铁路运输向高速度, 大运量的方向拉展,
0 |& L6 V6 C$ }使超长无缝线路应运而生。它把无缝线路的铺
: {; L: d/ t6 w4 u0 U设与应用又提高了一大步。近几年来, 我国超 1 A9 C) }; d) i
长无缝线路也有了较快的发展, 北京铁路局
1 T" V* ~ \" P, b+ D+ m1994年在京山线试铺了2okra之后, 又在京广 3 @' ]2 ?& {/ s( i# I( q. y
线保定工务段管内铺设了准超长无缝线路
( e4 H+ Q. r4 R* {9 X140km, 计列1995年再铺设24okm, 该段线路 * O/ J! ?) R8 \( |5 b4 k
是结台正线换轨大修而进行的, 这预示着超长 ; j! l$ G8 i* |5 B
无缝线路在小范围舅验的基础上将得到太面积
$ S/ a' O/ B* b0 }; t' I; M* K推广。
; ]5 w: t b+ ^ }" m ~一 + }1 k) D2 E; s& T8 K3 @* } E
、课题的提出 # z& U4 h N% \, J
超长无缝线路是把一个或几个区间内的轨 9 y: n Y/ P ]. n; R& ?' Y
条焊联为一根长轨条的无缝线路。它的轨条长 , N2 {5 K' W& X
度远远大于普通无缝线路的轨条长度, 因而称 # H, s: I: x) N% t
为超长无缝线路。但在铺设中, 在站区遭岔暂
$ \: G) i% N! v8 L( w0 H0 B时不能与区间长轨条焊联在一起时, 只好先在
. ]+ x3 n2 N! Z9 e两个站区之间铺设一根长轨条, 称之为准超长 & i$ t& h: M2 { T( R+ L
无缝线路。它是属于超长无缝线路铺设的一个 5 I5 O9 }- _/ w
下面翼缘扳和积尘处银材的锈蚀, 支座部位的
8 W% {. b* a' d5 m6 V P# @- z损坏等I PC粱和RC粱中的防水层失效, 混凝 ' n7 z8 h, K+ W
土保护层劣化而产生的裂纹,T梁横隔板的断
: _! m/ p( |7 Q% o裂, 支座部位的损坏等。内在的损伤主要是 3 d9 M) |5 s6 \: l3 G: G* B& k
指列车荷载引起的, 尚未发展至宏观裂纹的累
. s ?: K, w3 B; X积疲劳损伤, ; b& Q9 H) N7 P) ~5 a& t: X" }/ U
一般而言, 适度提高客车速度不会导致已 # k- W% L3 E) s( q/ X
有损伤的过份恶化,但是有可能会导致以下病 ! h: }6 p' j# X5 r
害的加剧t
! `- ^* W# @0 U9 P8 m(1)钢桥局部振动和构件之间变位差的
# q2 ~& |4 ` O$ s4 d# b— 蕊— 雨丽
6 U( s. v. ]1 E5 H3 o/ K. Y: y过渡形式,在藐国目前条件下铺设准超长无缝 8 m, m+ x9 o6 I% ]
线路, 同样具有重要的现实意义。
/ F6 W7 ? }* J- ~( M准超长无缝线路与普通无缝线路的区别有 % Z' F0 w$ e- ]5 ^# B- ^, |6 _
以下三点:
! y1 p! B" S! k4 F1.结构形式不同。准超长无缝线路消除
) `) M% {$ E, X+ b' _2 I了原无缝线路中每l oo0~ 1 5oom左右设置2~ % b! e3 ]( T/ R8 A* g6 G* _
4根标准短轨的缓冲区,形成贯通的长轨条,
( P. l! E0 d$ J2 v% z; ^区间的绝缘接头用厂制胶接绝缘轨与长轨条焊
) ^6 _' [& u/ s7 z/ u; p, C8 Q% K接, 使结构形式有了明显的改善。主要特点是 3 A/ a7 z' K6 N1 e( `6 E9 C2 j
消除了区间的缓冲区, 每公里大约减少5处接 4 w! j5 d, Z; _! D. A
头, 这对提高行车速度,减少列车对线桥的冲 # e7 K( ^) @2 m0 O8 q7 h
击振动, 增强设各的稳定性, 延长设备的使用 3 ]$ _( k3 ^0 g6 Y) _ y0 A% p
寿命和减少养护工作量与维修费用是非常有利 2 S% A2 n$ ?) T1 X! o, l
