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簡(jiǎn)析客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)縫線(xiàn)路的施工論文
1 無(wú)縫線(xiàn)路基本原理
在普通軌道上,鋼軌長(zhǎng)度一般只有12.5 m或25 m,在接頭處都留有軌縫,鋼軌隨軌溫的變化可以伸縮。無(wú)縫線(xiàn)路上,鋼軌長(zhǎng)度在1 000m以上,這種軌道是被“鎖定”著的,當(dāng)軌溫發(fā)生變化時(shí),鋼軌不能自由伸縮,在內(nèi)部產(chǎn)生一種力,稱(chēng)為溫度力。夏天軌溫升高,鋼軌欲伸長(zhǎng),但因受阻力影響而不能實(shí)現(xiàn),從而轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)變,在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。冬季軌溫降低,鋼軌欲收縮,但因受阻力影響而不能實(shí)現(xiàn),從而轉(zhuǎn)化為拉應(yīng)變,在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。這是無(wú)縫線(xiàn)路區(qū)別于一般線(xiàn)路的根本特點(diǎn)。
由理論計(jì)算和運(yùn)營(yíng)實(shí)踐表明:無(wú)縫線(xiàn)路內(nèi)部的溫度力的大小與軌溫的變化幅度成正比關(guān)系,而與鋼軌的長(zhǎng)度無(wú)關(guān),所以,在一定的溫度變化條件下,只要軌道的強(qiáng)度與穩(wěn)定能夠得到保證,無(wú)縫線(xiàn)路的長(zhǎng)度可以不受限制。但在實(shí)際應(yīng)用中,考慮到自動(dòng)閉塞區(qū)段絕緣接頭的設(shè)置,橋梁、隧道、道岔的銜接及施工、維修的方便,無(wú)縫線(xiàn)路的長(zhǎng)度一般為1~2km,兩端還鋪有短軌作為“緩沖區(qū)”,致使此種無(wú)縫線(xiàn)路中尚有10%左右的有縫線(xiàn)路。
2 無(wú)縫線(xiàn)路鎖定軌溫
將焊接長(zhǎng)鋼軌鋪在軌枕上,并予以鎖定時(shí)的鋼軌溫度。當(dāng)鋼軌全部被鎖定時(shí),鋼軌內(nèi)部的溫度應(yīng)力等于零,所以又稱(chēng)“零應(yīng)力軌溫”。選擇鎖定軌溫的原則是以冬季鋼軌不折斷,夏季不發(fā)生脹軌跑道,并根據(jù)各個(gè)地區(qū)的軌溫變化情況進(jìn)行檢算和調(diào)整,一般以高于本地區(qū)的中間軌溫比較適宜。例如,中國(guó)北京地區(qū)最高軌溫為62.6℃,最低軌溫為-22. 8℃,中間軌溫就是19. 9℃,而設(shè)計(jì)鎖定軌溫一般采用24℃。每一根焊接長(zhǎng)鋼軌的鎖定軌溫各不相同,必須如實(shí)記錄,作為技術(shù)資料,以便今后計(jì)算軌溫升降變化幅度時(shí)的依據(jù)。
由于軌溫時(shí)刻在變化,而鋪軌工作需要一定的時(shí)間才能完成,所以將鋪軌軌溫范圍定為T(mén)±5℃。無(wú)縫線(xiàn)路的施工,必須在這個(gè)軌溫范圍內(nèi)完成鋪設(shè)鎖定工作,并把當(dāng)時(shí)測(cè)量的軌溫定為這一段無(wú)縫線(xiàn)路實(shí)際的鎖定軌溫。它是重要的技術(shù)資料,是計(jì)算軌溫變化幅度的依據(jù)。
3 無(wú)縫線(xiàn)路溫度力的分布及組成
無(wú)縫線(xiàn)路內(nèi)部的溫度力,是由焊接長(zhǎng)鋼軌的自由伸縮受限制而產(chǎn)生的,而限制長(zhǎng)鋼軌自由伸縮的因素是阻力。在無(wú)縫線(xiàn)路焊接長(zhǎng)鋼軌的兩端,限制其自由伸縮的阻力是接頭阻力,在無(wú)縫線(xiàn)路的全長(zhǎng)范圍內(nèi),限制其自由伸縮的阻力是道床縱向阻力。
溫度應(yīng)力式無(wú)縫線(xiàn)路分為固定區(qū)、伸縮區(qū)和緩沖區(qū)。固定區(qū)是長(zhǎng)鋼軌不因軌溫變化而伸縮的區(qū)段;伸縮區(qū)在長(zhǎng)鋼軌的兩端,一般長(zhǎng)約50~100m;緩沖區(qū)有2~4根標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)(12.5m或 25m)鋼軌組成,以便于設(shè)置軌縫。普通無(wú)縫線(xiàn)路的固定區(qū)及其兩端伸縮區(qū)的總長(zhǎng),一般為1 000~2 000m,如因其他設(shè)備或施工條件限制時(shí),不短于300m。
