延吉西至琿春無縫鋼軌施工控制技術

摘 要：隨著我國高鐵的快速發展，無縫線路的應用越來越多，無縫鋼軌是無縫線路中最為關鍵的施工環節。無縫鋼軌的施工質量的好壞，直接影響高速鐵路的使用和安全，已經成為鐵路建設迫切需要解決的關鍵問題。文章結合延吉西至琿春無縫線路鋼軌施工實體工程，從鋼軌的焊接、應力放散和線路鎖定等方面詳細闡述了無縫鋼軌的施工，為同類工程提供了技術借鑒。

關鍵詞：無縫鋼軌；施工；應力放散

1 工程概況

本工程為延吉西至琿春正線軌道工程和站場軌道工程，起止里程為GDK267+500（延吉西）～DK361+778.075（琿春）。鐵路等級為客運專線，設計時速250km/h，正線線間距4.6m，小平面曲線半徑一般4500m，個別3000m；最大坡度20‰，其中圖們北至琿春13‰；到發線有效長度650m，最小行車間隔：按3min設計。與既有圖們北修建聯絡線與新建正線左線連接，長軌條由長軌運輸車從焊軌廠經由聯絡線運至圖們北長軌存放場，爾后將長軌與相應數量的軌枕裝車，并與CPG500鋪軌機組連接，采用單枕連續法進行跨區間無縫線路鋪設，其中圖們北站采用換鋪法鋪設長軌條。

2 無縫鋼軌施工

（1）鋼軌焊接采用焊軌車閃光接觸焊，在道岔區接頭處采用鋁熱焊，區間正線焊軌隨鋪軌整道進度，左右線分區段交叉作業，先將500米長軌焊接為1.5～2km單元軌節，然后焊接成為無縫線路。在大機作業之前，利用風動卸砟車進行上砟、補砟作業，人工配合作業；然后利用大型養路機械按先初步整道后精細整道順序進行施工。

（2）當施工軌溫在設計鎖定軌溫范圍以內時進行鋼軌應力放散，鎖定方法是利用接觸焊對軌道進行焊接；當環境溫度低使得鎖定施工時軌道溫度比軌道設計要求的鎖定溫度低時，應力放散采用拉伸法，當環境溫度高使得鎖定施工時軌道溫度比軌道設計要求的鎖定溫度高時，應力放散采用滾筒法。

（3）采用閃光接觸焊對單元軌節間和長軌進行焊接鎖定，采用鋁熱焊對兩端與線路連接的鋼軌和道岔內的鋼軌進行焊接鎖定。鋼軌焊接應符合現行鐵道行業標準《鋼軌焊接》TB/（1632.1-4-2005）的規定，并按相關規定進行焊軌試驗，未經型式檢驗合格，嚴禁施焊。

（4）鎖定線路和放散鋼軌應力施工工藝流程如圖1所示。

a.檢測軌道狀態和近期軌溫。在進行軌道應力放散前對軌道枕下道床剛度、軌道幾何尺寸、橫向阻力、軌面標高、焊接質量和線路中線位置等進行全面檢測，保證符合規定要求后才能安排鎖定線路。為確定軌道鎖定的施工時間，對軌道溫度的近期情況進行調查，確定軌道溫度隨時間變化規律。

b.設置觀測位移樁和臨時位移觀測點。位移觀測樁的設置按照相關規范和設計文件規定進行。在軌道上按照位移觀測樁設置情況對臨時位移觀察點進行標記和觀測，對應力放散是否完全進行判定。

c.鋼軌頂起。在長100m上一單元和放散單元軌節范圍內設置間距10m的滾筒，為把鋼軌頂起放置到滾筒上，卸除扣件后用起道機頂起鋼軌保證其底面不低于承軌面5cm。觀測臨時位移。因頂起鋼軌后會因軌溫不同在鋼軌內會出現殘余應力和位移，采用在兩端設置拉軌器對鋼軌進行來回串動并進行位移觀察，如位移不滿足線性增加，則應對不均勻位移位置鋼軌進行串動撞軌，保證單元軌節終點位移最大值和計算的位移一致。