的
! ` l. C4 s7 ~' t; D. `0 q' [2、受力特性不同。准超长无缝线路由于 # a! V3 t2 |# |( X4 I
整区间是一狠长轨条, 其轨条内温度应力的传 , z8 l4 n5 `8 L3 M$ u( Q
递形式是在整个区间内沿轨条长度直接传递。
* }# d1 i2 A# w& i% P* C, p5 d钢轨内部温度应力的均匀分布是保持准超长无 5 V& H$ u) z+ B$ y9 T; M& w3 @
缝线路的基本条件。它不同于普通无缝线路由
2 r7 Z% l- h: R于轨条较短便于应力放散或调整, 因此,在铺
% N( b9 k# f: F0 f% v- g N增大, 引起次应力增加所带来的疲劳问题。
6 v0 ~" ^/ G! C: n9 S \; ?, S(2)随车速提高列车作甩的纵向力加大,
" t5 X) ^+ r* _: M) O- `. D& y使钢桥明桥面的线枕桥连接有恶化的倾向。 / c4 M9 A9 s' y3 w( \- A' T! J
(3)位于曲线上的桥梁, 由于横向力的 2 S1 h- Z1 B# i
增加而引起某些病害的加速发展。
( X7 j/ k5 \' r% z& U(4)支座部位病害有恶化加刷的可哉。
- \5 F% g: e, h& G7 R# S为了提高铁路千线行车速度, 建议在铁遭
% Q- a, I+ h" w; O: s; B部领导下成立一个由专家组成的 提速工作委
: J3 V; F5 p( l D5 J员会 , 统一制定必要的研究课题, 以便促进 - c( I& K5 ~+ f! a7 i8 H
这一工作的开展。 1 u0 D: e6 h3 R) u
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- m, v) |0 X7 V/ w- `1 H) [% z设时要严格锁定轨温,应尽可能符合标璀, 以 5 u9 w- g8 c* f0 n( [! L7 T
减少再次放散的工作量。
s. y+ L" g9 K7 v' ~% {3 q3.铺设方法不同。准超长无缝线路的铺
F k( r, W; ~- n$ B2 m$ I设不同于普通无缝线路, 在京山线铺设超长无 % @+ M6 @ b5 e+ @& R; \
缝线路时, 采取在适宜的气温下全区间封闭4
! X' D8 E! v" v1 w5 q小时铺设, 对运输影响大, 参加人员多, 不便 ( ?; u6 _! l5 e' T7 M, w) s
于指挥和保证安全。也可以采用分段铺设, 最 & ?& Q( L& M1 }- X3 ^- v
后联结的办法。但限于施工封闭时间为60~90
' H- s# \/ ^0 C& z0 q1 \/ c分钟,一般一个封闭点只能铺设l~ 1.5km的单 H8 `( [; X) C- x
元轨条, 然后再一次封闭线路进行线上焊接,
" c1 n& J& J' H4 j同时还要保证长轨条的镇定轨温不超范围, 才
& g# |- c* u& D6 N" p! g2 o能使全区间连接为一根符合设计要求的长轨 3 ?8 a- S' C* K
条。
& |( g. ~* [6 B; m4 P正是由于准超长无缝线路与普通无缝线路 1 H& g( m+ H0 [% ?! ^# n
的结构形式和受力特性的不同, 所以在铺设方 ( |& x6 G% ~/ d, E+ c% X& o
法上也有所不同。其铺设方法应在满足准超长
) Y: z W. c7 q. V无缝线路的整体性和符合设计锁定轨温的前提
1 _3 L2 C/ o. ]) b$ \' b# X% u# t下, 尽量压缩和减少封闭要点时间和次数, 以
, o9 M7 L. b% W6 h减少对运输的干扰和影响。尽量以少的人力参 . p& u7 o& n- g/ Z, I
加施工, 减步劳动力的浪费和诸多不安全因 7 x, K2 [, w1 f8 X* `/ k8 S' A2 c
素。因此, 当前迫切需要对准超长无缝线路的
& |1 p: ~" m( f% | i铺设方法进行探讨, 研究出一整套合理的施工
- n' F! R5 }& z方法, 才能使准超长无缝线路安全服务。
