淺析無縫道岔鋪設與應力放散施工技術

李勝光

摘要：跨區間無縫線路是一種新型軌道結構類型，完全消除了鋼軌接頭，徹底實現了線路的無縫化，其優點十分明顯。本文主要探討了無縫道岔鋪設與應力放散的施工技術。

關鍵詞：無縫道岔；鋪設；應力放散；施工技術

中圖分類號： TU74 文獻標識碼： A

由于跨區間無縫線路適應高速與重載鐵路的發展需要，因此，世界各國競相發展。道岔無縫化是跨區間無縫線路發展的難點和關鍵技術。無縫道岔是跨區間無縫線路的技術難點。

無縫道岔內所有的鋼軌接頭都被焊接、膠接或凍結起來，并在道岔兩端與無縫線路長軌條連為一體。當軌溫升降時，無縫道岔兩端將承受溫度力，通過道岔有關部件的傳遞，岔區無縫線路鋼軌將承受附加溫度力的作用，同時道岔尖軌或可動心軌也將產生較大的伸縮位移，這樣就使得岔區無縫線路的狀況復雜。

1無縫道岔鋪設

1.1 施工準備

施工前，依照設計圖將道岔材料詳細地進行一次檢查、核對與整理工作。按轉轍器、轍叉及護軌，連接部分及岔枕分別仔細清點材料數量和檢查規格質量。對鋼軌、岔枕要逐根丈量注明尺寸，特別注意基本軌及轍后墊板的規格是否與道岔的開向相符，檢查所鋪的道岔與線路鋼軌類型是否相同，同時檢查引軌、異型

軌及墊板是否配套。清點后的零配件分類擺放整齊。如有缺少、損壞、尺寸及類型不符者，將進行補充、修理及更換。

鋪設前，首先平整場地，進行道岔測量定位，并在場地內釘立各單開道岔的岔頭、岔心、岔尾等控制樁，同時對岔頭和岔尾控制樁用混凝土進行保護，便于道岔鋪設施工時控制道岔位置。按設計道床寬度和坡度預鋪底碴，采用自卸汽車運輸，推土機平整，人工配合底碴整平，壓路機碾壓密實。

1.2 岔枕預鋪及線路養護

將準備好的劃有岔枕間隔尺寸標記的細鐵線纏在木樁上，兩端對準更換道岔的起終點，釘在地面上拉緊。按照這根鐵線的方向、間隔尺寸，并根據岔枕長度的順序，擺齊、擺正岔枕。擺齊、方正岔枕后，采用臨時鐵墊板、鋼軌與岔枕一起組裝成臨時軌排，以臨時軌排的形式將岔枕預鋪在道岔位置的線路上。然后分層搗固道床，撥正線路，使岔枕以下的道床密實，并確保岔枕位置整齊、方正。

1.3 岔軌換鋪

在岔枕下線路搗固密實，達到穩定后，即可以拆除臨時鐵墊板、鋼軌，換鋪道岔岔軌。檢查各部分間隔尺寸、尖軌密貼情況，補全全部道釘，上緊各部螺栓，同時做好道岔前后的臨時線路連接，使軌道連接方向順直。道岔鋪設后，當連接線沒有鋪設前，轍叉后加鋪一節臨時鋼軌。

2 應力放散的施工技術

利用鋼軌拉伸器強制拉伸，再自由回縮，從而達到應力放散的目的。所謂強制拉伸，就是在封鎖線路的條件下，將進行應力放散的一股或幾股鋼軌的扣件松開，鎖定要進行應力放散的一股鋼軌的一端。在墊板下放置滾杠，將基本軌接頭以外lm多遠的鋼軌抬放在滾杠上，從另一端用鋼軌拉伸器強制拉伸，拉伸的長度一定要超過應力放散量，然后讓鋼軌自由回縮，達到零直力狀態，在回縮的過程中同時敲擊鋼軌，達到均勻地放散應力、自由回縮的目的。

2.1 調整限位器，保持道岔方正

應力放散的前提是道岔本身應方正，如：為了使道岔方正可結合應力放散通過調整限位器整治，當限位器在同方向頂死時，可采取在相反的方向用拉伸器拉伸就位；當限位器頂死的方向不一致時，則應考慮改變應力放散方向進行調整，一般道岔應力放散量較小，限位器有5mm～7mm的縫隙，在限位器允許的范圍內就可調整。

2.2 主要作業程序

①做好點前準備，包括重新擰緊道岔前后50m范圍內的扣件、接頭螺栓，將道岔內扣件松開涂油后再上緊，方正好設置拉軌器外的軌枕，做好測量標記。②按慢行點要求準備好道岔內螺絲和扣件。③松開(或切開) 道岔尾部兩直股鋼軌。④松掉放散股的所有扣件，在鐵墊板下設置滾杠并用木槌對鋼軌進行敲擊。⑤測量軌溫，按照公式計算出拉伸量，并在鋼軌上和軌枕上用石筆標記出伸長量。⑥安放拉伸器、用拉伸器對鋼軌進行拉伸，同時用木槌對鋼軌進行敲擊，拉伸長度要大于計算拉伸量( 拉伸過程中注意觀察限位器不能頂死)；停止拉伸后，放開拉伸器使鋼軌進行自由回縮，并同時對鋼軌進行敲擊；當鋼軌回縮至計算伸長量時，使用電動扳手對鋼軌進行鎖定。⑦記錄放散量和軌溫。⑧上緊所有扣件和螺栓。⑨焊接軌縫。⑩埋設位移觀測樁并標記。

