CRTSⅡ型無砟軌道更換長軌施工方法

蔣 兵 上海鐵路局上海工務段

CRTSⅡ型無砟軌道更換長軌施工方法

蔣 兵 上海鐵路局上海工務段

結合京滬高鐵下行線K1167.200～K1167.700更換長軌施工，重點介紹CRTSⅡ型無砟軌道高速鐵路更換長軌施工方法，并分析了軌道板傷損控制、長軌條固定及限界控制等施工控制要點。

更換長軌；施工；控制要點

高速鐵路運營過程中逐步出現擦傷等鋼軌傷損，對鋼軌成段傷損地段需要進行更換長軌處理。CRTSⅡ型無砟軌道高速鐵路因其軌道結構及現場工況與普通有砟線路存在較大差異，在CRTSⅡ型無砟軌道高速鐵路上進行更換長軌施工從卸軌更換、、舊軌回收、新軌打磨、逐級提速等方面均需精心組織，確保施工順利。本文以京滬高鐵下行K1167.200～K1167.700更換長軌施工為例,介紹CRTSⅡ型無砟軌道高速鐵路更換長軌施工方法,為無砟軌道高速鐵路組織更換長軌施工提供借鑒。

1 概述

京 滬 高 鐵 下 行 K1167.200～K1167.700右股鋼軌頂面連續(xù)壓傷,深度達到重傷，需對右股更換500 m范圍鋼軌，根據既有軌源使用2根250 m長軌。施工地段線路允許速度310 km/h，CRTSⅡ型無砟軌道結構，位于直線地段，線路坡度0.25‰；線路上既有鋼軌為攀枝花鋼廠生產的P60 U71Mn(K)軌型，扣件為福斯羅300-1扣件系統(tǒng)；施工地段鎖定軌溫為25℃。

2 施工方法及流程

整個施工分為五個階段連續(xù)四天進行。第一階段使用長軌車卸新軌；第二階段換軌、焊接；第三階段使用長軌車收舊軌；第四階段使用鋼軌打磨車對換軌區(qū)段鋼軌進行打磨；第五階段逐級提速至常速。

2.1 施工條件

利用施工天窗進行，卸軌施工封鎖時長300 min。卸軌前京滬高鐵下行K1167.200～K1167.700限速160 km/h，卸軌后至收軌結束前限速80 km/h，大修段、電務段配合施工。換軌施工封鎖時長330 min，換軌施工開通后首列限速45 km/h、第二列至收軌前限速80 km/h，電務段配合施工。收軌施工封鎖時長300 min，收軌施工開通后首列限速120 km/ h、第二列限速160 km/h至另有命令時止，大修段、電務段配合施工。鋼軌打磨施工封鎖時長300 min，鋼軌打磨施工開通后限速160 km/h、200 km/h、250 km/h各一列后恢復常速，電務段配合施工。

2.2 分階段實施

2.2.1 卸軌

卸軌由大里程向小里程方向進行，卸下的長軌放置于道心待換，使用短拉桿與既有一股鋼軌連接固定。

（1）準備工作。

由工務段組織進行現場調查確定好卸軌起終點位置并做好現場標記，加工400×220×160（mm）短木枕頭、1200×80× 80（mm）木條和950 mm長軌距拉桿若干。大修段根據確定的卸軌方向準備好長軌列車和待卸長軌條。

（2）施工方法及步驟。

①施工開始后工務段卸軌配合人員在每處電務設備（導線）兩端道心處各放置1根木條，其余地段每隔30米左右均勻放置2根木條。木條主要用于架空卸下長軌條以保護電務設備和安裝短拉桿固定長軌。

②卸軌配合人員自卸軌起點開始在軌道板兩線間側承軌槽間隔內放置3根枕木頭，之后25 m范圍內每間隔1個承軌槽放置1根枕木頭，每根250 m長軌條端部均按此放置枕木頭。枕木頭主要用于架空卸下長軌條以保護軌道板。

