淺談?dòng)耔F線無(wú)縫線路應(yīng)力放散及線路鎖定施工方法

孫 勇

（中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，廣西 玉林 537000）

一、工程概況

新建玉林至鐵山港鐵路工程自黎湛線玉林II場(chǎng)起至地方鐵路鐵山港直線TDK3+700結(jié)束，全長(zhǎng)131.434km，設(shè)計(jì)為國(guó)鐵I級(jí)，單線電氣化鐵路，設(shè)計(jì)時(shí)速160km/h，正線軌道按重型軌道和一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路設(shè)計(jì)。

二、施工準(zhǔn)備

應(yīng)力放散就是將積累在單元軌節(jié)內(nèi)的溫度力，通過(guò)拉伸器、滾筒、撞軌器、大錘等工具使其得到釋放，達(dá)到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)或設(shè)計(jì)鎖定軌溫并鎖定的施工方法。應(yīng)力放散及鎖定作業(yè)前，先用接觸焊現(xiàn)場(chǎng)將單元軌節(jié)焊接。除此之外，還要做好軌道狀態(tài)的檢測(cè)，包括軌道面、軌道枕下道床等相關(guān)的所有狀態(tài)都要進(jìn)行全面檢測(cè)，以確保軌道線路的狀態(tài)足夠穩(wěn)定，可以進(jìn)行應(yīng)力放散作業(yè)。還要對(duì)軌道近期的溫度變化情況進(jìn)行調(diào)查，總結(jié)其變化規(guī)律，以便于確定最佳的應(yīng)力放散作業(yè)時(shí)間。在做好調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，設(shè)置一定的位移觀測(cè)樁，并做好編號(hào)，便于統(tǒng)計(jì)管理。

三、施工工藝及工藝流程

1 綜合放散法施工

（1）當(dāng)施工時(shí)鋼軌的溫度低于設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍時(shí)，采用“綜合法（拉伸器滾筒法）”進(jìn)行施工。該方法是利用鋼軌拉伸器和撞軌器配合作用，通過(guò)均勻拉伸長(zhǎng)軌條，以提高它的零應(yīng)力軌溫，使鎖定軌溫一步到位的方法。拉伸長(zhǎng)軌條時(shí)，要做到勻、準(zhǔn)、夠。

（2）解除本次待放散單元軌條和上次已放散線路末端25~75m長(zhǎng)度范圍內(nèi)的所有扣件。抬起鋼軌，每隔12.5m（即20根軌枕）在軌底墊一個(gè)滾筒，使鋼軌達(dá)到自由伸縮狀態(tài)。

（3）將撞軌器均勻放置在所要放散的單元軌條中，用撞軌器沿放散方向撞擊鋼軌數(shù)次，同時(shí)用手錘敲擊鋼軌軌腰，使鋼軌能夠自由伸縮，當(dāng)鋼軌位移發(fā)生反彈且各點(diǎn)位移變化均勻時(shí)，則視為鋼軌達(dá)到自由伸縮狀態(tài)，此時(shí)停止撞軌；否則，應(yīng)檢查滾筒有無(wú)傾斜、脫落，鋼軌有無(wú)落槽及撞擊力不夠等現(xiàn)象。

（4）確定待放散線路鋼軌的長(zhǎng)度，并每隔100m左右設(shè)1處臨時(shí)位移觀測(cè)點(diǎn)，在各觀測(cè)點(diǎn)上做出拉伸位移的零點(diǎn)標(biāo)記。

（5）測(cè)量此時(shí)軌溫，根據(jù)此時(shí)軌溫與計(jì)劃鎖定軌溫之差計(jì)算拉伸量、以及鋸軌量和放散量：

① 計(jì)算拉伸量：

式中：

△L——拉伸量（mm）；

α—鋼軌線膨脹系數(shù)，α=0.0118；

L—單元軌條的放散長(zhǎng)度 （m），為放散單元軌條與已鎖無(wú)縫線路末端所拆扣件長(zhǎng)度（25~75m）之和；

Ts——計(jì)劃鎖定軌溫 （℃）；

TsJ—鋼軌的實(shí)際軌溫 （℃）。

② 鋸軌量：

式中：Lf——長(zhǎng)軌處于自由狀態(tài)時(shí)，長(zhǎng)軌末端與下一個(gè)單元軌條始端的搭接量（ mm）。無(wú)搭接時(shí)取正，搭接時(shí)取負(fù)。

