应力放散及锁定施工工艺

应力放散及锁定施工工艺张峻川(中铁四局八分公司)摘要：本文对铜九线元缝线路应力放散及锁定的施工方案及工艺做出介绍．并为施工提傧借鉴。随着中国社会主义经济建设的卓越成就，中国铁路建设也迎来了跨越式发展。2007年4月18日，时速200公里以上的动车组正式开始运营，贯通全国重要城市的高速客运专线也已经上马建设或加紧筹备。无缝线路技术是高速铁路的基础，而应力放散的施工工艺是否成熟，是无缝线路是否能够保证质量和设计要求的重要因素。现以铜九线无缝线路施工为例，对该工序施工进行说明。1工程概况应力放散和锁定是将已达到初期稳定状态的线路，重新松开扣件、起升钢轨、垫上滚筒使钢轨处于自由伸缩状态或自由伸缩后再强制拉伸，放散掉钢轨内的附加应力和温度力，在钢轨处于设计锁定轨温时的“零”应力状态下，将线路锁定完成无缝线路的过程。进行应力放散作业是为了使在冬季气温很低钢轨内部产生的拉应力不会把钢轨拉伤拉断和夏季气温很高时钢轨内部产生的压应力不会致胀轨跑道现象。2施工工艺2．1施工方法简介应力放散施工有两种放散方法：第一种称为滚筒放散法，即实际轨温在设计锁定轨温范围内，放散时在钢轨下加垫滚筒，利用锤击敲打钢轨，使钢轨自由伸缩，等钢轨充分回弹后，即钢轨内应力达到零应力然后迅速锁定线路；第二种方法称为综合放散法，即实际轨温低于锁定轨温下限值时，钢轨下垫上滚筒，将要放散的单元轨节一端与已放散锁定的线路焊接，靠无缝线路提供反力，一端安装钢轨拉伸器，根据当时轨温计算出单元轨节的拉伸量，等单元轨节在当时的施工温度下处于自由伸缩状态时，进行位移零点标记，再用拉轨器将单元轨节拉伸至计算出的拉伸量，各测点位移均达到计算位移量后进行锁定。对于区间线路将根据现场轨温灵活采用放散方法，对于道岔由于不易进行拉升，所以只能选择滚筒放散法，即道岔铺设必须在设计锁定轨温范围内进行。应力放散、锁定焊接施工工艺流程见下图：拆卸扣件、支垫滚筒→撞轨、应力放散→测轨温、面钢轨拉伸位移标记→计算拉伸量、锯轨→单元轨节拉伸、锁定→锁定焊→设置单元轨节位移观测标记滚筒放散法工艺流程：施工准备一拆扣件一垫滚筒一敲轨一测轨温一钢轨反弹一拆滚筒一上扣件(隔二上一)一上完所有扣件一作位移观测标记拉伸器滚筒放散法工艺流程：施工准备一拆扣件一垫滚筒一安装撞轨器一安装拉伸器预拉伸敲击使钢轨处于自由伸缩状态一每隔lOOm设1个临时观测点标记一测轨温计算各点拉伸量一拉伸并用撞轨器撞击、观测各点位移量一各点位移达到放散要求后拆滚筒一上扣件(隔二上一)一上完所有扣件一作位移观测标记2．2施工工艺要点(1)按施工计划，将滚筒用轨道车运至现场，每lOm放置一对滚筒(双线)。(2)拆下扣件垫上滚筒，用拉轨器拉长钢轨使得待放散长钢轨与上一放散结束的长钢轨间轨缝(起始零点)在铝热焊要求的范围内(25mm+2mm要考虑焊前端部打磨量)，并进行焊接。(3)将长钢轨未焊接一端(终点)用拉伸器固定于既有长钢轨上，初步拉伸钢轨并同时敲打钢轨，松开拉伸器继续用撞轨器撞击并敲打钢轨，观察钢轨各点位移，待各点位移稳定，每次撞击钢轨会产生回弹时，停止敲击。(4)位移观测桩在铺碴整道施工时按设计要求布设，无缝线路锁定后，立即做好位移观测标记，观测纵向位移。位移观测桩的设计方案如图。在隧道洞口处加设观测桩。在钢轨腹部或隧道侧墙上，用红油漆注明锁定日期及锁定轨温，位移观测标记为永久性标记，不得任意改动。(5)在长钢轨上测量五点轨温，取平均温度计算出各点拉伸量，各点固定人员进行位移观测。(6)拉伸钢轨至要求拉伸量，同时撞击敲击钢轨，敲击点间距可按每隔一滚筒密度进行布置。