4 無(wú)縫線(xiàn)路的鋪設(shè)
無(wú)縫線(xiàn)路的鋪設(shè)主要工程項(xiàng)目,由鋼軌焊接、裝運(yùn)與鋪設(shè)三項(xiàng)作業(yè)組成。
4.1 鋼軌焊接
分廠(chǎng)焊與工地焊。①?gòu)S焊是由焊軌廠(chǎng)將無(wú)孔的標(biāo)準(zhǔn)軌,用氣壓焊法或接觸焊法焊成長(zhǎng)250~500m的長(zhǎng)鋼軌。經(jīng)質(zhì)檢合格后,由長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸列車(chē)運(yùn)至鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。②工地焊是在鋪設(shè)工地用焊軌車(chē)按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度將長(zhǎng)鋼軌焊聯(lián)成長(zhǎng)軌條。工地焊接亦稱(chēng)聯(lián)合接頭焊接。焊接時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)在0℃以上,焊后探傷并熱處理。
4.2 長(zhǎng)鋼軌的裝運(yùn)
承軌臺(tái)上存放的長(zhǎng)鋼軌,裝運(yùn)時(shí)應(yīng)注意①每根長(zhǎng)鋼軌的起吊、橫移、下落的操作要保持同步;②下落就位要準(zhǔn)確到位;③每裝好一層,要立即上好長(zhǎng)鋼軌間隔鐵,同時(shí)緊固長(zhǎng)鋼軌鎖定裝置,嚴(yán)防列車(chē)運(yùn)行中長(zhǎng)鋼軌橫向移位或縱向串動(dòng);④列車(chē)的押運(yùn)人員,要作好監(jiān)護(hù),途中停車(chē)要進(jìn)行檢查,確保運(yùn)行安全。長(zhǎng)鋼軌運(yùn)至工地后,卸軌操作人員,按卸軌操作工藝,將長(zhǎng)鋼軌卸下,放在軌枕兩側(cè)端部。
4.3 封鎖前的準(zhǔn)備
�、俜秸L(zhǎng)軌條始終端;②埋設(shè)位移觀(guān)測(cè)樁;③撥順并串動(dòng)長(zhǎng)軌條,放散初始應(yīng)力,使始端撥入時(shí)能與線(xiàn)路上鋼軌吻合;④備齊終端龍口軌和鋸軌機(jī)等工具;⑤散布扣件及橡膠墊板、墊片。在封鎖前的慢行時(shí)間,軌枕扣件隔一卸一,卸下始終端各兩套接頭螺栓。
4.4 長(zhǎng)軌條的鋪設(shè)
施工領(lǐng)導(dǎo)人要準(zhǔn)確記錄長(zhǎng)軌始、終端落槽時(shí)軌溫,其平均值為鎖定軌溫,如鎖定軌溫不在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi),鋪后必須進(jìn)行應(yīng)力放散或調(diào)整,并重新鎖定。低溫鋪設(shè)時(shí),要配備鋼軌拉伸器張拉鋼軌,提高鎖定軌溫值,使之符合設(shè)計(jì)規(guī)定。終端落槽合攏時(shí),嚴(yán)禁用氧乙炔焰切割鋼軌或撞軌合攏。長(zhǎng)軌條鎖定后應(yīng)立即做好位移觀(guān)測(cè)標(biāo)記。線(xiàn)路開(kāi)通后應(yīng)全面按標(biāo)準(zhǔn)復(fù)緊扣件、調(diào)整軌距、整正線(xiàn)路。
5 跨區(qū)間或全區(qū)間長(zhǎng)軌條的鋪設(shè)
按每段長(zhǎng)度為1500m左右依次鋪設(shè),以一個(gè)封鎖點(diǎn)鋪設(shè)鎖定的軌條長(zhǎng)度為管理單元,鋪設(shè)方法分為連入法鋪設(shè)和插入法鋪設(shè)。
5.1 連入法鋪設(shè)