△L y——預(yù)留軌縫（一般取8~10mm）。

△L＇：如計(jì)算出為正值則需鋸軌，如計(jì)算出為負(fù)值則不需鋸軌。

③ 放散量的計(jì)算：

式中：

ΔL—放散量（mm）；

α—鋼軌線膨脹系數(shù)，α=0.0118；

L—需要放散應(yīng)力的鋼軌長(zhǎng)度（m）；

t1—鋼軌的設(shè)計(jì)鎖定軌溫（℃）；

t2—作業(yè)時(shí)軌溫（℃）。

（6）安裝拉伸器，利用拉伸器、撞軌器和手錘共同作用，按計(jì)算量△L拉伸鋼軌，拉伸量達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度后，此時(shí)撞軌器仍然繼續(xù)撞軌，當(dāng)各觀測(cè)點(diǎn)處出現(xiàn)反彈量（應(yīng)力放散已均勻），立即停止撞軌，并收集各臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)位移量，如呈線性關(guān)系，則表明已放散均勻，可進(jìn)行下道工序。如非線性關(guān)系，應(yīng)檢查鋼軌、滾筒有無(wú)異常，對(duì)異常處進(jìn)行處理，并進(jìn)行敲軌和撞軌后使各觀測(cè)點(diǎn)位移量呈線性關(guān)系。

圖1 滾筒放散法施工工藝流程圖

（7）鎖定鋼軌，進(jìn)行鎖定焊焊接。

①根據(jù)已拉伸好的鋼軌搭接量，對(duì)待焊鋼軌進(jìn)行鋸切，鋸切原則為予留搭接量30mm，以滿足焊機(jī)燒化和頂鍛量的需要。

②在距焊縫75~80m處，用起道機(jī)將待焊鋼軌向外頂出曲線，至兩待焊軌接頭無(wú)縫。

③用焊軌機(jī)將兩待焊軌夾住，對(duì)好接頭后起動(dòng)焊軌機(jī)開(kāi)始焊軌，同時(shí)撤出前方起道機(jī)。

④焊接完畢后，讀取所測(cè)長(zhǎng)軌軌溫，并做好記錄。

⑤待焊接接頭溫度低于500℃后，對(duì)焊接接頭進(jìn)行正火處理。

⑥正火后焊接接頭溫度低于200℃后，對(duì)焊縫進(jìn)行打磨處理，焊縫溫度低于50℃后對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，并認(rèn)真填寫(xiě)各類記錄表格。

（8）迅速上好距單元軌條末端25~75m范圍內(nèi)的全部扣件，并進(jìn)行合攏口，此時(shí)視為長(zhǎng)軌已鎖定。同時(shí)將作業(yè)人員均布在放散長(zhǎng)軌范圍內(nèi)，由兩端向中間“隔二上一”上緊扣件。

（9）焊接工作完成后，待焊縫冷卻，約20min后在對(duì)焊縫兩邊的扣件進(jìn)行安裝。撤除后根據(jù)拉伸的實(shí)際長(zhǎng)度和拉伸時(shí)的軌溫，換算出本單元軌條的實(shí)際鎖定軌溫值，填入記錄表。

（10）當(dāng)扣件“隔二上一”上完后，進(jìn)行另一股鋼軌的放散作業(yè)，待本單元軌條全部放散完后，補(bǔ)齊所有扣件。

（11）做好位移觀測(cè)標(biāo)記，讀取并記錄初讀數(shù)。

2 滾筒放散法

（1）測(cè)量軌溫，當(dāng)軌溫在鎖定范圍內(nèi)時(shí)采用“滾筒放散法”。其施工流程為：

（2）解除本次待放散單元軌條和上次已放散線路末端25~75m長(zhǎng)度范圍內(nèi)的所有扣件。抬起鋼軌每隔12.5m（即20根軌枕）在軌底墊一個(gè)滾筒，并撞擊鋼軌，使鋼軌達(dá)到自由伸縮；