. m8 P! {- l" W, C二、可行性 & D4 g E( F5 W' X
如何使一个区间长度的轨条顺利完成运 ! R) V. q" v/ u& q6 r# g
输,联结、铺设和绦持合理的锁定轨温,是铺
: K5 @2 {! B- N7 \设准超长无缝线路中的关键, 只有顺利解决了
3 q7 g* p) _' a$ H" O以下几个问题,才能使准超长无缝线路步入实
2 P& g% u% W1 ~) T- N施
/ i" S; |: j- q' z1.关于轨条联结阔题t由于运输条件的 4 G% g* X. f+ S
限铷, 不可能把长轨条全在厂家进行焊接。如
* [9 V* M4 W5 x8 \' O在现场全部线下焊接好后再往线路上更换, 由
: H/ K9 n v% I于轨条过长施工难度很大, 在一个封锁点内无
8 V R) S2 X1 B: p9 y9 m. T力更换。因此, 只能考虑铺设若干单元轨节, " [9 Z. n i: C* ~3 e) D& X8 M
然后在现场进行线上焊接。而目前我们已突破
# V# V0 ]$ y; J线上气压焊接的技术, 所以长轨条的联结已不 5 q3 @1 F( d, ~9 s
成问题。 # U9 D/ j% x+ ^6 J& H
2·绝缘接头可采用保定工务配件厂生产 3 B. l6 h8 O% S/ e, O
一I{一
& o% a( z9 n- z5 A的腔接绝缘接头
. J. Q, F: J, d! Q3.关于锁定轨温问题。根据设计要求,
! g6 a9 Q* `! @3 x4 t准超长无缝线路锁定轨温在设计范围内左右股
* p" m4 U# Y! i6 v+ [+ |2 y和相邻长轨段的镇定轨温差不得超过5℃ , 超
1 t6 Y% d, H4 v/ E q$ W& u; K出者应按规定放散或调整。所以在铺设时,应 1 q) h k3 l* z2 B/ C
尽量使镇定轨温符合要求。一旦超出这个范 # ~: J+ I# C/ V' c# _& n
围, 我们可以在铺好后再进行调整和焊接。
5 C9 Z V# U8 o4. 关于应力放散问题, 由于新铺设时, 4 J H( D3 k* b& q- f3 Z1 I
超出准无缝线路所要求的锁定轨温范围较多,
/ c4 X( e" t3 ]' _+ Z5 V" `在繁忙干线上,单靠自然轨温达到所要求的锁 - r# z0 ?5 E. [; f* \( c* ?& p
定轨温再进行放散, 是不易做到的。因此就要 9 t* d7 V4 n. j2 j. x2 L+ t
解决一个不靠 天 放散的问题。必须把过去
6 }4 i( Z! _, C2 v5 ~' S1 D那种靠气温控铆镇定轨温的作法变为人为控制
: K8 `! z6 w7 ~5 w. A6 T$ z锬定轨温, 只有这样, 才能顺利完成准超长无 ; H* ~ W0 Y: u" R1 R. H5 I: {
缝线路的铺设。I994年初, 我们组织保定工务
1 Y1 J+ U+ K! {- [2 g" c6 C段研制出新型的液压钢轨拉伸器, 较好地解决 3 ]0 F- b1 e* h( }8 `) H
了这个问题。和J用这种拉轨器强制拉轨, 克服 / b7 u5 o- x6 }
了以往拉轨器打滑的现象, 拉轨效率高, 速度 G0 h: c6 p, H( m4 M7 w7 ~! |3 z! p
快, 保证了准超长无缝线路的顺利铺设。
* d& v7 c" e, _3 q7 ?* U% f三、施工方法
' ?( d% ~. L! k' @8 y* t( q" i( W准超长无缝线路的铺设, 一般是一段一段
% b; t, O8 M. V. [, {地铺设, 每单元轨条的长度视施工力量及运输
# j: q) j+ n( H% G4 O& M% |允许的封闭点太小来决定, 一般在1.5km左右 ' i: i$ s9 C; P2 c$ }! f) _+ g
为宜。单元轨条的联结是在厂焊的轨条卸到现
+ L9 C& |* X& f% l R场后, 在线下联结在一起。其中, 如果有绝缘 5 ]& |; e) @; F. G1 V9 e
接头, 则胶接绝缘轨也是在线下先同两边轨条 # K5 o% I# r. w; w* g