軌溫處在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍以?xún)?nèi)或以下,適用此法。進(jìn)行換軌作業(yè)時(shí),如軌溫適度,先將新鋪單元長(zhǎng)軌條始端與已鋪的相鄰單元長(zhǎng)軌條終端直接焊連。如軌溫低于設(shè)計(jì)鎖定軌溫的下限,新軌落槽后,每15 m左右支墊一滾筒,先拉伸后焊連,使鎖定軌溫符合設(shè)計(jì)要求。焊連時(shí)采用具有拉伸功能的小型氣壓焊機(jī)焊接,便于拉伸到位后立即施焊。電氣化區(qū)段采用不停電換軌作業(yè)方法施工,用待鋪的單元長(zhǎng)軌條作為接觸網(wǎng)的臨時(shí)回流線(xiàn),遇有膠結(jié)絕緣接頭,必須設(shè)置臨時(shí)接續(xù)線(xiàn)。
電化區(qū)段不停電換軌作業(yè),必須解決因拆出舊軌鋪入新軌而中斷的接觸網(wǎng)回流通道問(wèn)題。為此,利用了待換的長(zhǎng)軌條作為接觸網(wǎng)回流通道。長(zhǎng)軌條兩端各采用長(zhǎng)度分別為30m和4m截面積為70mm2 的銅線(xiàn)兩根,采用新舊鋼軌交替連接的方法,解決了鋪軌時(shí)新舊軌進(jìn)出換軌車(chē)龍口時(shí)回流通道不中斷的問(wèn)題。具體做法:①線(xiàn)路封鎖后,在長(zhǎng)軌條的連入端(始端)用兩條各長(zhǎng)30m的銅線(xiàn),將線(xiàn)路上已換入的新軌與待軌長(zhǎng)軌條連接起來(lái), A,B和A1,B1;在長(zhǎng)軌條的合攏端用兩條各長(zhǎng)4 m的銅線(xiàn),將待換長(zhǎng)軌條與線(xiàn)上舊軌連接起來(lái), C,D和C1,D1;連好后拆除舊軌始終端的接續(xù)線(xiàn)。②將新舊長(zhǎng)軌條引進(jìn)各自的龍口后,換軌車(chē)即可前進(jìn),待新軌落槽換軌車(chē)暫停,用兩條各長(zhǎng)4 m的銅線(xiàn)將合攏軌連接起來(lái), E,F 和E1,F1,連好后拆除長(zhǎng)30 m的銅線(xiàn),換軌車(chē)啟動(dòng)作業(yè)。③換軌車(chē)臨終端之前停車(chē),用始端拆下的30 m長(zhǎng)銅線(xiàn),將換軌車(chē)龍口之后鋪設(shè)中的長(zhǎng)軌條與線(xiàn)路上合攏端的舊軌連接起來(lái), G,H和G1,H1,連好后立即拆除4 m長(zhǎng)的連接銅錢(qián),換軌車(chē)?yán)^續(xù)前進(jìn),直至新舊軌合攏。
為保證不停電換軌作業(yè)正常進(jìn)行,必須選拔人員培訓(xùn),專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)回流線(xiàn)的安裝與拆除工作。作業(yè)時(shí)要穿著安全服及絕緣鞋。
5.2 插入法鋪設(shè)
在軌溫高于設(shè)計(jì)鎖定軌溫上限的情況下采用。換軌作業(yè)時(shí),在新鋪單元長(zhǎng)軌條與已鋪單元長(zhǎng)軌條之間,插入長(zhǎng)度不短于6 m的臨時(shí)緩沖軌。此法可在任意自然軌溫條件下,分段依次鋪設(shè)。待軌溫適宜季節(jié),取出緩沖軌插入短軌放散應(yīng)力,而后進(jìn)行最終焊接。施工時(shí)應(yīng)注意:
①原則上可任意自然軌溫條件下鋪設(shè),但如有可能還是要盡量在設(shè)計(jì)軌溫范圍內(nèi),或靠近設(shè)計(jì)鎖定軌溫的條件下鋪設(shè)。
�、谠诘陀谠O(shè)計(jì)鎖定軌溫條件下鋪設(shè)時(shí),最好用12.5m鋼 軌作為緩沖軌。
�、劢K焊的施工溫度,最好在較低溫度下進(jìn)行,采用拉伸法放散應(yīng)力。
�、芙K焊最好選用小型氣壓焊機(jī)施焊。如采用鋁熱焊法,應(yīng)配備寬臂距拉伸機(jī)作業(yè)。
6 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)以上關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制,中鐵十九局集團(tuán)六公司承建的吉圖琿客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)已完成的無(wú)縫線(xiàn)路施工合格率100%,完全滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求。
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