（3）確定待放散線路鋼軌的長(zhǎng)度，并每隔100m左右設(shè)1處臨時(shí)位移觀測(cè)點(diǎn)；

（4）將撞軌器均勻放置在所要放散的單元軌條中，用撞軌器沿放散方向撞擊鋼軌，同時(shí)用手錘敲擊鋼軌軌腰，使鋼軌能夠自由伸縮，嚴(yán)禁敲擊軌頭及軌頂面，觀測(cè)各點(diǎn)的位移量變化情況。當(dāng)鋼軌位移發(fā)生反彈且各點(diǎn)位移變化均勻時(shí)，則視為鋼軌達(dá)到自由伸縮狀態(tài)，此時(shí)停止撞軌；否則，應(yīng)檢查滾筒有無(wú)傾斜、脫落，鋼軌有無(wú)落槽及撞擊力不夠等現(xiàn)象；

（5）鋼軌應(yīng)力放散均勻后撤掉滾筒，使長(zhǎng)軌平穩(wěn)地落入承軌槽內(nèi)，同時(shí)檢查橡膠墊，有錯(cuò)位的進(jìn)行糾正；

（6）作業(yè)人員均布在進(jìn)行應(yīng)力放散長(zhǎng)軌范圍內(nèi)，由兩端向中間“隔二上一”上緊距單元軌條末端25m~75m范圍內(nèi)的扣件，待全部扣件上完，并上緊無(wú)孔鋼軌接頭，此時(shí)視為長(zhǎng)軌已鎖定。測(cè)量并記錄上扣件開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的軌溫，取其平均值作為實(shí)際鎖定軌溫填入記錄表中。

迅速上好距單元軌條末端25~75m范圍內(nèi)的全部扣件，并上緊無(wú)孔鋼軌接頭，此時(shí)視為長(zhǎng)軌已鎖定。測(cè)量并記錄軌溫。同時(shí)將作業(yè)人員均布在放散長(zhǎng)軌范圍內(nèi)，由兩端向中間“隔二上一”上緊扣件；

（7）當(dāng)扣件“隔二上一”上完后，進(jìn)行另一股鋼軌的放散作業(yè)，待本單元軌條兩根鋼軌全部放散完后，補(bǔ)齊所有扣件；

（8）做好位移觀測(cè)標(biāo)記，讀取并記錄初讀數(shù)。

四、施工注意事項(xiàng)

在本工程的施工中，為了保證施工質(zhì)量，應(yīng)該在施工中特別注意以下幾項(xiàng)內(nèi)容。首先是要確保應(yīng)力放散鎖定之間，軌道以及道床的所有力學(xué)參數(shù)均處于穩(wěn)定狀態(tài)，且軌道的各項(xiàng)狀態(tài)指標(biāo)均符合相關(guān)規(guī)定的要求，還要確保位移觀測(cè)樁的設(shè)置符合設(shè)計(jì)要求。其次是單元軌節(jié)的長(zhǎng)度應(yīng)控制在1200-1500m，即使是在末端，最短也不得低于200m，以免影響無(wú)縫線路施工質(zhì)量。最后，對(duì)無(wú)縫線路鎖定軌溫的測(cè)定應(yīng)盡可能的精準(zhǔn)，將誤差控制在允許范圍內(nèi)，以便于確定最佳的軌溫鎖定范圍，保證應(yīng)力放散鎖定的施工質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在玉鐵鐵路的無(wú)縫線路施工中，要想做好應(yīng)力放散工作和線路鎖定工作，就必須要做好施工組織工作，合理安排工藝流程，嚴(yán)格要求施工人員按照規(guī)定操作，確保各道工序之間能夠互相配合，順利施工。本工程中所采用的施工技術(shù)方法取得了很好的施工效果，可以為今后其他同類工程施工提供借鑒。

[1]TB 10082—2005，鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]TZ 201—2008，鐵路軌道工程施工技術(shù)指南[S].

[3]TB 10413—2003，鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].