既有鐵路成組更換重載道岔施工關鍵技術

熊正華/XIONG Zhenghua

（中鐵十二局集團第七工程有限公司，湖南 長沙 410000）

1 施工背景

道岔作為線路設備的薄弱環節，歷來是線路病害的高發地段，僅通過對道岔設備進行日常養護、清篩搗固往往無法滿足要求，對道岔設備進行升級改造，成組更換重載道岔是最直接且長期有效的應對手段。朔黃鐵路隨著2016 年3 月2 萬噸列車的開行及后期常態化運行，運量進一步增加，由2016 年的27 247 萬噸增加到2022 年的34 021 萬噸。軸重大、高密度和運量大導致線路道岔設備磨損嚴重，使2 萬噸徑路道岔基本軌、尖軌、轍叉及零配件等傷損遠大于普通同型號道岔，道岔病害頻繁發生，增加了日常維修養護的工作量，加大了保障設備安全的難度，現有設備已無法滿足高運量對設備的高負荷。因此，在現有設備基礎上，對2 萬噸列車徑路設備進行強化，對既有普通道岔進行升級改造迫在眉睫。重載道岔未換之前道岔常見病害主要有：橡膠墊板磨損、各部連接零配件傷損或折斷、軌件壓潰掉塊、導曲線上股鋼軌肥邊和磨損發展迅速，幾何尺寸難以保持，道岔養護周期縮短。

2 工程概況

更換肅寧北站道岔30 組，其中既有60kg/m鋼軌12 號混凝土枕單開道岔更換為重載道岔21組，既有75kg/m 鋼軌12 號混凝土枕單開道岔更換為重載道岔9 組。本工程工期緊、所有施工作業必須在天窗點內進行。施工沿線為既有電氣化鐵路，既有設備、管線較多，集中分布在鐵路沿線，給施工帶來了很大的安全隱患，施工地段較長，牽涉到的專業、設備管理單位較多，對施工協調、施工安全提出了很高的要求。

3 成組更換重載道岔施工關鍵技術

在朔黃鐵路行車密度大，行車速度快的運營線路上更換重量重的混凝土枕木重載道岔通常運用整組成型道岔推移法進行更換原有道岔。成組更換道岔施工工藝如圖1 所示。

圖1 成組更換重載道岔施工工藝流程

3.1 施工前期準備

開工前需對施工地段進行詳細調查并做好記錄，針對各種不同問題研究提出各種不同的解決辦法。及時與朔黃鐵路各工隊、車站溝通，按照施工計劃向朔黃鐵路運營部門報備。本工程為天窗要點施工，必須采取有效措施，做好現場施工防護，確保鐵路開通后運營安全和現場施工安全，同時還要保證施工質量和工程進度。根據對現場情況的調查，按“先橫向后縱向，縱橫相結合”的原則選定推移方法。

3.2 重載道岔預鋪

人工進行預鋪道岔作業，根據道岔圖紙各部分岔枕按編號順序擺放，在直股外側取齊。將墊板、滑床板、膠板按照道岔擺設圖擺放安裝到位，按順序將道岔鋼軌鋪設連接后安裝扣件。組裝完畢，及時進行復測，首先進行理論尺寸的核對，找出差異部分，進行分析校對。提前配軌需結合現場溫度變化情況，按早、中、晚、夜間等時間段分別進行測量，觀察各部分的長度變化，以便及時調整。

3.3 拆除舊道岔及道砟處理

天窗開通后，對原有的道岔及前后引軌部分軌道、電務設備等進行拆除，并將拆除的道岔、枕木、鋼軌等物資設備移至制定的場地存放。舊道岔拆除后，根據現場實際情況添加新道砟更換不合格的舊道砟，將道床整平，確保道砟平整度符合設計規范要求。

3.4 道岔橫移、縱移

采用50kg/m 鋼軌為滑軌，每條軌道下設1.5m 間距枕木垛并用道釘固定。一端與預放在道岔下的橫向滑軌用連接板進行聯結牢固，另一端支撐在穩固的枕木垛上，其間距、方向及穩定性應滿足要求，為道岔橫向移動提供安全可靠的條件，為避免軌道撓度過大，造成道岔橫向移動效率低，橫移道岔每組單開道岔采用滑軌、小滑車。

