重載鐵路小半徑曲線換鋪無縫線路施工技術

楊慶勇

(中鐵一局集團 新運工程公司，陜西 咸陽 712000)

1 工程概述

朔黃鐵路是重載運煤專線，雙線電氣化鐵路，全長600 km，西起山西省神池縣神池南站，與神朔鐵路相聯，東至河北省黃驊市黃驊港口貨場，自2000年5月開通營運以來，年運量逐年大幅度增加，2005年完成8 600萬t，2005年開始換鋪75 kg/m重型鋼軌無縫線路，通過設備綜合技術改造后，可以實現重載運輸，施工分3期，至2009年結束施工，其中小半徑曲線換鋪重型鋼軌無縫線路是施工難點。

2 小半徑曲線換鋪施工

75 kg/m特重型鋼軌斷面大，現場氣壓焊接困難，換鋪小半徑曲線時留給鎖定焊接(氣壓焊)時間少。

換鋪過程中，曲線上股入槽后較原來舊軌上股長，未換入槽長軌出現“鼓肚”;下股入槽較原來舊軌短，未換入槽長軌出現“拉直”，使換軌車被卡，前進后退均困難，甚至軌道車牽引不動。

在小曲線半徑上換軌施工時，長軌通過換軌車龍口被抬高1 m，，長軌容易側翻;長軌拉伸鎖定時，曲線內側軌枕錨固螺栓與長軌軌底邊緣緊靠，長軌不能被均勻拉伸且容易側翻。

2.1 換軌車組編組(見圖1)

2.2 小半徑曲線換鋪施工

2.2.1 工藝流程圖(見圖2)

2.2.2 技術要求

1)換鋪無縫線路施工準備。對所要換鋪線路上的扣件進行涂油、試松，確保可卸性，并調查缺損扣件、配件數量，以備換鋪時補充。確認單元軌節始端與已換鋪無縫線路終端的搭接量足夠1.5～2.0 m(卸軌和單元焊時都應確認，以便在鎖定焊前處理)，否則應竄軌達到要求。搭接量定為1.5～2.0 m，搭接量l=a/2+t+d+f，其中 a為75 kg/m魚尾板長 1 000 mm，t為電務跳線鉆孔至魚尾板端頭距離 100 mm，d為換軌車換鋪曲線后下股由砟肩到軌枕槽的單元軌節縮短量，一般下股新軌距舊軌距離不超過1 m，f為富余量，按150 mm計算。

圖1 換軌車組編組

圖2 換鋪無縫線路基本工藝流程

2)檢查、確認單元軌節內單元焊頭焊接質量滿足鋼軌焊接技術條件。

3)撥順單元軌節，使其緊靠軌枕端頭，但新軌軌頂面高出舊軌頂面不得大于25 mm。單元軌節下直線地段每25 m、曲線地段每10 m墊120 mm高滾筒。換軌前一天將需要更換的扣件、豎向滾筒、φ16 mm滾杠散布到位，滾杠和豎向滾筒每隔8 m散布1對(軌枕按1 840根/km布置，即每15根1對)。長軌撥順且緊靠軌枕端頭將使長軌換軌入槽后與舊軌長度差最小，減少換鋪阻力。長軌下支墊滾筒將使長軌在換軌受力時伸縮自如。滾杠、豎向滾筒均為長軌拉伸做準備。

4)各種工機具到位，如氣壓焊設備、拉伸器、鋸軌機、發電機、鉆眼機、撞軌器、內燃電動扳手等等。撞軌器(一般用3臺)原則上在換鋪長度范圍均勻放置，可根據曲線所在位置、曲線長短調整，見圖3所示。撞軌器1配合拉伸器1拉伸始端，與換軌車組保持距離為400～500 m。撞軌器2在換鋪方向第1條曲線終點處，撞軌器3在第2條曲線中間，3個撞軌器根據換軌進展調整位置。內燃電動扳手每300～350 m線路配置2臺，起端、終端各增加1臺。

5)檢查換軌車、各種設備工具完好程度，確保點內施工時運轉正常。

圖3 換鋪單元軌節時撞軌器布置示意

2.2.3 線路封鎖后的作業

1)確認線路封鎖后，設置回流線。回流線設置妥當后，拆除扣件和線路加強設備。為節約時間，舊軌魚尾板上螺栓每根鋼軌每端保留1根，更換新膠墊，其中安放滾杠的膠墊暫不更換。

