孫 勇
(中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司,廣西 玉林 537000)
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)。
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。
(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)。
(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)。
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。
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].