重載鐵路換鋪無縫線路施工及關(guān)鍵技術(shù)分析

許萍萍

（中鐵二十二局集團第四工程有限公司，天津 301700）

1 引言

軌道換鋪是我國現(xiàn)代化鐵路升級轉(zhuǎn)型的重要手段之一。本文以朔黃鐵路為例，對無縫線路進行概述，從施工流程角度探討重載鐵路在換鋪無縫線路中的施工技術(shù)方法。

2 無縫線路概述

無縫線路是指將標準長的鋼軌經(jīng)過焊接形成的長軌道線路，又稱為焊接長鋼軌線路。普通線路存有大量的鋼軌接頭，影響了火車的平穩(wěn)運行，為消除這種接頭病害，發(fā)展無縫線路尤為重要。

無縫線路在長鋼軌內(nèi)消除了鋼軌接頭，以及列車通過時高頻沖擊荷載的動態(tài)響應，在減少相應的線路病害的同時也減少了鐵路的養(yǎng)護維修量，維修費用大幅度降低，鋼軌的使用壽命會相應延長。

考慮到軌道存在熱脹冷縮的基本物理現(xiàn)象，因此，無縫線路在設計中存在一定的緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)中，無縫線路使用了普通鋼軌接頭。在閉塞地段，也有使用高強度絕緣接頭替代緩沖區(qū)的設計，該設計能徹底實現(xiàn)軌道交通的無縫化銜接。無論是否使用了緩沖區(qū)設計，在長軌道兩端一般都設有專門的伸縮區(qū)，其軌道本身承受著較大的溫度應力，因此，該類軌道綜合稱為溫度應力式無縫線路。

3 重載鐵路換鋪無縫線路的關(guān)鍵施工技術(shù)

重載鐵路換鋪無縫線路的關(guān)鍵施工技術(shù)順序為：長鋼軌運輸、卸車→焊接長鋼軌→換鋪單元軌條→放散、鎖定→收舊軌→線路整修→竣工驗收。

3.1 長鋼軌運輸及卸車

在“天窗”點，用長軌運輸車將鋼軌運輸至施工現(xiàn)場，將長軌條依次卸在需換軌路段的有砟路肩上。卸下的長軌條必須到位，人工拉直釘牢，保證長軌條順直，不侵限，有效保證既有線的交通安全。

3.1.1 卸車前的準備工作

卸車前，應做好以下準備工作：

1）卸車前，應清理線路上的障礙，將卸軌地段軌枕頭外側(cè)400 mm 范圍內(nèi)的道砟扒至和軌枕頂面平齊，對于砟肩較低地段，用道砟補足或插上木枕臨時支墊。

2）在直線換軌地段每隔50 m 埋設1 對木枕，曲線地段每隔25 m 埋設1 對，在每根長鋼軌的兩端離端頭2 m 處各設置1 對，木枕長度不能小于1.2 m，且每對木枕不得埋在同一孔軌枕內(nèi)。使用道釘將枕木的一端固定于既有鋼軌正下方。

3）檢查所有設備狀態(tài)良好后，根據(jù)裝載時間表檢查軌號和排放位置。

4）在施工現(xiàn)場對電務設備進行明顯標注，卸軌之前做好保護。在引接線處加密埋設枕木，并將道砟適當扒低，將引接線下落，避免新軌將引接線壓斷，為避免出現(xiàn)緊急情況，施工時準備2 根引接線。

5）對需要拆除的站內(nèi)平過道提前進行拆除。

3.1.2 卸軌作業(yè)

卸軌作業(yè)內(nèi)容及注意事項包括：

1）長軌列車出發(fā)前，施工負責人必須檢查各項設備及裝軌狀態(tài)，各部均不得超出車輛限界，車鉤必須處于鎖閉狀態(tài)。

2）任何人不得站在長軌上，不得站在長軌與安全裝置之間，應在安全裝置前加裝枕木，車速限制為60 km/h。護送人員應隨時注意長途鐵路的運輸狀況，如發(fā)現(xiàn)異常，應及時與列車員聯(lián)系。

3）當長鋼軌落地100 m 時，地面人員立即將長軌卡和鋼絲繩拆除，將車上的長鋼軌拖下車，撥軌人員負責將長軌撥至兩側(cè)，使長軌在滾筒上平穩(wěn)行走。為確保安全，固定器不宜過早取出。