橫穿滑移的鋼軌，用均衡布置的液壓千斤頂頂起原有的道岔后，用提前準備好的短枕木頭雙排交叉支墊原有道岔且支墊平穩，再移出起道的千斤頂后，在道岔下方穿入重量為50kg/m 的鋼軌作為滑動鋼軌，滑軌的插入數量和每根滑軌的具體長度要根據現場實際情況來確定。同時要保證滑軌不得侵入臨近線路范圍內?；廛壪蜣H叉位置第5 孔安裝1 根滑軌，之后，岔尖每間隔12孔安裝1 根滑軌和雙輪滑車，岔尾位置每隔8 孔安裝1 根滑軌，詳見圖2。

圖2 橫向導軌布置圖

道岔縱移采用小滑車專用裝置，待軌排落位后，及時撤出，并運回預鋪場地，及時撤出線路。

3.5 道岔就位及連接

道岔橫移就位后，同時打起道岔，支墊短枕木頭，撤出滑軌、臺車，道岔落位。調整道岔位置、方向，并與前后線路連接，使用夾板進行連接。落位后利用液壓起道機初調大平，調整到位后開始進行回填石砟作業?；靥詈蟊ＷC轉轍部分平整，避免影響大機搗固作業，利用挖機配合人工回填石砟，保障回填進度，避免延誤時間。

3.6 應力放散

更換道岔施工前，上行跨區間無縫線路應對該咽喉區前后一定范圍內長軌進行應力放散；更換道岔竣工前，上行按原標準或按設備管理單位要求標準恢復跨區間無縫線路，下行區間無縫線路按原標準恢復緩沖區，確保既有線路的安全和穩定。

應在設計的鎖定鋼軌溫度范圍之內鎖定即將施工無縫線路，相鄰單元鋼軌之間鎖定軌溫的溫度差要控制在5℃以內，相鄰股道之間的鎖定軌溫差也要控制在5℃以內，且在同一區域內不同單元鋼軌節的鎖定軌溫之差控制在10℃以內。

將撞軌器安裝在單元鋼軌節的合適位置上，撞軌器連續撞擊需要應力放散的鋼軌進行應力放散，應力放散鋼軌的伸長量出現了反彈的狀況，就可以認定鋼軌達到了內部應力為零的狀態。

3.7 配軌

首先進行測量單元軌節的鋼軌溫度（包括前端、中端、末端），取3 個位置的平均值作為單元軌節的鋼軌溫度，計算鋼軌的拉伸量和鋸軌量。

配軌時項目部管理人員必須認真測量、計算并多次校核后，向施工班組長進行技術交底。施工班組長復核無誤后向操作人員下達鋸軌任務。配制好施工使用的鋼軌后，由現場作業人員及時用紅色的油漆在鋼軌上的醒目位置注明“鋼軌的長度、道岔型號、具體使用位置”等信息字樣，再組織施工人員將配制好的鋼軌挪到至使用的位置附近。在道岔施工的3 天前，根據天窗點的時間段，現場預測量鋼軌的溫度，計算出施工時應該預留的鋼軌縫隙寬度。如果遇到溫度變化沒有規律，不能準確預測預留的鋼軌縫隙寬度，就安排施工班組在施工當天進行鋼軌配制。

按照設計要求調節鋼軌縫隙寬度。更換的重載道岔與既有道岔的岔心位置無變化，道岔落槽岔前定位后、再配軌連接。直股接頭安排專人進行復緊。

3.8 后續工作

道岔橫移就位后，拆舊料人員去下組要更換的道岔做準備，進行備砟及拆除規矩拉桿作業。換軌人員調去對下組要更換的道岔進行配軌核對，并將配軌撥移對位。

當日成組更換道岔完畢后，先利用軟軸搗固機進行初步搗固，然后道岔搗固車進入施工區段進行搗固作業。搗固作業時先搗直股、再搗曲股，作業人員保持與搗固車不小于5m 的安全距離。特殊地段可適當增加搗固次數，確保施工地段搗固良好、滿足線路開通條件，大機搗固完成后，對缺砟位置進行補砟并整修道床。大機搗固之后，對道岔進行回檢，利用小蜜蜂搗固機對部分搗固不充分的位置進行再次搗固，確保線路軌距、水平等幾何尺寸符合要求。

3.9 銷點開通

施工完成后，現場管理人員和工務段一起對施工封鎖范圍內的鐵路線路、施工道岔、施工現場的材料堆放與線路限界等進行仔細的檢查確認，確保達到列車放行條件后向車站申請銷點，辦理銷記手續，同時通知施工現場撤除防護，開通放行列車。

