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摘要:随着我国铁路事业的飞速发展,为了达到提速的设计要求,无缝线路的使用成为必然选择。无缝线路减少了钢轨接头,提高了线路的平顺性和整体刚度,非常适合高速、重载列车运行,还可减少机车车辆的运营费用,可见,大力发展无缝线路是一项具有重大技术经济意义的举措。
关键词:铁路;无缝线路;设计;施工
引言
无缝线路被认为是20世纪轨道结构最突出的改进与创新。本文考虑铁路无缝线路技术的水平的提高,从施工的实际需要出发,对我国当前无缝线路轨道施工方法进行了探讨和总结。
1 无缝线路基本原理
在普通轨道上,钢轨长度一般只有12.5 m或25 m,在接头处都留有轨缝,钢轨随轨温的变化可以伸缩。无缝线路上,钢轨长度在1 000m以上,这种轨道是被“锁定”着的,当轨温发生变化时,钢轨不能自由伸缩,在内部产生一种力,称为温度力。夏天轨温升高,钢轨欲伸长,但因受阻力影响而不能实现,从而转化为压应变,在钢轨内部产生压应力。冬季轨温降低,钢轨欲收缩,但因受阻力影响而不能实现,从而转化为拉应变,在钢轨内部产生拉应力。这是无缝线路区别于一般线路的根本特点。
由理论计算和运营实践表明:无缝线路内部的温度力的大小与轨温的变化幅度成正比关系,而与钢轨的长度无关,所以,在一定的温度变化条件下,只要轨道的强度与稳定能够得到保证,无缝线路的长度可以不受限制。但在实际应用中,考虑到自动闭塞区段绝缘接头的设置,桥梁、隧道、道叉的衔接及施工、维修的方便,无缝线路的长度一般为1~2km,两端还铺有短轨作为“缓冲区”,致使此种无缝线路中尚有10%左右的有缝线路。
2 施工工艺流程
预铺道碴→锁定轨温→长轨轨道铺设→长轨节基地焊接→大机加强整道→应力放散锁定→钢轨打磨→线路开通。
3主要施工工艺
3.1 预铺道碴:道床底碴摊铺必须保证底层道砟摊铺的质量达到规范要求。推土机将预铺道碴摊平,并用压强不小于150kpa压路机进行碾压,人工配合整平,压实密度不低于1.7g/cm3,预留起道量不大于5cm。
3.2 锁定轨温:锁定轨温正确与否直接影响行车安全,是无缝线路设计、施工、养护的准绳,施工中一段长轨条的锁定需要一定的时间,因此,施工规定,把长轨条始终段落槽就位时的轨温平均平均值作为施工锁定轨温,同时要求始终端就位时的轨温必须在设计轨温的允许范围内。
3.3 长轨轨道铺设:铺设线路时先准备好滚筒、小推车、钢轨拉伸器、临时钢轨接头等工具,人工配合,第一次铺设成型后,再利用其运输第二线长轨,人工拔移长轨至第二线位置,人工铺设达标。也可先运输第二线长轨,人工拔移铺设第二线同时机械换铺第一线长轨,长轨铺设按配轨方案执行,铺设时注意控制好编号、轨头侧别和接头位置及相错量,长轨线路铺设完毕后,人工合碴,小型机具养护线路至达标。
3.4长轨节基地焊接:钢轨进入焊接基地后,钢轨卸车应对钢轨进行超声波探伤检查,对检验合格的钢轨进行同温条件下的长度丈量,按长度配对并统一编号,在自动作业流水线上按顺序焊接钢轨。钢轨焊接过程中,钢轨伸出长度,闪光流量、闪光初速、闪光末速、焊接时间、接触压力、顶锻压力等工艺参数是保证焊接质量的关键,不得随意变动。
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采用气压焊或铝热焊现场将各长轨间联合接头焊接,形成1500m左右单元轨节,焊接仍要进行焊接前形式试验和焊接中周期性检验,联合接头相错量控制在不大于100mm,以提高列车高速运行时舒适度。
3.5大机整道:两单元轨节之间用无孔夹板连接,采用起拨道捣固机、配碴整形车、动力稳定车等机组拨进入新线进行整道作业,不少于3遍,人工配合补充道碴,整道作业后,对道床的力学参数和线路的几何参数进行检测,确保道床参数达到初期稳定状态的要求。