联结好。铺设时采取 一步法 和。二步法
: ?; W$ [9 a& g) Z! }) S. c- |/ y1 _两种方法。所谓 一步法 ,,是从一段开始, I/ g! _ Z0 w
逐段连续铺设, 铺设时同时焊接同时放散, 做
' {3 N8 C V5 r到一步到位, 但施工组织难度很大, 需要的封
+ h8 g- q) G. X锁点时间也长。另一种方法是逐段铺设, 中间
9 ~+ H' L" b+ T* c5 W/ B设一个龙口轨, 然后再取消龙口, 进行焊接, 2 z3 n+ L& [# R
需要放散时同时进行放散。这种方法我们称为
2 t/ B, Y. w& t9 K, m二步法 。保定工务段去年铺设的一般是采 3 i& ^4 w' b5 Q# Z) A' R
用的这种方法。
# e/ [" q0 Z& u二步法 旌工方法如下: 如果不需要放
; N7 G) l* P2 t$ _. t, N散, 则接线上焊接的程序, 将相邻的两段瑶结
7 u7 c$ ]% u$ g; Q. c1 i( C起来即可。 + K! ~; ]1 ?1 z' O* z5 D
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如果需要拉轨放散联结, 其施工方法是t
" b- P+ X" s% z" Y5 d' g- ^在已铺设新钢轨的区间或相邻区间, 在同一个 , P/ x2 ?" d" ~, J6 o9 Q4 e: r
封闭点前,列车限速45km/h~行3o分神, 把
5 n, t3 E6 Q# s, L; H N$ q该单元轨条每隔一根松开2根轨枕扣件。准备
) d* e9 ]# M4 c) B7 a/ _好线上气压焊的工具, 并接好相应的电源, 在 8 v$ N9 w0 I3 ~! t3 l! @
封闭点内, 全部松开扣件, 设置直径2 onlr'fl的 8 R1 b: g5 o2 W7 R
滚杠, 使整个长轨条置于数个滚杠上, 最大限 1 n% E* ~ `0 S( g' x& j* a* C$ E
度地减少钢轨的纵向阻力。先用气压焊机在线 5 ^. w8 ~8 D9 Z1 f7 C
上将长轨条的一端和另一根长轨条焊联。同时
0 H; B0 ~7 s# E哥吐甩准备好的每隔4oo~5oom设置的撞轨器纵 ; G: |5 w n/ r9 f' B
向撞击钢轨, 使长轨条处于零应力状态。然后
- K" [0 M1 u3 i1 p9 }) n" x3 B根据当时的轨温,.在长轨条的另一端计算出轨 , T5 v2 M% z$ E. v, q! ~8 ^4 |9 w
温放散应有的拉伸量, 无齿锯快速切下后, ( u$ B/ `0 Q6 p9 w5 w1 W, Q& }4 q
甩拉轨器将轨条拉伸就位。同时撞轨器沿拉轨
+ V5 t! f. X [7 l. W, `( J# S方向撞轨, 以消除局部纵向位移不均匀 轨条
6 L/ _' ~( ]/ I1 G' Q长度内各点的(一般每次loom 为一测点)位 ! B, W( n; m, b/ i
移量达到预定要求时, 撒下蒗杠, 全面拧紧扣
6 z5 [; N% B" j! o0 |) p件, 临时打孔上夹板, 与另一根长轨条联结, 6 b8 R! J9 X; W- H
即可开通线路。待第二个施工点时再依此类
: e4 s3 d0 c5 @% {+ E推, 就把整个区间的长轨条焊接成为一根长轨
1 @. J- y2 J& p3 N) F. a4 O条, 同时, 也把锁定轨温调整到设计的范围。
+ @) e% ?# L, h+ t; q/ z+ H保定工务段利用自己研制的钢轨拉伸器, 按照
# x ^7 [" p( T/ N' e上述方法, 1994年5月~ 19 95年初, 进行了94 2 r( _( r3 V! d V
段共计14okra的试验, 均获得圆满成功。使i2
% }. Z9 P$ y$ G0 v1 P个区间的准超长无缝线路实现了‘三个一 ,
" O( L4 ?5 @. @" z: W- g即一个区间,一根钢轨、一个锁定轨温。
) ~1 b) ^$ k4 D6 a& r0 h& e四、铺设注意事项 2 |- ^! q: W( ?
