1、无缝道岔铺设及应力放散施工技术分析摘要：跨区间无缝线路指的是轨道的长度能够跨越多个区间甚至全区间，并且与车站道岔相焊联，取消或是减少了缓冲区，减少了轨道接头，提高了列车运行的安全性。本文中以某无缝道岔工程为例，对其施工中的关键技术进行了探讨，以促进我国铁路事业的快速发展。 关键词：无缝道岔；区间；铺设；技术 中图分类号：TU74 文献标识码：A 跨区间无缝线路是一种新型轨道结构类型，完全消除了钢轨接头，彻底实现了线路的无缝化，其优点十分明显。由于跨区间无缝线路适应高速与重载铁路的发展需要，因此，世界各国竞相发展。道岔无缝化是跨区间无缝线路发展的难点和关键技术。无缝道岔结构复杂，掌握其在温度力作
2、用下的受力和变形规律是无缝道岔设计、施工和养护维修的理论基础。 1 施工方法及工艺 1.1 应力放散量计算 形成超长无缝线路后，放散无缝道岔应力就必须切开应力放散股的一端，为防止道岔内的钢轨移动过大造成道岔的不方，另一端必须锁紧。为计算无缝道岔的应力放散量，假设应力放散仅在单个道岔长度内进行，不涉及两侧线路。外直股可能出现的最大应力放散量，按提速无缝道岔计算： L=0.0118LxAT 式中：L外直股全长； T可能出现的最大轨温差。 按该工程项目部施工现场测量的轨温为 10计算；应力预放散的锁定轨温为 26，伸长量为 7mm12mm(不同道岔长度不同)。 内直股可能出现的最大应力放散量由于内直
3、股的尖轨部分所受温度附加力可以忽略不计，所以尖轨内部所积存的应力也可视为零，计算长度从活接头到岔后切开点，设活接头至岔后切开点的距离(L)为 30m(有可能在岔尾以后的部位切开)，则L=6mm。由此可见，无缝道岔的应力放散量都不会很大，关键是要通过应力放散解决道岔不方、限位器预死等现象。 1.2 关于转辙及护轨部分的应力放散 由于转辙部分及护轨部分结构复杂，解开后安装时间长，存在应力放散时阻力大的问题。此两部分由于销钉和弹片的扣压，阻力比较大，主轨与尖轨及护轮轨联结牢固，解开后在点内恢复困难，只能考虑采用不解开的方案。通过论证，决定采取在垫板下设置滚杠，应力放散时让尖轨、护轮轨随同主轨一起移动
4、的办法，但前提条件是应力放散量较小。1.3 应力放散方法 利用钢轨拉伸器强制拉伸，再自由回缩，从而达到应力放散的目的。所谓强制拉伸，就是在封锁线路的条件下，将进行应力放散的一股或几股钢轨的扣件松开，锁定要进行应力放散的一股钢轨的一端。在垫板下放置滚杠，将基本轨接头以外 lm 多远的钢轨抬放在滚杠上，从另一端用钢轨拉伸器强制拉伸，拉伸的长度一定要超过应力放散量，然后让钢轨自由回缩，达到零直力状态，在回缩的过程中同时敲击钢轨，达到均匀地放散应力、自由回缩的目的。 1.3.1 调整限位器，保持道岔方正。应力放散的前提是道岔本身应方正，如：为了使道岔方正可结合应力放散通过调整限位器整治，当限位器在同方
5、向顶死时，可采取在相反的方向用拉伸器拉伸就位；当限位器顶死的方向不一致时，则应考虑改变应力放散方向进行调整，一般道岔应力放散量较小，限位器有 5mm7mm 的缝隙，在限位器允许的范围内就可调整。 1.3.2 主要作业程序。做好点前准备，包括重新拧紧道岔前后 50m范围内的扣件、接头螺栓，将道岔内扣件松开涂油后再上紧，方正好设置拉轨器外的轨枕，做好测量标记。按慢行点要求准备好道岔内螺丝和扣件。松开(或切开)道岔尾部两直股钢轨。松掉放散股的所有扣件，在铁垫板下设置滚杠并用木槌对钢轨进行敲击。测量轨温，按照公式计算出拉伸量，并在钢轨上和轨枕上用石笔标记出伸长量。安放拉伸器、用拉伸器对钢轨进行拉伸，同
6、时用木槌对钢轨进行敲击，拉伸长度要大于计算拉伸量(拉伸过程中注意观察限位器不能顶死)；停止拉伸后，放开拉伸器使钢轨进行自由回缩，并同时对钢轨进行敲击；当钢轨回缩至计算伸长量时，使用电动扳手对钢轨进行锁定。记录放散量和轨温。上紧所有扣件和螺栓。焊接轨缝。埋设位移观测桩并标记。 图 1 站场多组焊联道岔位移观测桩设置示意 1.3.3 道岔位移观测。如图 1 所示(尺寸以米计)：A 为岔头位置、B 为限位器位置、C 为岔尾位置。当 L 一50m 时，可不在中间位置设置位移观测桩 D。区间距岔头或岔尾 50m 处设置位移观测桩 E。位移观测桩采用埋置钢轨，埋置深度为 1.5m。位移观测桩钢轨头与轨顶面
