京滬高鐵CN42號碼道岔尖軌更換施工技術

宋國亮 上海鐵路局工務處

京滬高鐵CN42號碼道岔尖軌更換施工技術

宋國亮 上海鐵路局工務處

以全國首例的京滬高鐵揚州線路所2號道岔直尖軌現場更換為例進行分析，介紹現場采用的實用有效吊裝、運輸、更換施工技術，并對該技術加以分析闡述，為今后高速鐵路大號碼道岔傷損軌件更換施工提供參考依據。

高速鐵路；道岔尖軌；更換施工

1 概況

揚州線路所2號道岔位于京滬高鐵上行線K981+187～K981+344.2 km處，該組道岔為新鐵德奧無砟軌道P60-1/42單開道岔，圖號CN-6142AS，道岔全長157.2 m，尖軌長47.248 m，尖軌材質R350HT，位于橋梁地段，鎖定軌溫25℃。2016年3月14日檢查發現該組道岔直尖軌30-32號枕位置尖軌非工作邊側，軌面下5 mm左右，存在水平裂紋，水平裂紋位于距尖軌尖端13 383 mm處（30#-32#枕尖軌斷面寬度范圍為29 mm～34 mm），裂紋長度1 250 mm，裂紋垂直深度距尖軌頂面約4 mm，水平深度約7 mm～8 mm，現場急需更換。國內缺乏高速鐵路大號碼道岔尖軌更換施工實踐經驗，本文總結了現場采用的實用有效吊裝、運輸、更換施工技術，且施工時間控制在天窗點以內，完全滿足運營鐵路現場更換要求，為今后高速鐵路大號碼道岔傷損軌件更換施工提供參考依據。

2 現場更換施工技術

2.1 施工方案

現場更換1根直尖軌（47.248 m）和1根不少小20 m的P60導軌，現場施工分三階段四個施工天窗分步實施，如圖1所示：

圖1 現場更換尖軌和導軌示意圖

2.1.1 卸新尖軌、線下焊接（1個天窗）因尖軌長達47.248 m，卸尖軌、導軌采用本線4組平板車聯掛運輸，兩組16 t軌道吊在鄰線利用2根12 m扁擔梁吊卸的方法，新尖軌和新導軌卸于本線道心，卸軌完成后將新尖軌與跟端不小于20 mP60鋼軌1根進行線下德鋁焊連并打磨、探傷。

2.1.2 更換尖軌、回收舊軌（1個天窗）

為防止尖軌側翻，更換尖軌采用人工撥軌為主，軌道吊在鄰線配合的方法進行。封鎖點內拆除道岔直尖軌及后部直導軌各部位聯接零件，松開扣件，割除舊尖軌，軌道吊吊除舊軌，人工撥入新軌并焊接、打磨、探傷。

2.1.3 道岔綜合測量與綜合整治（2個天窗）

更換尖軌后對道岔平縱線型、軌道幾何尺寸、尖軌降低值進行全面檢測，根據檢測情況進行道岔精調、工電聯整、降低值調整、接頭精磨、幾何尺寸恢復等，確保道岔各項質量指標滿足常速列車運行條件。

2.2 施工準備

2.2.1 專業分工

工務專業：負責制定方案并報批、勞力組織準備、施工計劃提報、施工登銷記、現場防護設置、新舊鋼軌的吊裝、運輸、更換、焊接、打磨、探傷與施工協調、現場指揮等。

電務專業：負責道岔鎖閉裝置等聯接桿件的拆裝與調試，以及后期的工電聯合整治。

供電專業：負責施工所需供電單元的停電、現場接地與施工后的接觸網參數的測試與調整。

2.2.2 施工前準備與現場安排

（1）施工前準備：一是由工務部門負責下發與電務、供電等單位的施工配合單，并聯系好相關配合事項；二是提前與車站溝通，明確軌道車轉線計劃；三是提前對尖軌跟端限位器大螺栓等進行涂油、預松以及對作業范圍外的扣件進行復擰；四是為方便現場線下焊接對軌、與更換時撥軌，提前測量該道岔相關部位硫化墊板間距與尖軌底與軌道板間的高度，加工制作相應尺寸的墊木（分別為70 mm厚與110 mm厚，并考慮到撥軌時電務電機勾頭高度影響，多制作6塊200 mm厚墊木）；五是考慮卸軌后的次日列車運行影響，防止新卸下的鋼軌受列車振動產生位移與跳動，加工制作拉桿6根，分別安裝在新尖軌前端、中端與后端；六是現場進行交底與測量，重點解決鋼軌吊裝過程中與接觸網影響的關系；七是提前對更換的鋼軌件母材進行探傷。