4 施工控制要點

1）對鋼軌組件和零部件進行有效防護，不能錘擊鋼軌，防止其產生變形或損壞。

2）道岔尖軌和道岔的基本鋼軌組件所安裝的墊板因安裝、拆卸、挪移時而導致的偏離設計岔枕間距，須將墊板調整到設計間距標記的位置上。

3）彈性夾采用專用工具安裝，安裝時不得損壞滑床臺板上表面。彈條T 形螺栓安裝到位時應該是豎直的。

4）電務轉換設備零部件的防腐層鋪設過程中不應破壞，如出現防腐層失效應及時處理。

5）岔枕的起道高度不宜大于5cm，每次起道施工后枕木頭外邊應有充足的道碴，以確保道岔整體穩定性良好。枕木的撥道量不宜大于5cm，道床中心與線路設計中心偏差不宜大于3cm。

6）絕緣接頭兩側采用絕緣軌距塊。

7）道岔絕緣位置的設置，根據現場實際情況進行設置，根據線路實際使用情況，確定道岔接頭螺栓孔的鉆制。

5 重載道岔與普通道岔對比優點

1）普通道岔允許軸重25t，允許通過速度直向90km/h，側向40km/h；重載道岔允許軸重27t，允許通過速度直向重載貨物列車（牽引質量8 000t 及以上或27t 軸重）100km/h，其他貨物列車120km/h，側向45km/h。

2）重載道岔產品采用了先進的相離單圓曲線線型及刨切基本軌加厚尖軌技術，在基本軌和尖軌秘貼段將基本軌工作邊一側刨切5mm 以增加尖軌厚度，尖軌長度由14 211mm 變為15 445mm，尖軌刨切長度的增加減小了沖擊角，延長尖軌使用壽命。

3）混凝土岔枕性能提升，普通道岔岔枕底寬300mm、頂寬260mm、高220mm，重載道岔岔枕底寬310mm、頂寬260mm、高230mm，岔枕底寬與高度的增加，提升了承載與抗彎能力。

4）重載道岔采用岔枕上預埋鐵座代替預埋尼龍套管的聯結方式，大大提高了扣件承受列車橫向載荷能力；采用彈性分開式彈條Ⅱ型扣件系統取代傳統分開式Ⅱ、Ⅲ型彈條扣件，改善了受列車沖擊易出現彈簧墊圈傷損、立螺栓及鐵墊板等折斷等病害產生。

5）采用心軌加寬技術，單側加寬4mm，查照間隔調整為不小于1 388mm，心軌的加寬有效降低了轍叉心軌壓潰、掉塊等傷損病害發生。

6）道岔滑床板、護軌墊板內側采用彈性夾扣壓結構，如圖3 所示。整組道岔的剛度更為合理，使用專用工具拆、裝，較原有彈片扣壓拆卸更為便捷，更換基本軌時省時省力，同時解決了原有彈片竄動、折斷、泥沙進入縫隙不易取出，銷釘銹蝕不易取出等困難。

圖3 彈性夾扣壓基本軌

7）頂鐵螺母的外邊使用彈簧墊圈加防轉動裝置的結構形式，該結構形式由鋼軌墊圈、豎向插入式的防轉片、開口插銷組成，如圖4 所示。鋼軌墊圈密貼鋼軌中間進行安裝，再進行擰緊螺母。豎向插入式防轉動片向下插入鋼軌墊圈的槽口內與螺母外面相互一起配合，限制了安裝螺母的轉動，能有效防止螺母松動。

圖4 改進后的螺栓裝置

8）轉轍器跟端采用大位移量限位器，子母塊間隙15mm，限位器子母塊設有防轉臺，螺母設有角梅花防松帽及開口銷，限制螺母轉動，防止松動。

9）彈條、螺母、軌距塊、限位板、T 型螺栓均采用防腐材質，有效解決重車線機車撒沙嚴重，造成扣配件腐蝕。

10）滑床板采用特殊材質，防銹處理，光滑度的提高，使道岔扳動轉換阻力減小，解決了道岔轉換刨切部分密貼，尖軌后部段不到位靜態小軌距及頂鐵假離縫病害，減少道岔故障率，特殊材質相對原有滑床板更為耐磨，降低了滑床板磨耗速度。

6 結語

重載道岔幾何尺寸變化較緩，聯結零配件及鋼軌傷損率低，在線運行狀態較好，各種綜合病害率明顯低于普通道岔。重載道岔相對于既有普通道岔而言，使用壽命更長，維修工程量更小，綜合性價比更高，更適應于重載鐵路發展趨勢。重載道岔的應用能可靠、有效的保障鐵路既有線運輸安全，對重載鐵路的運營通暢和降低運營過程中的維護成本具有重要的意義。