3.6 应力放散锁定:实际锁定轨温不在设计锁定轨温范围之内,或左右股长轨条的实际锁定轨温相差超过5℃,同时跨区间和全区间的两相邻单元轨条的锁定轨温差均不得大于5℃,同一区间内各单元轨条的最高与最低锁定轨温不得大于10℃,放散后将两单元轨节间接头进行锁定焊,形成接头进行跨区间无缝线路。固定区或无缝道岔出现严重不均匀或不正常的位移的,无缝线路的锁定轨温必须准确、均匀。
3.7 钢轨打磨:线路成型稳定后,对全线钢轨进行预打磨,打磨次数不少于两遍,采用钢轨打磨车对钢轨进行全长打磨,消除钢轨的短波不平顺,进一步提高线路平顺,提稿旅客舒适度。打磨前要确认打磨车的测量和打磨装置放置是否正确,并确认每遍打磨作业的打磨深度、打磨角及作业压力等作业参数。
3.8 线路开通:为保证安全,线路首次开通速度宜控制在80km/h,开通后5d内大机配合细整道可提120-140km/h,而后再分阶段运营和维护逐级提速至设计值。
4 质量控制
4.1 英里放散应做到放散均匀、锁定准确,相邻两段单元轨节的锁定轨温之差不得大于50℃,左右两股钢轨的锁定轨温之差不得大于3℃,同一设计锁定轨温的最高与最低锁定轨温之差不得大于100℃。
4.2 应力放散时观测,应力放散时,每隔150m或100m设一个位移观测点,观测放散时的钢轨位移量,应力放散应均匀。
4.3 锁定后无缝线路的位移观测。锁定后无缝线路的位移观测桩处换算200m范围内相对位移量不得大于10mm,任何一个位移观测桩处位移量不得超过20mm。
4.4 单元轨节应在道床达到初期稳定阶段方可进行线路应力放散工作。
4.5 线路应力放散前应掌握当地轨温变化情况,根据轨温变化规律,合理选定施工时间及计划锁定轨温。
4.6 单元轨节锁定前按设计要求设置好位移观测桩。
4.7 测量轨温必须准确,轨温表必须经过检验,在有效期内使用。
5 安全措施
5.1 施工前进行安全教育及技术交底,防护员要经考试合格后持证上岗。有施工负责人组织车间主任及相关人员进行质量检查,确认符合放行列车条件后,由施工负责人向驻站联络员发布开通命令,并通知现场施工人员,驻站联络员向现场防护员下达撤除停车信号标志,设置没慢行标志。
5.2 慢行来车时防护员下达下道指令后,施工人员要将使用工具随身带出限界以外,不得放在道板心上。防护员要检查工具、料具是否侵限。
5.3 开通线路前要全面检查滚杠是否全部撤除,禁止遗漏。
5.4 施工前要对机具全面检查,确保使用良好。
5.5 为防止特殊情况的发生,要准备气割设备一套,锯轨、钻孔工具一套,备用接头螺栓六套、臌包夹板一对。
结语
无缝线路在铁路的建设发展中得到了越来越广泛的应用,其涉及到路基、道床、钢轨、焊接、养修、轨道结构和强度等多个专业,需要设计、施工各部门的沟通合作,不断总结先进的方法,根据实际环境和条件,选择可靠的施工技术,更好地完成我们的本职工作,保证无缝线路铁路的畅通运行,为铁路的跨越式发展和大提速做出自己的贡献。
参考文献
[1]许强.包西铁路跨区间无缝线路施工技术综述[J].包钢科技,2012,02.
[2]应立军;吴湘华.跨区间无缝线路长轨铺设技术[J].铁道知识,2004,04.
[3]铁路轨道工程施工质量验收标准(TB 10413-2003)[S].北京:中国铁道出版社,2003.
论文作者:张闯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/20
标签:钢轨论文; 线路论文; 位移论文; 应力论文; 轨道论文; 作业论文; 铁路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;