無縫線路曲線區段更換鋼軌相關問題探究

華 楓 上海鐵路局杭州工務段

無縫線路曲線區段更換鋼軌相關問題探究

華 楓 上海鐵路局杭州工務段

更換跨區間無縫線路曲線鋼軌日益頻繁，并且是一項繁瑣、艱巨的工作。介紹曲線新長軌條卸車后的定位放置，包括防止長軌條向外傾覆和減少長軌條縱向位移，重點對長軌條的弧線差計算原理及龍門軌錯前量設置進行探究。

無縫線路曲線鋼軌；弧線差；龍門軌錯前量

近年來，隨著鐵路高密度、高運量的運營以及列車運行速度的提高，但無縫曲線鋼軌側磨現象日益嚴重，特別是小半徑無縫曲線鋼軌側磨尤為突出，小半徑無縫曲線鋼軌的更換周期縮短。車間管內對于成段更換曲線磨耗鋼軌施工計劃較多，施工中參加人員也較多，因而，成段更換曲線鋼軌是一項頻繁、艱巨的工作。本文對更換無縫曲線鋼軌施工現場中遇到的相關問題進行探究。

1　曲線新長軌條卸車后的定位放置

1.1防止長軌條向外傾覆

對于準備換入的曲線長軌條，一般由長軌車卸下，長度約250 m。準備換入的新長軌條在道床肩部道砟預先整平后，根據《普速鐵路工務安全規則》第2.6.8條“準備換入的長軌應放在道床肩上（無砟橋橋枕上）”進行定位放置。但在現場施工前，剛卸車的曲線上股長軌條往往由于曲線半徑較小、卸車速度過快、道床肩部道砟松散等原因，雖有枕木頭使舊軌與新軌進行聯結，但仍易發生向外傾覆現象。

對于此類情況，采用1.0 m~1.2 m短絕緣軌距拉桿對既有鋼軌與新長軌條軌底進行聯接，每根絕緣軌距拉桿的間距為25 m~50 m，對防止長軌條向外傾覆效果較為明顯（見圖1）。

圖1 短絕緣軌距拉桿安裝示意圖

1.2減少長軌條縱向位移

在新長軌條卸軌到位后，由于線路縱斷面的坡度存在與列車過車后的不規則振動，鋼軌由于溫度變化產生的自由伸縮等，使準備換入的新長軌條存在縱向位移。為減少鋼軌的縱向移動，控制施工前鋼軌進行現場復核后的定位。采取安裝鑄造穿銷式防爬器，將新長軌利用防爬器與部分混凝土枕進行聯結，利用摩阻力減少鋼軌的縱向位移，每個防爬器的間距約為25 m~50 m（見圖2）。

圖2 縱向防爬器安裝示意圖

2　長軌條的弧線差計算及龍門錯前量設置

2.1長軌條的弧線差計算

在成段更換無縫線路曲線鋼軌時，一般將整個曲線全長與部分直線地段鋼軌進行更換，對曲線外側新長軌與既有側磨軌的弧線差進行計算是確保施工時新長軌條龍門能夠焊接到位的基礎。

如圖所示，AA’和BB’分別為曲線既有上股鋼軌和準備換入新長軌的軌頭中心線，兩股中心線的長度差即為曲線外股弧線差 △l：

式中：φ1、φ2——分別為新長軌上A、A’點的切線與曲線始切線的夾角；

R1、R2——分別為新長軌與既有上股鋼軌中心線的半徑；

S——既有上股鋼軌軌頭外側與新長軌軌頭內側軌頂面下方16 mm處的距離：D+新長軌軌頭寬度，一般P60鋼軌取（D+73）mm（見圖3）。

這個陰險卑鄙的家伙，他知道在臨刑前布魯諾一定會向群眾演說，所以決定在半夜秘密處死。他還不放心，又暗中派人去將布魯諾的舌頭割掉，讓他最后連口號也不能喊一聲。現在卻假裝慈悲，明知故問。他看看布魯諾那憤怒的，但又說不出話的表情，得意地將十字架一舉：“點火！”濃煙升起了，烈焰騰空，越燒越旺，映紅了廣場，映紅了周圍高大的樓房、教堂。

圖3 曲線外股弧線差計算示意圖

（1）對于圓曲線，A、A’兩點分別為圓曲線的始點和終點，由于，則弧線差為：

式中ly、R2分別為既有舊長軌圓曲線的長度和半徑。

（2）根據常用緩和曲線表達公式，則有：

式中：l0——緩和曲線長度；

l1、l2——分別為緩和曲線起點至A、A’點的距離。

當A、A’兩點分別為緩和曲線的始點和終點時：l1=0、l2= l0，則整個緩和曲線內鋼軌曲線外股弧線差為：

根據式（2）、式（5）整個曲線（包括圓曲線和兩端緩和曲線）的弧線差為：

2.2龍門錯前量計算

按照現有更換無縫線路曲線鋼軌施工工藝流程，在施工前對新舊長軌現場長度進行復核是確保施工正點的關鍵。在施工流程中，當舊長軌撥出線路后，新長軌的一頭先撥入線路，再依次將新長軌條撥入線路。由于新長軌與舊軌之間的弧線差存在，在撥入新長軌后，新長軌會伸向舊軌切割龍門處。因此，在施工前復核時，通過計算使曲線舊側磨長軌比新長軌（施工前進行切割）適當錯前，以便施工時節約時間。若錯前量過小會使龍門口瞎縫，導致鋁熱焊接受阻；若錯前量過大會導致長軌需要進行撞軌移位。因此預留適當的長軌錯前量，是確保龍門能夠準確無誤合上的關鍵。根據新長軌曲線對稱的原理，當新長軌撥入至曲線曲中的位置時，長軌將向另一端進行伸縮，故先撥入龍門的預留量為：

式中：A為鋁熱焊接預留焊接軌縫（法鋁為（23～27）mm，德鋁（27～30）mm）

3　現場實例

滬昆線上行191 km618 m至192 km223 m為曲線地段：右曲、P60鋼軌、砼枕、枕木配置1760根/km、起緩為80 m、終緩80 m、曲線全長為604.41 m，現場實測上股鋼軌軌頭外側與新長軌軌頭內側間距為65 cm，根據式（7）：

注：由于現場法鋁焊劑較多，故A一般取為25.0 mm。

4　注意事項

（1）在進行施工前現場長軌條復核時，要注意多次取平均值，確定兩軌條的距離S。對于S前后幾次差值較大時，應適當撥正新長軌，再進行測量。

（2）對于新長軌一頭撥入后，要每隔10 m在混凝土枕兩螺桿間放置滾筒，以便新長軌能自由伸縮。

（3）在碰到信號機的膠接絕緣接頭時，由于膠接絕緣接頭要事先利用天窗進行線下切割膠接，此時要分段進行計算，確保膠接絕緣接頭位置不變。

（4）在日常施工中碰到更換曲線下股垂磨軌時，下股新長軌會有一個錯前量，仍可以按照式（7）進行求解，但在式（8）中為進行龍門預留量計算。

［1］鐵路職工崗位培訓教材編審委員會［M］.鐵路線路工.

［2］宋太平.成段更換曲線段鋼軌方法探討［J］.同煤科技，2014（12）∶41-42.

［3］尹克儉.成段更換曲線磨耗軌施工方法［J］.鐵道運營技術.1998（4）∶30-32.

責任編輯：許耀元

來稿日期：2016-05-20