2.3鋁熱焊

站場道岔鋼軌焊接采用鋁熱焊焊接。其原理是利用鋁粉與氧化鐵發生氧化還原反應，產生鋼水，澆鑄在焊縫中完成鋼軌焊接。

2.3.1 焊接接頭準備

調整焊縫大小(25mm±3mm)與位置(距軌枕邊100mm以上)，刨開接頭軌下200mm范圍內的道碴，用鋼絲刷清潔軌端100mm～150mm。軌端鋸軌時，不垂直度＜0.8mm。

2.3.2 軌端對正

安裝鋼軌對正架，將各調整螺栓就位(觸及鋼軌即可，不得上緊調整螺栓)。用直尺檢查軌端對正情況，按對正架操作程序，松緊相應的調整螺栓對正軌端(水平對平，縱向對直扭轉對正)。

2.3.3 調尖峰

將直尺置于鋼軌頂面、并以軌縫居中。用楔形墊板在軌縫兩側的軌枕上(膠墊已去除)將軌端上調(軌底的兩側同時打進楔形墊板，以防鋼軌側移)。亦可用對正架調尖峰。尖峰值暫定為1.6mm，即直尺為水平狀態時，直尺兩端尺下間隙均為1.6mm。

2.3.4 砂模的準備

檢查砂模無受潮，無裂紋，無變形，各組件不缺件，狀態良好。將側砂模在軌縫處進行摩擦，使其與鋼軌密貼，清除浮砂。

2.3.5 預熱

測量并記錄軌溫。天氣寒冷時，如果軌溫低于15℃，則應用焊炬加熱至37℃。安放預熱器支架，并調整它的位置，使預熱器處于砂模的中央、高低適中。調節氧氣和丙烷的壓力，使得焊炬的火焰獲得一個約12mm長的焰心(通常為藍色)。

2.3.6 焊藥的準備(與預熱同時進行)

揭下焊藥編碼標簽，并將其貼在焊接記錄表中。將自熔塞安在其位(鉗鍋底部中央)。打開焊藥包，將焊藥倒入鉗鍋內，用手將焊藥攪勻，并將其頂部做成錐形。插入點火引信，將鉗鍋蓋上。

2.3.7 澆注

將鉗鍋放在砂模上，并使其在砂模上居中。打開鉗鍋蓋，點燃點火引信，將點火引信插入焊藥中(最深為25mm)重新蓋上鉗鍋蓋(在預熱結束后，焊藥必須在30s之內點燃)。手持防漏棒，站在兩側準備堵漏。

澆注完畢，當廢渣停止流入灰渣盤(砂模中流出最后一滴多余鋼水)時，按下秒表開始計時。

2.3.8 拆模及推瘤

澆注以后5min開始拆模作業，撤走鉗鍋及灰渣盤，拆走側模夾具、夾板和金屬底板，用熱切鑿切除焊頭的頂部，推入鐵鏟中，并清理軌頂面、側面的封箱泥，安裝好推瘤機。澆注以后6.5min開始推瘤(6.5min未到之前不要推瘤)。

2.3.9 熱打磨

澆注10min后，可以對焊縫進行熱打磨，打磨時穿戴好防護用品(防護眼鏡、護腿等)。熱打磨后，焊縫頂面及內側面必須高出軌面0.8mm以上。澆注15min后，撤掉調尖峰用的楔形墊板，以便讓焊縫冷卻至水平(對正架亦在15min后拆除)。

2.3.10 冷打磨

澆注1h后，尖峰應完全消失，即可進行冷打磨作業。冷打磨采用鋼軌仿形打磨機，對軌頂面、軌頭兩側進行打磨。采用手提式砂輪機對軌底進行打磨。

2.3.11 探傷

用超聲波探傷儀對焊頭進行探傷，焊縫內不得有未焊透、過燒、裂紋、氣孔夾碴等有害缺陷，如有上述問題必須鋸軌重焊。

2.3.12 收尾工作

廢棄物不得亂扔，收入蛇皮袋中統一處理。清理所有設備、機具。

3結語

無縫線路是軌道結構的一大變革，幾十年來，各國鐵路競相發展無縫線路，使這項新技術日臻完善，并取得巨大的經濟效益和社會效益。目前我國鐵路主要干線以及高速鐵路都采用了全區間、跨區間超長無縫線路和無縫道岔，大大提高了運行速度和旅客舒適度。

由于列車運行、輪軌沖擊、軌道幾何形位變化、養護維修、氣溫周而復始地變化等都會使鋼軌內部產生巨大的溫度力，如不適時進行應力放散，就會導致無縫線路出現脹軌、跑道、斷軌等，直接威脅到列車的安全運行和乘客的生命安全，造成重大人員傷亡和經濟損失。因此如何做好高速鐵路超長無縫線路的應力放散工作，就顯得尤為重要。

參考文獻：

[1]郭志勇.客運專線橋上無縫道岔的設計[J].鐵道建筑,2007(7).

[2]韓峰.鐵道線路工程概論[M].北京:中國鐵道出版社，2010．

[3]廣鐘巖，高慧安．鐵路無縫線路[M].北京: 中國鐵道出版社，2012