（2）勞力組織：該施工以蚌埠南高鐵線橋車間為施工主體車間，檢查監控車間、運輸車間配合施工。現場各組人員安排如下：

①防護組：7人，駐站聯絡員1人，現場防護6人（正反向及現場防護，重點是軌道車組作業移動過程中的安全控制）。

②現場作業組：第一個天窗10人，負責新尖軌卸軌前的軌下墊木擺放、新尖軌的撥直對位、以及線下焊接后鋼軌件的固定。第二個天窗25-30人，負責換軌前連接70 mm2銅導線，松開施工范圍內的扣件、限位器螺栓、拉桿等，撥入新軌、換軌后根據施工前標注尺寸，調整軌道幾何尺寸及尖軌降低值。杜絕換軌后存在較大的幾何尺寸超限，杜絕存在小斷面尖軌高于基本軌。第三個天窗10人，負責尖軌的打磨和尖軌降低值、幾何尺寸再次測量。第四個天窗10人，負責工電聯整及綜合整治作業。

③鋼軌組：5人，負責鋼軌焊接、焊縫打磨以及舊尖軌的切割。

④探傷組：1人，負責鋼軌焊縫探傷。

⑤吊裝組：負責將新鋼軌吊入道心，以及舊鋼軌回收。因尖軌長達47.248 m，為防止長尖軌在吊裝、運輸過程中出現變形等，吊裝、運輸是整個更換施工過程中的重中之重，吊裝方案選比如表1所示。

表1 吊裝方案選比表

本次吊裝方案選用的為2臺軌道車牽引2臺16 t軌道吊車+2臺軌道車牽引4輛平板車并配備2根12 m標準扁擔梁進行吊裝的方法，將新尖軌和新導軌卸于本線道心，卸軌完成后將新尖軌與跟端不小于20 mP60導軌1根進行線下德鋁焊連并打磨、探傷。現場吊裝示意如圖2、圖3、圖4。

