋼截成150毫米的節段就可以。在具體的放散過程中，使用木錘敲擊鋼軌，能夠促進鋼軌伸縮，進一步提升放散效率。撞軌器的撞擊效果更加滿意。如果使用撞軌器放散，如果是伸長放散，可以每隔一公里設置一個撞軌點；如果是縮短放散，可每隔500米設置一個撞軌點。由于上坡地段或者曲線的摩阻力比較大，應該適當減小間隔。

3.2 列車碾壓法

控制溫度，將靜摩擦力轉變成為動摩擦力是列車碾壓法的基本特點。應用列車碾壓法的前提就是放散軌溫與設計鎖定溫度相吻合。列車碾壓法施工簡便，不用中斷行車，但是，放散不徹底、不均勻。集合應力放散的方向，可以將列車碾壓法分為三種不同情況：①順列車方向端放散。在雙線地段，充分利用單向行車的應力放散特點，將沿列車方向的始端鎖定，換好終端緩沖區的調節軌，將其他路段的正向防爬器松開，并松動中間扣件，通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。②逆列車方向端放散。在雙線地段，充分利用單向行車的應力放散特點，將沿列車方向的終端鎖定，將其他路段的正向防爬器松開，并松動中間扣件，將正向防爬器打緊，通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。③兩端放散。在雙線地段，充分利用單向行車的應力放散特點，將沿列車方向的終端鎖定，將一半長度路段的正向防爬器松開，并松動中間扣件，將正向防爬器打緊，通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。另一半則將沿列車方向的終端鎖定，將這一半路段的正向防爬器松開，并松動中間扣件，將正向防爬器打緊，通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。兩端放散的應力分散方法比較適合線路較長的地段，而且軌縫累計值與放散長度相差無幾。松動部分空間是列車碾壓的前提，墊板與軌底之間的摩擦比較大。因此，想要達到預計的放散量，通常情況下，實際軌溫要略高。即便如此，放散也不均勻，端部放散比較理想，終端放散效果比較差。特別是離軌道端部500米以上的地段，實際鋼軌走動量非常小。正是因為這樣的特點，才將撞軌作為一種輔助方式。

3.3 拉軌法

拉軌法顧名思義就是通過控制長度，通過物理機械力量促使鋼軌達到放散或拉伸的目的。拉軌法無須受到軌溫條件以及季節的變化，但是，放散不徹底，還需要終斷行車。通過這種方式封鎖線路，可以與滾筒方式相互結合，進一步降低線路阻力，有效提升放散效果。要想有效避免撞拉伸縮與自由伸縮之間的相互抵消，可在滾筒上讓長軌自由伸縮，零應力狀態下再次撞拉。通過這種方式，可以準確的掌握放散后的軌溫。

4 無縫線路應力調整策略

應力調整的方式相對比較簡單。通常來說，保持兩端伸縮區域不動，按照列車的實際運行方向，全部或部分松開固定區防爬器，對于鋼筋混凝土地段，還需要將扣件松開。伴隨著列車震動以及溫度變化，適當伸縮鋼軌，進一步調整應力。要想進一步提升應力調整結果，還可以通過拉軌或者撞軌方式進行。在應力調整完成之后，將扣件與防爬器擰緊，進而恢復行車。這種調整方式比較適合于急于調整且行車密度較大情況。應力調整需要在軌溫與鎖定軌溫相吻合時，如若不然，會導致線路新的受力不均情況。如果在應力調整之后，對原來鎖定鋼軌的影響比較嚴重，需要進行適當放散，使其達到設計范圍。

5 結語

無縫線路應力放散與調整是一項涉及范圍廣、學科知識廣的系統性工程，任何一個環節都會對施工質量產生嚴重影響，因此，必須綜合考慮多方面因素，加強應力放散分析，更好的保障列車行車安全。

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