4）負責護軌的地勤人員必須使用鐵锨使其順直地卸到枕木頭外側(cè)，必要時還要用鐵锨撥順。在卸軌時，列車速度應均勻一致，列車速度快慢或緊急制動，容易造成鋼軌鼓曲或翻轉(zhuǎn)，施工負責人應注意卸車過程中是否有異常，必要時及時采取停車措施，迅速處理故障。

5）將卸下的軌條撥順后支護，切記不得侵入限界。

3.2 單元軌焊接及鎖定焊接施工

長鋼軌間、單元軌節(jié)間的鋼軌焊接均采用閃光焊。鋼軌焊接時，操作焊機夾緊鋼軌并焊接鋼軌。根據(jù)焊機的焊接要求，設定曲線的鋼軌應及時收回。焊接鋼軌后，立即檢查焊工焊接鋼軌的實際參數(shù)。如有實際參數(shù)偏離正常范圍的焊接接頭，應進行鋸切和重新焊接。

3.3 長鋼軌換鋪施工

單元換軌作業(yè)是用重軌車拉換軌小車進行的。線路受阻后，換軌列車將依次進入施工段，停在換軌起點。列車對好位時，新、舊鋼軌將通過鋼軌提升裝置引入各自的龍口，換軌小車緩慢啟動。新舊鋼軌落地后，換軌小車可以3 km/h 的速度換軌。

3.3.1 換鋪無縫線路封鎖后準備工作

換鋪無縫線路封鎖后的準備工作包括：

1）提前對所要換鋪線路上的扣配件進行全面涂油并調(diào)查缺損扣配件數(shù)量。

2）撥順并串動長軌條，使其始端撥入線路后與原軌位一致[1]。

3）人員、機具、材料準備到位。準備換軌用彈條扣配件及軌下橡膠墊板并運送至指定位置，人工提前散布。將砂輪片、鋸軌機、鉆眼機備到龍口位置，發(fā)動試機。將鋸軌機及手扶鉆眼機卸到單元軌節(jié)始端，并發(fā)動試機。打磨待焊軌端部，用干凈布套保護打磨好的軌端，防治端面污染。

3.3.2 線路封鎖后的換軌施工作業(yè)

線路封鎖后的換軌施工過程為：

1）確認線路封鎖后，設置回流線，采用四縱兩橫方案。即使用待換軌條作為接觸網(wǎng)的臨時回流通道并使左右股短路。回流線為70 mm2的銅線，長30 m 的4 根；長4 m 的4 根；長1.5 m 的2 根。換軌回流線設置、轉(zhuǎn)換方法如圖1 所示。

圖1 換軌回流線設置示意圖

2）換軌車到達換鋪起點之前，換鋪起終點設置30 m、4 m、1.5 m 回流線，k1、（k1）、L1、（L1）、k2、（k2）、L2、（L2）、k3、（k3）、L3、（L3）距離換鋪起終點不小于25 m。A1、（A1）、B1、（B1）距離軌端不小于10 m。換軌車組通過換鋪起點，但沒有通過A1、（A1）之前30 m 回流線更換為4 m 回流線，即連接A2、B2、和（A2）、（B2），它們距離軌端1.5 m，連接妥當之前不得拆除A1、B1 和（A1）、（B1）。換軌車組接近D2、（D2）時，將換鋪終點4 m 回流線更換為30 m 回流線，即連接C3、D3 和（C3）、（D3），它們距離軌端不小于10 m，連接妥當之前不得拆除C2、D2 和（C2）、（D2）[2]。

3）回流線設置妥當后，才能開始鋸軌、拆除既有電務設備。用內(nèi)燃扳手拆除扣件。為節(jié)省時間，在換軌列車組到達前，每根鋼軌兩端應預留一個在既有接縫線段舊鋼軌魚尾板上的螺栓，并用壓力機將舊鋼軌吊起，換上新的橡膠墊，其中，滾動桿處的橡膠墊暫不更換。

4）換軌車到達換鋪起點后，抽出搖臺與限位框間的鎖銷，使平臺處于自由狀態(tài)，拆下導柱螺母，拆下保護套，安裝螺母，轉(zhuǎn)動手輪，使提升橫梁下降至距離老軌龍口軌面60 mm 處（保持2～3 桿距離）。擰緊導柱螺母，以承受新舊鋼軌的重量，避免損壞螺絲。

5）手動使4 個手拉鏈葫蘆均位于導鏈走行部的后部，即靠近配重一端。換軌車在新軌入口距新軌入口約600～700 mm處停車，用導軌鏈將新軌升至420 mm，并在軌道末端安裝滑靴，換軌車稍動時停車，將滑靴和軌道末端放入新軌龍口200～300 mm 處，取滑靴和軌鉤。