③施工開始后長軌車由大里程方向進入封鎖區(qū)間運行到卸軌起點。車上操作人員拆除鋼軌鎖定，推送長軌條使軌條頭部到達卸軌口位置，待長軌條頭部平穩(wěn)落在卸軌起點枕木頭上后，配合人員將提前準備好的鋼絲繩一端固定在K1167.710處的右股鋼軌上，另一端用鋼軌卡子固定在待卸長軌條頭部。長軌列車機車以小于5 km/h的速度牽引長軌車向小里程方向移動。長軌因一端固定而被緩緩拖下落至沿線軌道板上的短枕木上，當長軌落地25 m左右后長軌車停車，卸軌配合人員使用壓機、撬棍、鋼軌抬鉗將卸在枕木頭上的長軌撥至道心存放。長軌車繼續(xù)向小里程方向卸車，工務段配合人員跟隨在后撥長軌條至道心，并按同樣方法卸下第2根長軌條。

④長軌條全部撥至道心后撥直撥順長軌方向，在放置木條處安裝短拉桿與右股線上鋼軌連接，固定卸下的長軌條。檢查卸下的長軌條頂面超出線上鋼軌頂面限界情況，新卸下的鋼軌頂面不高于線上鋼軌頂面10 mm。

⑤長軌車運行至預定的保養(yǎng)點停放，等待回收舊軌。

2.2.2 換軌

更換長軌由中間向兩端分別撥出舊軌、兩端向中間分別撥進新軌、使用德國鋁熱焊工藝線上焊接3處的方法進行。換下的長軌擺放道心，切割成2根250米長軌條，并將大里程端舊長軌條運至與小里程端舊長軌條并排擺放以滿足長軌車收軌要求。

2.2.2.1 準備工作

（1）由工務段組織換軌施工隊伍及機具，主要包括撥軌組、扣件組、龍門組、焊接組、焊縫探傷組、安全技術把關組等施工人員分組及相應機具、材料。

（2）高鐵車間施工前將施工范圍內軌道幾何尺寸進行逐根枕測量并用油漆標注于承軌臺側面。

（3）技術人員確定新舊鋼軌切割位置并畫好切割線。

2.2.2.2 工方法及步驟

（1）施工開始后龍門組施工人員在換軌兩端連接2.5 m橫向導線，切割兩端新軌多余搭頭；撥軌組人員同步拆除拉桿后將新軌撥至承軌臺邊緣；電務人員拆除電務導線。

（2）舊軌割軌人員及機具到達新長軌搭頭處在確認導線連接到位后按指定位置使用氧割割軌并取出氣割的軌端。

（3）中間龍門處鋼軌斷開后扣件組施工人員拆除施工范圍內全部扣件，外側扣件擺兩線間底座板靠邊，內側扣件擺北股內側軌腳處兩承軌槽間，扣件嚴禁擺放道心。

（4）龍門組在兩端指定位置切割線上鋼軌；扣件完全拆除后撥軌組集中到中間龍門處由中間向兩端撥出舊軌，舊軌跨過新軌擺放道心，撥舊軌時扣件組同步配合拆除軌底膠墊。

（5）舊軌完全撥出后撥軌組由兩端龍門向中間撥新軌入槽。兩端新軌頭部落槽后焊磨組人員使用焊縫調節(jié)塊控制焊縫并使用軌縫調整器調整焊縫。

（6）扣件組待新軌就位50 m左右距離時作業(yè)人員立即安裝扣件鎖定，鎖定范圍為焊縫向中間20 m范圍，鎖定到位后焊磨組焊接鋼軌。

（7）新軌到位后同步測量軌溫，根據軌溫決定是否拉伸；需拉伸時根據拉伸量確定中間龍門處兩端新軌切割線，如軌溫正好不需拉伸則預留28 mm焊縫，使用軌縫調整器適當拉直軌條。

（8）拉伸或拉直軌條后扣件組安裝全部扣件，焊磨組焊接鋼軌。電務人員進行新軌鉆孔倒棱，安裝電務導線。

（9）鋼軌氣割人員對大里程端舊軌在指定位置進行氣割（氣割2處將長軌分成3段以便于人工運軌）。對換下的兩根舊軌條小里程端頭部向內76 mm軌腰處氣割2個方孔40×40（mm），間隔924 mm。