圖2 21 m導軌吊卸示意圖

圖3 新尖軌吊起示意圖

圖4 卸尖軌示意圖

2.2.3 主要機具及材料（見表2）

2.3 施工限速條件

施工地段位于京滬高鐵上行線，線路允許速度310 km/h。利用施工天窗，卸軌后至換軌結束前限速80 km/h。電務、供電配合施工。

換軌施工開通后第1列限速45km/h、第2列限速80km/h、第3列限速120 km/h，第4列起至道岔工電聯整及綜合精調作業結束前限速160 km/h。

道岔綜合精調作業施工開通后，第一天限速200 km/h、第二天限速250 km/h，其后恢復常速。

表2 主要工機具、材料表

2.3 現場吊卸與更換施工流程

2.3.1 現場吊卸流程

（1）施工命令下達后，重型軌道吊車與平板車同步駛入指定地點待命，并按規定設置防護。

（2）施工命令下達后，人工在道岔預定位置每2.4m放置墊木（本項工作應在本線重型軌道車到達前完成）。

（3）確認接觸網停電接地后，進行卸軌。

①上行線軌道車組接近施工地點處停車，京端軌道車摘解，滬端軌道車牽引平板車對位更換位置；下行軌道吊車在對應位置使用扁擔梁起吊尖軌。

②上行軌道車向滬端移動，使平板車移出尖軌空間；軌道吊將尖軌落下，放在道心；然后軌道吊再將扁擔梁吊起至高出平板車位置。

③上行軌道車推運平板車回位，軌道吊將扁擔梁放入平板車。

④上下行軌道車移到合適位置，比照以上程序，卸下鋼軌。

⑤上下行軌道車恢復編組，返回。

（4）對新卸下鋼軌進行撥直及線下對位進行焊接、打磨、焊縫探傷。

（5）對焊接后的尖軌使用4-6根拉桿固定，防止次日列車運營過程中鋼軌件橫移和串動。

具體流程如圖5所示。

2.3.2 現場更換施工流程

（1）施工命令下達后重型軌道車到達鄰線對應位置準備吊除舊軌。

圖5 現場卸軌施工網絡流程圖

（2）現場連接70 mm2短路銅線，與信號樓確認紅光帶，待停電命令下達后，確認驗電接地已做好。

（3）現場記錄軌溫，拆除鉤鎖器、松扣件、拆除限位器；電務施工人員同時拆除換軌范圍內導線及尖軌范圍內所有連接桿件。

（4）使用切割機按在龍門處指定位置切割舊軌，待電務拆除所有尖軌連接桿件后將舊尖軌撥離基本軌，使用氣割割斷舊尖軌。

（5）軌道吊在下行將分段切割好的舊軌吊上平板車并做好加固。

（6）利用抬鉗與撬棍（8把抬鉗、10根撬棍），人工將新軌撥入槽并對位，安裝扣件。

（7）現場復核新軌尺寸，確認新軌切口位置，切割新軌。

（8）進行鋼軌焊接、打磨、焊縫探傷。

（9）電務施工人員安裝尖軌連接桿件及導線處所鉆孔倒棱并連接導線，對施工地段信號進行檢測、調試道岔。

（10）焊縫確認無傷損后，調整軌道幾何尺寸，測量尖軌降低值，清理焊接廢棄物，清點工機具、材料，焊接機具裝運，軌道車返回。

（11）對作業質量進行回檢，通知供電作業完畢，清點作業機具，確定無材料機具遺留，撤除防護，作業人員由指定通道門撤出線路，鎖閉通道門，施工負責人通知駐站聯絡員開通線路。現場更換施工流程如圖6所示。

圖6 現場換軌施工網絡流程圖

2.4 相關技術標準

卸軌后軌頂不高于鋼軌面10 mm，距直尖軌一側鋼軌作用邊橫距不少于400 mm。軌距調整標準范圍是+1 mm～-1 mm，軌距遞減率不大于1/1500；10 m范圍內高低最大矢度值不得大于1 mm，30 m范圍內高低最大矢度值不得大于2 mm；10 m范圍內水平相差不大得于0.5 mm；6.25 m范圍內扭曲不得大于1 mm，曲線尖軌圓順平滑無硬彎，尖軌相對于基本軌降低值不得超過±1 mm。扣件扭力矩各種螺栓標準要求扭矩達標，道岔扣板螺栓扭力矩300 N.m～350 N.m，限位器螺栓扭力矩1 000 N.m。焊縫打磨質量：頂面0.3 mm-0.5 mm/1 m，作用邊0 mm-0.3 mm/1 m。轉轍部位間隙容許偏差值見表3。牽引點動程符合規范標準。鋁熱焊焊縫距承軌臺邊緣不得小于100 mm，左右股單元軌節鎖定焊接頭相錯量不宜超過100 mm。

表3 轉轍部位間隙容許偏差

3 結論與展望

揚州線路所2號道岔尖軌更換，為全國首例高速鐵路無砟軌道大號碼道岔尖軌更換，此次施工從天窗時間控制、現場吊裝技術、現場安全控制、現場作業流程控制、現場作業質量控制、現場協調配合等各方面均比較成功。其中卸軌時墊木的使用，有效的提高了線下焊質量和撥軌效率；絕緣拉桿的使用，有效地保證鋼軌件卸在道心后不影響次日列車運行安全。扁擔梁的使用，有效的保證了尖軌在吊裝過程中不發生鋼軌彎折，保證了尖軌的平順。

今后為減少因大號碼道岔傷損件更換對行車組織的影響，勢必要研發出高速鐵路大號碼道岔撤叉、尖軌等大部件吊裝、運輸、鋪設的新型換鋪裝備，通過自動化和智能化控制技術，實現現場大號碼道岔傷損設備智能化快速更換。

[1]張杰，徐偉昌.高速鐵路無砟道岔轍叉更換施工技術[J].上海鐵道科技，[2012]，(1)：78-80.

[2]張小東.鐵路站場道岔更換多部門聯合施工淺談[J].山西建材，[2015]，（3）：216-221.

責任編輯：宋飛 張建強

來稿時間：2016-08-17