7、平齐。位移观测桩埋置需牢固，采用浇注混凝土加固，如图 3 所示。道岔间如出现大区间可按单元轨节位移观测桩设置。遇到道岔曲股时，位移观测桩设置在曲股外。 图 2 位移观测桩埋置示意 图 3AA 断面 1.4 铝热焊 站场道岔钢轨焊接采用铝热焊焊接。其原理是利用铝粉与氧化铁发生氧化还原反应，产生钢水，浇铸在焊缝中完成钢轨焊接。具体施工工艺可分为以下几个方面(铝热焊焊接工艺流程见图 4)。 图 4 铝热焊焊接工艺流程 1.4.1 焊接接头准备。调整焊缝大小(25mm3mm)与位置(距轨枕边100mm 以上)，刨开接头轨下 200mm 范围内的道碴，用钢丝刷清洁轨端100mm150mm。轨端锯轨时，不
8、垂直度0.8mm。 1.4.2 轨端对正。安装钢轨对正架，将各调整螺栓就位(触及钢轨即可，不得上紧调整螺栓)。用直尺检查轨端对正情况，按对正架操作程序，松紧相应的调整螺栓对正轨端(水平对平，纵向对直扭转对正)。 1.4.3 调尖峰。将直尺置于钢轨顶面、并以轨缝居中。用楔形垫板在轨缝两侧的轨枕上(胶垫已去除)将轨端上调(轨底的两侧同时打进楔形垫板，以防钢轨侧移)。亦可用对正架调尖峰。尖峰值暂定为 1.6ram，即直尺为水平状态时，直尺两端尺下间隙均为 1.6mm。 1.4.4 砂模的准备。检查砂模无受潮，无裂纹，无变形，各组件不缺件，状态良好。将侧砂模在轨缝处进行摩擦，使其与钢轨密贴，清除浮砂。
9、 1.4.5 预热。测量并记录轨温。天气寒冷时，如果轨温低于 15，则应用焊炬加热至 37。t2，焊缝两侧应加热范围见表 1。 表 1 铝热焊焊前预热范围 安放预热器支架，并调整它的位置，使预热器处于砂模的中央、高低适中。调节氧气和丙烷的压力，使得焊炬的火焰获得一个约 12mm 长的焰心(通常为蓝色)。 1.4.6 焊药的准备(与预热同时进行)。揭下焊药编码标签，并将其贴在焊接记录表中。将自熔塞安在其位(钳锅底部中央)。打开焊药包，将焊药倒入钳锅内，用手将焊药搅匀，并将其顶部做成锥形。插入点火引信，将钳锅盖上。 1.4.7 浇注。将钳锅放在砂模上，并使其在砂模上居中。打开钳锅盖，点燃点火引信，
10、将点火引信插入焊药中(最深为 25mm)重新盖上钳锅盖(在预热结束后，焊药必须在 30s 之内点燃)。手持防漏棒，站在两侧准备堵漏。浇注完毕，当废渣停止流入灰渣盘(砂模中流出最后一滴多余钢水)时，按下秒表开始计时。 1.4.8 拆模及推瘤。浇注以后 5min 开始拆模作业，撤走钳锅及灰渣盘，拆走侧模夹具、夹板和金属底板，用热切凿切除焊头的顶部，推人铁铲中，并清理轨顶面、侧面的封箱泥，安装好推瘤机。浇注以后6.5min 开始推瘤(6.5min 未到之前不要推瘤)。 1.4.9 热打磨。浇注 10min 后，可以对焊缝进行热打磨，打磨时穿戴好防护用品(防护眼镜、护腿等)。热打磨后，焊缝顶面及内侧面
11、必须高出轨面 0.8mm 以上。浇注 15min 后，撤掉调尖峰用的楔形垫板，以便让焊缝冷却至水平(对正架亦在 15min 后拆除)。 1.4.10 冷打磨。浇注 1h 后，尖峰应完全消失，即可进行冷打磨作业。冷打磨采用钢轨仿形打磨机，对轨顶面、轨头两侧进行打磨。采用手提式砂轮机对轨底进行打磨。 1.4.11 探伤。用超声波探伤仪对焊头进行探伤，焊缝内不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹碴等有害缺陷，如有上述问题必须锯轨重焊。 1.4.12 收尾工作。废弃物不得乱扔，收入蛇皮袋中统一处理。清理所有设备、机具。 2 结束语 通过实际应用，道岔铺设和应力放散效果显著，受到人们的广泛好评。无缝道岔的成功
12、铺设，为我们积累了宝贵经验的同时，也为整个项目的顺利完工奠定了基础，为企业获得了良好的社会和经济效益。通过对无缝道岔应力放散技术的研究，以单组道岔为放散单元，在节约施工成本的同时也彻底放散了道岔内部应力，使无缝道岔更加稳定。 参考文献 1巨建民，谢欣.无缝铁路道岔温度力与位移计算的方法研究J.大连铁道学院学报，2002，(4). 2刘衍峰，高亮.铁路无缝道岔计算理论的优化探讨J.铁道标准设计，2005，(4). 3王平.无缝道岔侧股焊接形式的选择与分析J.铁道标准设计，2001，(8). 4无缝道岔铺设与应力放散施工技术研究J.科学之友，2009， （35）. TB209889，无缝线路铺设养护维修办法s.