（10）撥軌組分三次將大里程端舊軌條向小里程方向運軌約250 m距離，保證小里程端兩根舊長軌條頭部對齊，滿足長軌車收軌要求。

（11）運軌結束后撥軌組對舊長軌條在氣割處鉆孔上夾板連接，待兩根舊長軌條到位后，安裝拉桿使道心長軌條與一股線上鋼軌連接固定，兩根長軌之間使用鐵絲捆扎牢固。

（12）扣件組進行軌道幾何尺寸回檢、精調，焊接結束后檢查焊縫平直度，探傷人員進行焊縫探傷，全面檢查并開通線路。

2.2.3 收軌

換下的舊軌保持長軌條狀態(tài)，使用長軌車進行回收，長軌車由小里程向大里程方向回收舊軌。

（1）準備工作

①在小里程方向舊長軌條軌腰按距端部216 mm和356 mm左右距離使用氧焰氣割兩個眼孔，孔徑40 mm左右，本項工作在換軌當天完成。

②長軌車在保養(yǎng)點時，收軌人員將滾道梁全部打開并固定好。

（2）工方法及步驟

①工務段配合人員拆除固定舊長軌條使用的拉桿及捆扎用的鐵絲，使舊長軌條完全處于自由狀態(tài)；在舊軌條大里程方向端部位置，在道心橫向放置2根短枕木（規(guī)格：1 450mm×160mm×220 mm）并用扒釘固定，用于阻擋收軌時道心舊軌條向大里程方向竄動；在舊軌條大里程方向頭部的軌底放置2個滑輪并將滑輪固定好，防止長軌車用鋼絲繩拉舊軌條時，舊軌條頭部在軌道板滑動時碰擦損傷軌道板。

②施工開始長軌車運行至收軌起點后，將牽引機車解掛并向大里程方向運行出舊長軌條范圍。

③長軌車對位后由收軌配合人員將道心舊軌條頭部用壓機打高并放下收軌小車連接好，長軌車以小于5 km/h速度向大里程方向收軌，待地面舊軌還剩余25 m左右時長軌車停車，使用車上卷揚裝置將地面剩余舊軌回收上車并鎖定好，回收小車、關閉滾道梁，機車連掛后運行至預定車站。

④工務段配合人員回收木條、枕木頭、軌距拉桿等，檢查開通線路。

2.2.4 鋼軌打磨

主要對新換鋼軌進行鋼軌廓形打磨，采用道岔打磨大機進行，使新、舊軌廓形一致，確保列車高速運行動態(tài)平穩(wěn)，大機打磨過程中工務技術人員需適時對打磨過地段鋼軌進行輪廓測量，達到預定打磨效果后停止打磨。

2.2.5 逐級提速

逐級提速自大機打磨結束線路開通后首列開始，確認車按160 km/h運行,其后列車按 200 km/h,250 km/h,300 km/h（常速）各一列進行逐級提速。每速度等級列車工務段均安排技術人員進行添乘確認，無動態(tài)不良反應方進行下一速度等級提速。

3 施工控制要點分析及措施

3.1 軌道板傷損控制

由于CRTSⅡ型無砟軌道高速鐵路軌道結構與有砟線路的差異，在無砟軌道高速鐵路進行更換長軌施工對軌道板的保護是關鍵環(huán)節(jié)之一，本次施工在卸長軌、換長軌、收長軌各個環(huán)節(jié)均存在損傷軌道板的可能，主要可能項及控制措施如下：

3.1.1 長軌條對軌道板的損害

卸長軌時長軌頭部、尾部著地時存在傷損軌道板可能，采取了長軌條頭、尾部軌道板墊木枕頭、拉索固定待卸長軌端部進行拖拽式卸軌的方法進行控制。收長軌時長軌可能竄動造成軌道板傷

損，采取了舊長軌條尾部使用木枕固定防止竄動的方法進行控制。

3.1.2 工機具對軌道板的損害

卸長軌、換長軌過程中撥動鋼軌、氣割鋼軌使用的工機具均可能造成軌道板傷損。采取的控制方法是撥動長軌條時使用鋼軌抬鉗并盡可能做到輕起輕放，撬棍作為配合工具要求在軌枕板接縫內借力，不得利用承軌臺借力；氣割鋼軌時在氣割處下方軌道板面放置一塊鐵板防止氧焰燒傷軌道板；焊接時坩堝下方放鐵板置并鋪沙防止鐵水濺出燒傷軌道板。