敲击人员来回移动进行敲击钢轨。(7)位移观测人员观测各点达到要求放散位移后即停止敲击，拉伸器保压，取出滚筒，先按隔二上一安装扣件锁定线路。(8)补齐扣件，在焊接轨头温度降至500℃以下后卸拉轨器，标记位移观测“零”点。(9)单股放散结束后立即测定轨温，在左右股温差不超过3C时，可进行另一股放散锁定作业。3工机具配置主要应力放散线路锁定机具配备表序号名称单位数量序号名称单位数量1滚轮个3002对讲机台153压机台204撞轨器台25拉伸器台16锯轨机台17电动扳手（柴油机）台68小平板车辆109轨道车辆110N15工具车辆211方尺把112轨温表块613钢轨位移观测仪台2注：此机具配置为1500m长钢轨机具配置，旌工时人员按lOOm一组进行分工。4位移观测桩4．1位移观测桩设置要求(1)位移观测桩是无缝线路养护的重要标志，位移观测桩应满足牢固、可靠、易于观测和不易被破坏的要求。(2)位移观测桩应垂直于线路方向。(3)桥上位移观测桩设于线路双侧对称布置，设置于桥梁固定支座附近稳固的桥面系支架上，设置高度高于轨面5cm，标记必须稳固、耐久、可靠、便于观测。(4)隧道内位移观测桩设于线路双侧对称布置，设置于隧道边墙上，设置高度高于轨面5cm，标记必须稳固、耐久、可靠、便于观测。(5)无缝线路双线地段按单线设置，单线地段左侧设置单侧位移观测桩(路基地段)一个单元轨节为一个管理区段。位移观测桩按单元轨节设置，道岔区按道岔单元轨节设置。1个单元轨节(2000m)设7个位移观测桩，长轨不足2000m的单元轨节可适当调整桩间距离和桩数但桩距不宜大于500m。其设置见图1，2。注：1．两组道岔间距离小于50mm时，可不设中间位移观测桩。两组道岔间中离大于50mm时，在两组道岔中间增设一只位移观测桩。2．A表示限位器对应位置设置位移观测桩。图1单组无缝岔位移观测桩埋设标准(6)单元轨节起终点的位移观测桩尽量与焊接接头对应，纵向错动量不得大于30m，位移观测桩间相对位置应保持基本不变。(7)位移观测桩必须在无缝线路锁定前完成设置，并在现场进行编号，编号应标记清晰、耐久。4．2位移观测桩制作要求本线位移观测桩采用混凝土桩，要求如下：混凝土强度为C20，截面200mm见方，高700mm，其中十字支架埋于桩顶面下20mm，埋深在地面下650mm，基准轴为φ18mm圆钢，调节钢筋φ12mm圆钢。图2无缝线路位移观测桩埋设标准4．3观测桩型式及设置位置(1)路基上的位移观测桩本条线位移观测桩全部采用预制混凝土桩。埋设位置应符合以下规定：埋于路肩或路肩外面(距线路中心线5m以内)，使永久式位移观测桩顶面高出地面50mm，并使基准轴(即~918mm粗圆钢)正对向钢轨，桩四周用混凝土浇成200毫米宽的台。(2)位移观测桩编号在观测桩顶面进行编号，先刷一遍红油漆做为底色，在上面喷(刷)印桩号及单元轨节号。如：观测桩编号为“NO．123—02”，123代表对应位置单元轨节的编号，O2代表该单元轨节内位移观测桩的编号，所有编号均按线路里程方向进行。(3)长轨锁定后，应立即在钢轨对应位置用红色和白色油漆进行钢轨标记，标记内容包括锁定日期和锁定轨温。标记应清晰、可靠、耐久。图3锁定后单元轨节的技术参数由固定模块喷印在单元轨节起点处的枕木顶面。5结束语目前国内无缝线路的建设正紧张的进行，应力放散及锁定技术作为无缝线路质量、安全的重要制约因素正在进一步发展与完善，相信通过各方面的努力，应力放散及锁定施工工艺一定会进一步完善，使我国的无缝线路质量逐步提高。