無縫線路曲線地段應力放散實踐與探討

摘要：由于日常的養(yǎng)護維修、線路大中修施工作業(yè)、列車碾壓等其他外部環(huán)境因素影響，無縫線路會不斷產(chǎn)生位移和應力衰減，從而使鎖定軌溫下降，造成無縫線路不穩(wěn)定，危及鐵路行車安全。文章結(jié)合侯馬北工務段日常維修放散、大修放散過程中曲線地段應力放散的實踐，對存在的一些問題、注意事項、處理措施及意見等進行了探討。

關鍵詞：曲線零應力狀態(tài)；應力放散；鎖定軌溫；維修放散；曲線地段

中圖分類號：U213 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0095-03

正常情況下，無縫線路在設計鎖定軌溫范圍內(nèi)鎖定后，固定區(qū)隨著軌溫的變化受拉或受壓，而且各處的應力是均勻一致的，能滿足強度和穩(wěn)定的要求，不會發(fā)生脹軌或斷軌。但是，由于日常的養(yǎng)護維修、線路大中修施工作業(yè)、列車碾壓等其他外部環(huán)境因素影響，無縫線路會不斷產(chǎn)生位移和應力衰減，從而使鎖定軌溫下降，造成無縫線路不穩(wěn)定，危及鐵路行車安全，此時就要對不符合規(guī)定要求的無縫線路進行應力放散，重新鎖定線路。

1 問題的提出

在日常的維修放散、大修放散施工中發(fā)現(xiàn)，總體來說直線地段應力放散施工簡單容易，而曲線地段應力放散施工相對困難，撞軌拉伸時曲線變形，造成軌距變化量大，改道困難，曲線鋼軌內(nèi)部各點的應力是否達到技術標準“勻、夠、準”，曲線地段鋼軌容易翻倒等問題，如何有效緩解或減少此類問題的發(fā)生，值得我們考慮，（1）曲線地段應力放散過程中曲線如何變化；（2）曲線地段應力放散撞軌時如何確保長軌條撞至零應力狀態(tài)；（3）曲線地段應力放散拉伸過程中如何解決鋼軌容易翻倒問題。

2 問題的分析闡述

2.1 曲線地段應力放散過程中曲線如何變化

要確保曲線地段應力放散達到技術標準：“勻、夠、準”，必須先弄清楚應力放散施工過程中長軌條不同階段的受力情況及曲線變化情況。

2.1.1 當線路扣件未松動時，長軌條處于受拉或受壓狀態(tài)。

2.1.2 當線路扣件完全松開，龍口處切斷鋼軌時，此時長軌條處于不受拉或不受壓狀態(tài)，但鋼軌內(nèi)部各點應力處于不均勻狀態(tài)，仍存在部分殘余應力。

2.1.3 鋼軌撞軌階段，鋼軌內(nèi)部殘余應力消失，撞至各觀測點反彈后，此時長軌條處于零應力狀態(tài)。

2.1.4 當鋼軌軌溫不在設計鎖定軌溫范圍內(nèi)時，采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌的方法來消除溫差。目前普遍采用YLS-1000型鋼軌拉伸機（額定牽引力1000kN，油缸行程500mm），根據(jù)現(xiàn)場實測軌溫及鎖定軌溫計算出拉伸量，撞軌配合拉伸，各觀測點位移到位，撤滾筒、整正膠墊，鎖定線路，長軌條內(nèi)部各點應力“勻、夠、準”。

2.1.5 當鋼軌軌溫處于設計鎖溫范圍內(nèi)時，采用滾筒結(jié)合撞軌法進行施工，撞至各觀測點反彈后，即可撤除滾筒、整正膠墊，鎖定線路。

2.2 撞軌及拉伸階段曲線存在的問題

撞軌、拉伸階段曲線鋼軌容易變形，造成軌距變化量大，改道困難，同時難以保證鋼軌內(nèi)部各點應力均勻。

2.2.1 鋼軌撞軌階段，在日常施工中普遍存在這樣的問題：應力放散施工時，曲線地段在不斷向龍口方向撞軌過程中，曲上股的外股扣件會逐漸密貼鋼軌、扣板上浮且擠壓軌枕立螺栓，里股扣件容易下臺。

2.2.2 鋼軌拉伸階段，放散地段有曲線時，在拉伸過程中曲上股的里股扣板會逐漸密貼鋼軌、扣板上浮且擠壓軌枕立螺栓，里股扣板易上臺，外股扣板離縫逐漸變大且扣板易下臺并壓到軌底，即曲線處于被拉直狀態(tài)，而且拉伸量較大、拉伸速度較快時，曲線地段鋼軌容易翻倒。