d.拉軌。用拉軌器對單元軌節起點端進行固定，拉伸終點端到規定位置后固定。軌溫滿足規定要求并且鋼軌內部應力為零時，依次去除放散起點到軌道終點范圍內的滾筒，把鋼軌落到軌枕上，用扣件對鋼軌進行緊固和鎖定，同時記錄拉伸量和軌道溫度，對鋼軌零位移點進行標記。

e.焊接鎖定和位移觀測。對上一放散和本次放散單元軌節利用鋁熱焊進行焊連。在第一個月內，對單元軌節放散鋼軌位移進行測量，測量頻率為1星期1次，一個月后的測量頻率為1月1次。如果測量位移不滿足要求時應認真分析原因，對位移超標的鋼軌地段進行重新放散鎖定。同時應對鎖定焊縫、鎖定日期、單元軌節、鎖定軌溫、單元焊焊縫、鋼軌位移零點和位移觀測樁等按要求在鋼軌上進行標注。

f.應力的放散和鎖定。按《無縫線路鋪設及養護維修方法》

（TB2098）確定施工鎖定軌溫，并保證滿足設計鎖定溫度。應在軌溫均勻情況下進行應力放散，并且保證同一區間單元軌節、相鄰施工單元軌節和左右兩股鋼軌的鎖定軌溫差分別不超過10℃、5℃和3℃。鎖定后對設置的長鋼軌縱向位移立即按要求進行測量。

g.應力放散方法。正線鋼軌焊接先采用“單元焊”，將鋼軌焊接成1km～1.5km的單元軌節，然后進行應力放散鎖定將單元軌節焊接成無縫線路。單元軌節焊接時可與鋪軌同時進行，在焊接過程中要與前方鋪軌保持一定的距離，不影響鋪軌。當長軌列車需要返回鋪軌基地時要使焊軌機開至封閉區間進行避讓。當作業時軌溫處于設計鎖定軌溫范圍時予以鎖定。當施工溫度比設計鎖定軌溫低時，先對長軌用拉伸法進行應力放散，再進行鎖定，當施工溫度比設計鎖定軌溫高時，先對擱置在滾筒上的長軌用木錘敲擊進行應力放散并進行臨時鎖定，當軌溫滿足規定要求時，再進行放散應力和鎖定。在應力放散后記錄好單元軌節的鎖定日期、拉伸量、鎖定軌溫、鋼軌位移觀測初始讀數和單元軌節編號。最后進行整修打磨不平順焊縫、復核鎖定軌溫和復核鎖定軌溫等軌道整理工作。

h.計算鋼軌的鋸軌量和放散量。計算鋸軌量△1″=△1′+λ±α，式中：α為整治線路爬行時鋼軌移動量；△1′為放散量，mm；△1″為鋸軌量，mm；λ為焊接頂鍛量，mm。其中，應力放散和當移動方向一致時α取正，應力放散和當移動方向不一致時α取負。計算放散量△L=αL（t1-t2），式中：t2為作業時軌溫，℃；L為需要放散應力的鋼軌長度，m；α為鋼軌膨脹系數，α=0.0118；t1為鋼軌的設計鎖定軌溫，℃；△L為放散量，mm。

i.應力放散要點。當實際鎖定軌溫不滿足規定要求，鋼軌出現過量伸縮和不均勻位移時應對應力進行再次放散，對鋼軌進行重新鎖定。位移觀測樁200米區域內如果相對位移量超過1cm，位移量大于2cm，應迅速采取措施，查明原因，對超標的單位軌進行重新放散應力和鎖定。完成鎖定并經過列車碾壓后，應及時組織復緊軌枕扣件，達到鎖定要求。

3 結束語

采用上述方法，安全順利地完成了延吉西至琿春無縫鋼軌施工各項檢測均滿足規定要求，表明采用的方法是成功的，為無縫鋼軌施工提供了技術資料。

參考文獻

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