1.人均工作量要适当。因为是在有限的50 0 y) D% a) U, @, f+ f- y/ t
~6o分钟封闭点内施工, 要保质保量地完成任
. \5 y. @. G& p! d! s& J% C1 s; g务, 并保证正点开通线路。一般松紧扣件人员 7 P/ T% y2 ?% C& P6 P
人均负担25~30根轨枕为宜, 焊轨和拉轨应由
; o, P2 ?0 U, S# H. n专业人员操作。 3 w- P; j* X7 o( M' L/ p5 \
2.要使整根长轨条都处于零应力状态, - B7 u4 H9 F& q1 u' ?2 ` `
滚杠要垂直子轨底摆放。撞轨器纵向撞击钢轨 & |5 V* k+ ]& L8 f; o$ h
时, 要使整个长轨条振动, 并产生纵向回弹。 ( D% Z3 ]* \7 W' {$ K
3. 轨条的拉伸要均匀。当钢轨拉伸器按
/ R# C# K6 N) Q3 l5 T" G' n7 y照预定的拉伸量拉伸就位后, 每个观测点的钢 $ ~9 O# ^ m" G1 z
轨纵向位移应是按比倒均匀的伸长。若发现不 0 D3 J4 F* g1 a# H6 Y6 K ?+ {2 Q
铁道霉筑 1995年弟嘲
% n- U. \7 W" o正常时, 说明局部阻力大, 应 撞轨器撞轨, 0 n7 T* {4 a$ O8 w6 f
克眼局部阻力, 保证各测点按计划位移量纵 ~0 w/ N" x( m1 w6 m1 [
移。
4 a2 S$ @ j9 W% E! a7 z4 z4.防止滚杠滚动距离过长雨掉下轨枕最 7 @, R+ C* P3 k/ G5 X" l6 @( Y
轨台, 在钢轨拉伸时及时调整滚杠的位置,保 0 T P2 R9 R2 z4 k
证滚杠在承轨台上滚动。也可制作平板式滚 ) ^! \1 H; Y1 z% r
杠, 即在2 0ram的钢板上镶入2~4个柱形滚
0 Z: p& A5 H6 B) n+ e珠, 置于承轨台, 可防止滚扛掉下承轨台。 : ]2 d3 v+ E6 G
5.在长轨条一端焊联后, 在轨温未降至
1 \, [+ S$ `* L, l.300℃ 以下时, 气压焊机应保持愿有的挤压
2 c, B2 Z4 D: i# { s力, 防止拉轨时因轨温过高将焊联好的轨条拉
2 _$ y' I/ k6 o, Z- x损。 ! T- [4 M# a: i) z
6. 当拉轨量大于拉轨器的最大拉仲行程
% T" ]3 q) c9 v/ X: x时, 可用两台拉轨器串联拉轨。
) F3 o# E) `1 F4 x! c( O五、铺设效果
; e! t+ C& j. O5 R8 `5 I准超长无缝线路按照上述方法铺设, 目前 # z% n' g5 b- _; S% V2 k! V
在国内尚无先例, 它具有以下4个特点。
$ O# Z1 }( z/ v! c1.对运输干扰小。一般刺用55~60分钟 / A9 [/ F* l, I1 f. F( G
时同进行钢轨更换, 同时在一个区间或相邻区
3 h# n4 n1 W3 |间, 利用一个封闭点完成一段长轨条的焊联和 ' o, R. E3 Q4 _ H% o
锁定轨温的放散, 在京广线如此繁忙的干线也 - l) {( f6 s A) m+ P* ~# |
是完全能做到的。 * e. g. H5 J% o
2. 铺设质量好, 锁定轨温准确。利用钢 ) R6 x' Z2 L% v1 I
轨拉伸器可以不受气温的限制人为地控制锁定 3 {: L$ Q3 t& c- _& Q- e3 r" }
轨温 例如京广线保定一高碑店区段, 设计锁 + M8 e. \8 v3 J `2 v0 c
定轨温为22~ 32℃, 可人为地确定锁定轨温为
2 @6 z" R- V. J4 q" I27℃ 。当轨条零应力, 而自然轨温低于2 7℃
5 f3 h4 f( N m, ]3 A3 E, s时, 可将轨条拉长, 拉至换算27℃ 再拧紧扣件
6 s( T/ O* Y8 N/ C7 o1 w1 p锁定线路。当铺设轨温高于2T℃ 时, 可适当调 - J0 o; n( Z5 {7 _& U& O
整封fjj要点时间, 避开高温, 选择在封fjj时问
' Y+ m5 p; o( c内自然轨温低于2 7℃ 时再旌工, 同样可按上述 # X/ {/ |& b8 C/ [# S' t# |
方法控制锁定轨温。 6 C: x4 ]: P" f
3.施工方法简单易行。只要对焊轨和拉 7 t* M. x/ ?4 E7 d$ }/ `
轨操作人员进行专业培训即可拖工。大修工程 # A2 O( e" G/ O6 |1 c7 n, F6 T
部门和工务段都有能力采用。
( }* V4 y% r6 f6 r2 z. k$ d% H4.效益显著。即使在运输繁忙的干线上 1 C. ~6 i7 p* W" R
也适用。 二步法 铺设, 只需封闭点5o~6 0
+ K7 D1 }, v; f5 _( L( E) I分钟, 比整区间铺设超长无缝线路大大节省了 |