2.2.3 鋼軌拉伸到位后，撤除滾筒鎖定線路，由于曲線被拉直造成軌距變化量大，改道極其困難。

結(jié)合日常施工，2013年3月12日，侯馬北工務段組織在南同蒲上行線張禮-臨汾間K627+100-K626+100m處應力放散施工（其中K626+100-K626+640位于直線地段、K626+640-K627+020位于曲線地段，龍口位置位于K627+100m處），封鎖時間4∶30～6∶30，施工軌溫2℃，鎖定軌溫26℃。當封鎖命令下達后，施工隊伍組織松扣件、支墊滾筒，待扣件全部松動、滾筒支墊完畢后開始組織撞軌，在撞軌過程中未指定專人盯控曲線地段扣件、扣板變化情況，待拉伸作業(yè)結(jié)束后才觀察到曲線上股外股扣件80%下臺率且壓到軌底，而曲線上股的里股扣件上臺居多，恢復鎖定線路時造成極大困難且施工當日僅完成單股放散工作量，影響施工效率，浪費人力、物力、財力。

針對此次施工，分析其存在的主要問題：（1）未考慮季節(jié)原因，3月份4∶30～6∶30分的施工封鎖點不太適宜進行應力放散施工；（2）曲線地段未指定專人負責，盯控其變化過程，扣件的變化情況，滾筒的支墊方向等；（3）盲目認為放散1km輕而易舉，未考慮現(xiàn)場實際情況，在龍口方向有380m曲線且施工軌溫較低，而鋼軌拉伸機在拉伸作業(yè)時采取一步到位政策，從而導致了曲線翻倒、扣板上臺、扣板下臺、改道困難等情況的發(fā)生。

3 解決問題的措施及建議

3.1 采用滾筒配合撞軌法

應力放散施工時，盡量選擇鋼軌軌溫在設計鎖溫范圍內(nèi)進行施工，長軌條撞至自由狀態(tài)時即可鎖定線路，減少拉伸工序，提高工作效率，且鋼軌處于零應力狀態(tài)時鎖定線路，有效提高放散質(zhì)量，即采用滾筒配合撞軌法施工。

3.2 使長軌條撞至零應力狀態(tài)

無論是采用滾筒配合撞軌法還是滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行施工，都必須先使長軌條撞至零應力狀態(tài)，施工中確保曲線地段達到零應力狀態(tài)。

無縫線路應力放散要求每隔50～100m設置臨時觀測點，曲線地段應每隔50m設置一個臨時觀測點，隨時掌握長軌條位移量及扣件、扣板情況。在不斷撞軌過程中，當各觀測點鋼軌位移量變化不大、微量變化時，以曲線上股為例，此時各點觀測人員著重注意曲線上股外口扣板與鋼軌接觸情況，若整條曲線上股外口扣板均與鋼軌頂死，且扣板呈現(xiàn)上浮趨勢，說明鋼軌已達零應力狀態(tài)，即可停止撞軌。endprint

3.3 采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行放散

長軌條撞至零應力狀態(tài)后，若鋼軌軌溫不滿足鎖定要求，需采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行放散，拉伸過程中曲線地段鋼軌容易翻倒，如何盡量避免，最大限度確保施工安全。

3.3.1 合理設置撞軌點，曲線地段不宜超過300m，避免撞軌造成的應力不均勻，分段撞軌，促使鋼軌釋放溫度力。

3.3.2 應力放散過程中，軌下需支墊滾筒，以此來減小鋼軌阻力，使鋼軌盡量自由伸縮。墊滾筒時需撤下膠墊并清理軌底，滾筒間隔5～6m，確保中間各點軌底離開膠墊。滾筒尺寸：一般為Ф22～24mm圓鋼，長度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲線地段支墊滾筒時，滾筒需支墊在曲線的下股一側(cè)方向，且能夠保證鋼軌縱向移動時滾筒不落出軌枕。當鋼軌拉伸機開始拉伸時，曲線呈現(xiàn)被拉直狀態(tài)，滾筒支墊在下股一側(cè)，能極大程度上確保鋼軌不易翻倒。

3.3.4 曲線地段松動扣件時，螺帽不宜松動過高，滾筒墊起后螺帽與平墊的垂直距離1mm即可，既能確保放散質(zhì)量，不影響鋼軌伸縮，又能有效防止鋼軌拉伸過程中翻倒。

3.3.5 長軌條放散過程中，拉伸配合撞軌，鋼軌拉伸器壓力保持在0～40MPa之間為佳。當壓力超過40MPa時，必須進行保壓，通過撞軌釋放溫度力，傳遞力量，使鋼軌內(nèi)部應力均勻，不能僅僅依靠拉伸器強制拉伸使龍口合攏，造成長軌條內(nèi)部應力不均勻，鎖溫不準，且曲線地段鋼軌易翻倒。當鋼軌拉伸器壓力降至允許范圍內(nèi)時，再次拉伸結(jié)合撞軌，達到理想鎖定軌溫，鎖定線路。