6）新軌從新軌口，舊軌從舊軌龍口出來后，換軌車以3～5 km/h 的速度向前移動，配合鋪設人員，分別用鐵锨和鐵鉤將新舊鋼軌組分開，將新軌放入槽內(nèi)，將舊軌拖至道砟路肩。舊軌龍口前必須有專人負責，粘在舊軌上未更換的橡膠墊必須用鏟子清除。撥新軌入槽，人員手持撬棍，找到支撐點時不斷搖動撬棍撥軌，使鋼軌順利入槽[3]。

7）換軌車組繼續(xù)向前換鋪，在距離換鋪始端約200 m 時，一班組立即將左、右股鋼軌同時鎖定50 m，鋼軌焊接移位切斷了上次更換過的單元鋼軌接頭端的眼部，采用閃光焊進行封閉鎖焊。

8）新軌落地后換軌車組運行至下一單元卸料，待鎖定焊接結(jié)束及探傷合格后，開始對線路進行放散鎖定。

9）單元軌段張拉鎖定完成后，開通線路前，應對新鋪線路軌距、方向、水平、三角坑和侵限障礙物等進行檢查。

10）線路開通后第二天，安排人員重新緊固線路扣件，涂油防銹，保證無縫線路的攤鋪質(zhì)量。為確保安全，列車第一次通過換鋪地段限速45 km/h，第二次限速60 km/h，以后恢復常速。

3.4 無縫線路換鋪法施工工藝的鎖定技術(shù)

1）根據(jù)設計圖紙，設計鎖定軌溫為28 ℃±5 ℃。無縫線路應鎖定在設計的鎖軌溫度范圍內(nèi)，相鄰單元軌段之間的施工鎖軌溫差應不大于5 ℃，同一區(qū)間單元軌段之間的最大和最小鎖軌溫差應不超過10 ℃，同一單元軌節(jié)左右股鋼軌的施工鎖定軌溫差應基本一致，最大溫差不大于5 ℃[4]。

2）待鎖定焊頭焊接完成且探傷合格后，軌道車牽引焊機向小里程方向運行200 m，讓出逆向放散的100 m 地段。待逆向放散100 m 地段扣件完全拆除并墊上滾筒后，測量現(xiàn)場實際軌溫在設計鎖定軌溫范圍內(nèi)后撞軌器開始統(tǒng)一向合龍口撞軌釋放初始應力。各臨時位移觀測點觀測鋼軌反彈情況，待鋼軌出現(xiàn)1～2 mm 的反彈情況后撞軌器停止撞軌，測量并記錄當時軌溫，同時，啟動長軌鎖定操作。每兩個擰緊一個導軌。無縫鋼軌尾端25～75 m 范圍內(nèi)的扣件全部擰緊，舊鋼軌端頭魚尾板擰緊。

3）當測得的鋼軌溫度低于設計的鎖定鋼軌溫度范圍時，可采用撞軌配合拉伸法進行鎖定，該方法利用鋼軌拉伸裝置和鋼軌碰撞器直接鎖定鋼軌溫度，拉伸長鋼軌條時應勻、準、夠。

3.5 舊軌料回收

施工更換的舊鋼軌應及時拆除，并及時回收利用。如果舊鋼軌接頭不對，則不得侵入。

回收前，做好檢查工作。舊鋼軌材料，如舊彈條、緊固件、橡膠墊、隔板座等，在施工期間更換后應移交給相應的施工組，舊鋼軌按設備管理單位指定的貨場進行回收和堆放[5]。

3.6 線路整修

在閉鎖點進行無縫線更換后，在線路開通前，用小機器排列軌道，調(diào)整軌距、方向、高度，完成緊固件，修復道床身部分，修補加固，修補拋光不平整的焊縫，測量軌道蠕變，檢查鎖定溫度。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術(shù)水平的提高，現(xiàn)代化的無縫線路等先進的施工技術(shù)已經(jīng)逐步成為我國鐵路工程的建設的主要發(fā)展方向之一。本文總結(jié)了朔黃鐵路換鋪無縫線路的施工技術(shù)，結(jié)合相關(guān)規(guī)范對相應的換鋪法和鎖定技術(shù)進行分析、研究，以期能夠為類似重載鐵路鋪設工程提供技術(shù)借鑒。