3.2 長軌條固定及限界控制

由于施工需分階段進行，卸下的長軌條和換下的長軌條需在運行條件下在線路道心上擺放，因此對長軌條進行固定及限界控制至關重要，措施如下：

3.2.1 長軌條固定

根據CRTSⅡ型無砟軌道結構特點，本次施工采取短拉桿將長軌條和一股線上鋼軌進行連接的方式進行固定。

由于長軌條擺放于道心，本次采用的拉桿長為950 mm并預先加工好，固定長軌條時每30 m左右安裝一根拉桿。由于安裝拉桿必須保證軌底與軌道板之間有空隙，因此安裝拉桿處必須使用木條墊在長軌條底部，CRTSⅡ型無砟軌道鋼軌底部至軌道板面約80 mm間距，木條的厚度以80 mm進行加工，同時受上述間距影響，拉桿軌卡的高度必須控制在80 mm內，因此需對拉桿軌卡進行打磨減小軌卡高度確保能夠安裝。

由于施工期是夏季高溫時節(jié)，安裝拉桿固定長軌條時還必須考慮長軌條的伸縮問題，因此在安裝拉桿時線上鋼軌側拉桿軌卡螺栓應緊到位，長軌條上拉桿軌卡螺栓不能緊死，應預留一定空隙使長軌條可進行溫度應力伸縮以防止長軌條在道心伸縮變形。

3.2.2 長軌條限界控制

根據車輛部門要求，道心長軌條頂面高度不得超過既有規(guī)定面25 mm，本次施工對長軌條頂面高度計劃控制在既有軌頂面高度向上10 mm內，因此墊長軌條軌底的木條應盡可能保證加工精度，使其厚度不影響到長軌條高度超限。長軌卸下和換下后，還必須使用弦繩置于既有的左右股鋼軌頂面測量道心長軌條的頂面高度，并在鋼軌頂面高點處逐處測量，確保沒有一處高度超限。對軌底木條擺放位置差異引起的鋼軌擾曲逐一檢查，發(fā)現高度超限時立即調整木條位置確保長軌條頂面高度控制在計劃范圍內。

4 結束語

文中介紹的無砟軌道高速鐵路更換長軌施工為局管內CRTSⅡ型無砟軌道高速鐵路運營線路首次進行此類施工，并通過實踐證明了其施工方法的安全性、合理性和可靠性。文中介紹的施工方法，對CRTSⅡ型乃至其他類型無砟軌道高速鐵路進行類似施工提供了積極經驗，具有借鑒、指導意義。

[1]中華人民共和國鐵道部.高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則（試行）.北京：中國鐵道出版社，2012.

[2]李超雄，等.高速鐵路無砟軌道線路養(yǎng)護維修.北京：中國鐵道鐵道出版社，2011.

責任編輯：萬寶安 胡雄偉

來稿日期：2014-12-10

表3 軌道精調作業(yè)完成后檢測靜態(tài)允許偏差

6 取得的效果

利用此方法軌道精調后我段靜態(tài)測量TQI值7項指標上行1.59下行為1.58平均1.59，圓滿完成了預期目標。滿足了列車動態(tài)檢測安全性、穩(wěn)定性和平穩(wěn)性要求，在385 km/h速度條件下TQI值7項指標下行線2.16、上行線2.06、上下行平均2.11。輪軸橫向力、脫軌系數和輪重減載率均滿足評判標準的要求；轉向架未出現橫向失穩(wěn)，橫向穩(wěn)定性滿足評判標準的要求；車體橫向、垂向平穩(wěn)性等級達優(yōu)，為杭長高鐵后期開通運營打好了堅定基礎。

7 結束語

軌道精調作業(yè)流程及方法的探索是工務部門一項長期又艱巨的任務，這次的軌道精調雖然取得了前所未有的成績，但也存在著許多不足之處，如由于施工單位精調材料提供不及時而影響精調進度，由于前期軌道精測數據不準確而導致方案錯誤造成返工等。這些問題都有待于我們這一代工務人進一步去摸索和總結，從而為今后高鐵軌道精調積累更有價值的經驗。

責任編輯：萬寶安 胡雄偉

來稿日期：2015-01-06