3.3.6 龍口位置的選擇也尤為關鍵，現(xiàn)場工作量分析調(diào)查時，詳細了解放散區(qū)段的線路狀況，一是龍口位置盡量確定在直線地段，二是曲線地段盡量遠離龍口，放在龍尾位置，離龍口距離越遠拉伸量就越小，對曲線的影響也就越小。

3.3.7 施工過程中一旦發(fā)生曲線翻倒情況，必須果斷采取措施，在施工點充裕的情況下，松開鋼軌拉伸機重新進行拉伸，此時必須確保曲線地段扣件完整，滾筒方向支墊正確且不落出軌枕，且嚴格按允許范圍壓力進行拉伸，拉伸時配合撞軌，再次拉伸到位恢復線路；若施工點緊張，必須及時采取措施，從曲線頭部開始恢復扣件，逐扣板壓鋼軌，隔5根枕木鎖定2套扣件，最終恢復線路結(jié)構(gòu)。

4 效果

通過日常施工經(jīng)驗總結(jié)，并將該方法在日常施工中付諸實施，長軌條能達到應力放散技術標準：勻、夠、準，且曲線地段鋼軌不易翻倒，施工點內(nèi)完成施工，按時開通線路，確保各項安全。然而目前仍存在很多問題需要加以研究解決，是否能有更加科學的方法來完善曲線地段達到零應力狀態(tài)時曲線處于的狀態(tài)，是否能借助于更先進更強的設備來提高施工質(zhì)量、推進施工進度。

參考文獻

[1] 鐵路線路修理規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡介：佘慶（1987-），男，江蘇南通人，大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務段助理工程師，研究方向：鐵道

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3.3 采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行放散

長軌條撞至零應力狀態(tài)后，若鋼軌軌溫不滿足鎖定要求，需采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行放散，拉伸過程中曲線地段鋼軌容易翻倒，如何盡量避免，最大限度確保施工安全。

3.3.1 合理設置撞軌點，曲線地段不宜超過300m，避免撞軌造成的應力不均勻，分段撞軌，促使鋼軌釋放溫度力。

3.3.2 應力放散過程中，軌下需支墊滾筒，以此來減小鋼軌阻力，使鋼軌盡量自由伸縮。墊滾筒時需撤下膠墊并清理軌底，滾筒間隔5～6m，確保中間各點軌底離開膠墊。滾筒尺寸：一般為Ф22～24mm圓鋼，長度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲線地段支墊滾筒時，滾筒需支墊在曲線的下股一側(cè)方向，且能夠保證鋼軌縱向移動時滾筒不落出軌枕。當鋼軌拉伸機開始拉伸時，曲線呈現(xiàn)被拉直狀態(tài)，滾筒支墊在下股一側(cè)，能極大程度上確保鋼軌不易翻倒。

3.3.4 曲線地段松動扣件時，螺帽不宜松動過高，滾筒墊起后螺帽與平墊的垂直距離1mm即可，既能確保放散質(zhì)量，不影響鋼軌伸縮，又能有效防止鋼軌拉伸過程中翻倒。

3.3.5 長軌條放散過程中，拉伸配合撞軌，鋼軌拉伸器壓力保持在0～40MPa之間為佳。當壓力超過40MPa時，必須進行保壓，通過撞軌釋放溫度力，傳遞力量，使鋼軌內(nèi)部應力均勻，不能僅僅依靠拉伸器強制拉伸使龍口合攏，造成長軌條內(nèi)部應力不均勻，鎖溫不準，且曲線地段鋼軌易翻倒。當鋼軌拉伸器壓力降至允許范圍內(nèi)時，再次拉伸結(jié)合撞軌，達到理想鎖定軌溫，鎖定線路。

3.3.6 龍口位置的選擇也尤為關鍵，現(xiàn)場工作量分析調(diào)查時，詳細了解放散區(qū)段的線路狀況，一是龍口位置盡量確定在直線地段，二是曲線地段盡量遠離龍口，放在龍尾位置，離龍口距離越遠拉伸量就越小，對曲線的影響也就越小。

3.3.7 施工過程中一旦發(fā)生曲線翻倒情況，必須果斷采取措施，在施工點充裕的情況下，松開鋼軌拉伸機重新進行拉伸，此時必須確保曲線地段扣件完整，滾筒方向支墊正確且不落出軌枕，且嚴格按允許范圍壓力進行拉伸，拉伸時配合撞軌，再次拉伸到位恢復線路；若施工點緊張，必須及時采取措施，從曲線頭部開始恢復扣件，逐扣板壓鋼軌，隔5根枕木鎖定2套扣件，最終恢復線路結(jié)構(gòu)。