2)換軌車到達工地后，使其達到工作狀態，新舊軌分別穿過龍口。配合換軌人員分新軌組、舊軌組，手持撬棍、鐵鉤分別將新軌撥入槽，舊軌拖拉至砟肩。舊軌龍口前方必須派專人，用鐵鏟鏟除還沒有更換的膠墊。撥新軌入槽人員手持撬棍，找到支點撥軌時不斷搖動撬棍以使鋼軌順利入槽。扣件組人員緊跟換軌車，分組安裝滾杠、豎向滾筒(曲線范圍安裝)、扣件，此時扣件中的螺帽只上二到三絲。上滾杠、豎向滾筒有利于換鋪和拉伸長軌時鋼軌伸縮，上扣件防止拉伸長軌時鋼軌側翻。

3)換軌車行走困難或新舊軌難以就位之前，上股在始端用拉伸器1拉伸新軌，同時撞軌器1向換鋪前進方向撞軌，撞軌器2、撞軌器3向換鋪反方向撞軌，見換鋪單元軌節示意圖4(a)情況一，使新軌由于換鋪產生的應力降到最低。換軌車同時前進，撞軌器根據換鋪進展相對移動，當換軌車通過第1條曲線或距換鋪起點500 m以上時，距離換軌起點75 m處扣件鎖定新軌30 m，拆除拉伸器1，鋸軌撥曲線進行鎖定焊接。換軌車組進入第2曲線后，撞軌器1、撞軌器2移動到第2曲線下股，共同向換鋪反方向撞軌，撞軌器3配合拉伸器2在上股向換鋪前進方向撞軌。拉伸器拉伸鋼軌不能過猛，每次動作不宜超過50 mm，見換鋪單元軌節示意圖4(b)。

圖4 換鋪單元軌節示意

4)換軌指揮人員要前后觀察換鋪情況，及時安排解除舊軌連接，小半徑曲線一般安排長25 m鋼軌10根解除一次，換下的舊軌魚尾板要求全部解除，擺放在砟肩的舊軌，迎車方向軌頭必須在順車方向軌頭外側。換軌車到達換鋪終點時，距軌端50 m處安裝防翻器，防止新軌落地后側翻，同時在新軌終點軌枕頭上放置枕木頭，防止鋼軌落下砸傷軌枕。

5)換軌車組完成換軌后運行至下一單元卸扣件，待已換軌單元鋸軌合龍、拉伸鎖定完成后返回，再一次回收除鋼軌以外的全部舊料。長軌拉伸鎖定的同時拆除豎向滾筒和滾杠，鋸切舊軌長度根據拉伸量確定，拉伸量 ΔL=αL(TS-TSC)，其中 α為鋼軌線膨脹系數，α=11.8×10-3，mm/m·℃;L 為鋼軌長度，mm;TS為鋼軌的設計鎖定軌溫，℃;TSC為鋼軌的實測軌溫，℃。單元軌節兩端各有3個軌溫表測量軌溫，單元軌節拉伸前，以每端測量值相近的兩個軌溫表值再取平均數為鋼軌的實測軌溫。

6)單元軌節拉伸鎖定完成后，開通線路前，應對新換鋪線路進行安全、質量檢查，包括軌距、方向、水平、三角坑和侵限障礙物。

7)線路開通后3 d內安排人員復緊線路扣件，保證無縫線路換鋪質量。

3 結束語

朔黃鐵路技術改造換鋪75 kg/m無縫線路共換鋪單元軌節263個，含半徑≤600 m曲線的單元軌節為39個，占單元軌節總數的15%，通過施工中不斷總結經驗，改進施工工藝，優化施工組織，天窗點內按時完成了換鋪任務，為重載鐵路技改積累了寶貴經驗。

［1］呂光棋.山區鐵路小半徑曲線地段鋪設無縫線路探討［J］.鐵道建筑，2004(6):74-76.

［2］侯玉碧，孫占恒.鋪設75 kg/m鋼軌跨區間超長無縫線路［J］.鐵道建筑，2002(10):38-40.