4 效果

通過日常施工經(jīng)驗總結(jié)，并將該方法在日常施工中付諸實施，長軌條能達到應力放散技術標準：勻、夠、準，且曲線地段鋼軌不易翻倒，施工點內(nèi)完成施工，按時開通線路，確保各項安全。然而目前仍存在很多問題需要加以研究解決，是否能有更加科學的方法來完善曲線地段達到零應力狀態(tài)時曲線處于的狀態(tài)，是否能借助于更先進更強的設備來提高施工質(zhì)量、推進施工進度。

參考文獻

[1] 鐵路線路修理規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡介：佘慶（1987-），男，江蘇南通人，大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務段助理工程師，研究方向：鐵道

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3.3 采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行放散

長軌條撞至零應力狀態(tài)后，若鋼軌軌溫不滿足鎖定要求，需采用滾筒結(jié)合拉伸配合撞軌法進行放散，拉伸過程中曲線地段鋼軌容易翻倒，如何盡量避免，最大限度確保施工安全。

3.3.1 合理設置撞軌點，曲線地段不宜超過300m，避免撞軌造成的應力不均勻，分段撞軌，促使鋼軌釋放溫度力。

3.3.2 應力放散過程中，軌下需支墊滾筒，以此來減小鋼軌阻力，使鋼軌盡量自由伸縮。墊滾筒時需撤下膠墊并清理軌底，滾筒間隔5～6m，確保中間各點軌底離開膠墊。滾筒尺寸：一般為Ф22～24mm圓鋼，長度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲線地段支墊滾筒時，滾筒需支墊在曲線的下股一側(cè)方向，且能夠保證鋼軌縱向移動時滾筒不落出軌枕。當鋼軌拉伸機開始拉伸時，曲線呈現(xiàn)被拉直狀態(tài)，滾筒支墊在下股一側(cè)，能極大程度上確保鋼軌不易翻倒。

3.3.4 曲線地段松動扣件時，螺帽不宜松動過高，滾筒墊起后螺帽與平墊的垂直距離1mm即可，既能確保放散質(zhì)量，不影響鋼軌伸縮，又能有效防止鋼軌拉伸過程中翻倒。

3.3.5 長軌條放散過程中，拉伸配合撞軌，鋼軌拉伸器壓力保持在0～40MPa之間為佳。當壓力超過40MPa時，必須進行保壓，通過撞軌釋放溫度力，傳遞力量，使鋼軌內(nèi)部應力均勻，不能僅僅依靠拉伸器強制拉伸使龍口合攏，造成長軌條內(nèi)部應力不均勻，鎖溫不準，且曲線地段鋼軌易翻倒。當鋼軌拉伸器壓力降至允許范圍內(nèi)時，再次拉伸結(jié)合撞軌，達到理想鎖定軌溫，鎖定線路。

3.3.6 龍口位置的選擇也尤為關鍵，現(xiàn)場工作量分析調(diào)查時，詳細了解放散區(qū)段的線路狀況，一是龍口位置盡量確定在直線地段，二是曲線地段盡量遠離龍口，放在龍尾位置，離龍口距離越遠拉伸量就越小，對曲線的影響也就越小。

3.3.7 施工過程中一旦發(fā)生曲線翻倒情況，必須果斷采取措施，在施工點充裕的情況下，松開鋼軌拉伸機重新進行拉伸，此時必須確保曲線地段扣件完整，滾筒方向支墊正確且不落出軌枕，且嚴格按允許范圍壓力進行拉伸，拉伸時配合撞軌，再次拉伸到位恢復線路；若施工點緊張，必須及時采取措施，從曲線頭部開始恢復扣件，逐扣板壓鋼軌，隔5根枕木鎖定2套扣件，最終恢復線路結(jié)構(gòu)。

4 效果

通過日常施工經(jīng)驗總結(jié)，并將該方法在日常施工中付諸實施，長軌條能達到應力放散技術標準：勻、夠、準，且曲線地段鋼軌不易翻倒，施工點內(nèi)完成施工，按時開通線路，確保各項安全。然而目前仍存在很多問題需要加以研究解決，是否能有更加科學的方法來完善曲線地段達到零應力狀態(tài)時曲線處于的狀態(tài)，是否能借助于更先進更強的設備來提高施工質(zhì)量、推進施工進度。

參考文獻

[1] 鐵路線路修理規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2013.

作者簡介：佘慶（1987-），男，江蘇南通人，大秦鐵路股份有限公司侯馬北工務段助理工程師，研究方向：鐵道

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