长钢轨应力放散关键工序及技术要点
应力放散与线路锁定是铺设无缝线路施工中继铺设无道床、铺设长轨、现场焊接之后的一道工序,是铺设无缝线路成功与否的关键。
(一)准备条件
长轨通过现场焊接成单元轨节后,在进行放散和锁定作业前,现场应具备以下条件:道床达到初期稳定、按设计要求已设置钢轨位移观测桩、锁定作业时的温度应在设计锁定轨温范围以内或以下。
(二)单元轨节布置
放散锁定的单元轨节每1 000~2 000 m为一个单元轨节,最短长度不应小于500 m。无缝道岔中单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路组成一单元轨节。
(三)设计锁定轨温
(1)无缝线路应在设计锁定轨温范围内锁定,且相邻单元轨节间的锁定轨温差不应大于5℃,同一单元轨节左右股钢轨的锁定轨温差不应大于3℃,同一区间内单元机节的最高与最低锁定轨温差不应大于10℃。
无缝线路锁定轨温为:无砟轨道锁定轨温27℃±5℃,有砟轨道锁定轨温32℃±5℃。
(2)无缝道岔的设计锁定轨温应与两端区间无缝线路的设计锁定轨温一致。
(3)隧道地段无缝线路的锁定温度。
①隧道内距隧道口200 m范围无缝线路的设计锁定轨温与两端区间无缝线路一致。
②隧道口轨温过渡区段应根据计算加强锁定。
容许锁定轨温上下限及范围按该段最小曲线上最不利条件计算。
(四)线路应力放散及锁定施工
1.放散方法
应力放散与线路锁定有滚筒放散法、拉伸放散法两种,根据施工放散现场的轨温值及轨温变化趋势采用相应的放散方法。根据测量轨温判定,当轨温在设计锁定轨温范围内时采用“滚筒放散法”;当轨温在设计锁定轨温范围以下时采用“拉伸放散法”。
2.伸缩区设置
放散本次单元轨节时考虑上一单元轨节的伸缩区100 m。
3.轨道状态检测
在应力放散前对长轨铺设、现场焊接等工序施工质量、线路状态进行全面检测,重点检测弹条扣压力、道床刚度及横向阻力、现场闪光焊焊接质量、锁定焊接轨道几何尺寸、轨面标高、线路中线位置,要确认线路已经达到初期稳定状态,方可准备进行线路锁定施工。
4.轨温调查
通过现场调查,了解近期轨温的变化情况,决定应力放散与线路锁定的作业时间。
5.位移观测桩设置
按照要求,埋设钢轨永久位移观测桩并编号。
6.标记临时位移观测点
根据设置好的位移观测桩,在钢轨上标记,并根据现场条件适当加密观测点,每100 m设1处临时位移观测点,作为钢轨应力放散时的临时位移观测点,通过对钢轨位移的观测,以判定应力放散是否彻底。
7.选择应力放散方法
到达施工现场后,测量轨温,选择应力放散方法。
8.标记临时位移观测零点
在本次放散单元轨节和上一放散单元轨节100 m范围内标记临时位移观测零点。
9.卸扣件、顶起钢轨
在本次放散单元轨节和上一放散单元轨节100 m范围内,每隔10 m放置一滚筒,将钢轨扣件卸除,用起道机顶起钢轨落于滚筒上,钢轨顶面高于承轨面5 cm左右。
10.串轨、临时位移观测
由于长轨铺设时轨温与正在进行的作业轨温不一致,弹条卸除、钢轨顶起后,钢轨的束缚解除,钢轨将产生位移,但由于钢轨内部应力及滚轮摩擦阻力等影响,此时钢轨内部应力仍不为零,用两端的拉轨器来回串动钢轨,观察位移直至基本呈线性增长,且单元轨节终点处最大位移L测与计算值L算=α×l×(t1-t2)(α:钢轨的线膨胀系数,取0.011 8 mm/℃;L:单元轨节长度,取100 m;t1:此时轨温;t2:长轨换铺落轨时轨温;L算为正时钢轨伸长,L算为负时钢轨缩短)基本一致,此时钢轨内部应力判定为零。
11.记录轨温、拉轨
记录钢轨应力放散为零时的轨温,若此时轨温正好符合设计锁定轨温,则锁定钢轨。若此时轨温低于设计锁定轨温,记录轨温,按下列公式计算拉伸量进行拉轨,并现场测量钢轨的实际拉伸量(第4次),与计算拉伸量比较,若与计算拉伸量相符合,则锁定钢轨,若与计算拉伸量不符合,则要查找原因,如应力放散不均匀滚轮卡死钢轨等因素,采取相关措施。
Δl=α×L×(T锁-T )
式中 Δl──单元轨节拉伸量(mm);
α──钢轨的线膨胀系数,取0.011 8 mm/℃;
L──单元轨长度(m);
T锁──设计锁定轨温(℃);
T──作业轨温(℃)。
12.落轨、上扣件锁定
轨温合适或钢轨拉伸到位时,按要求依次去除支垫在钢轨下的滚轮,将钢轨落在轨枕上,按照WJ-7及WJ-8扣件安装说明上好扣件,紧固钢轨,在拉轨器前后各50 m范围内的钢轨锁定完成后,方可松掉拉轨器的液压油门,拆除拉轨器。
13.标记钢轨位移零点
钢轨锁定后,立即进行位移零点的标记。在设有位移观测桩处的左右股钢轨轨头外侧面胶粘一段小钢尺,小钢尺刻度为-50~50 mm,零刻度与位移观测桩拉线竖向重合。并定期对钢轨位移进行观测。
14.锁定焊接
采用闪光焊焊接工艺,将本次放散单元轨节与上一放散单元轨节焊连起来。
15.位移观测
单元轨节放散的第一个月内每星期观测一次钢轨位移,以后每月观测一次,当钢轨位移超出允许范用时,要查找原因,并重新放散锁定钢轨位移超标区段。
16.无缝线路标记编号
对轨道的单元焊焊缝、锁定焊焊缝、位移观测桩、钢轨位移零点、单元轨节、锁定轨温、锁定日期等数据,按照设计文件规定的型式和标准,标注于钢轨上。
(五)不同轨温铺设无缝线路应符合的要求
(1)在设计定轨温范围内正式锁定,严禁用撞轨、强制拨入的办法改变长轨长度。
(2)轨温低于设计锁定轨温范围时,用拉伸设备将长轨拉长至设计锁定轨温的长度,并正式锁定;或用临时缓冲轨(必要时用短轨或短轨头)暂时锁定,先行通车。
(3)轨温高于设计锁定轨温范围时,可用临时缓冲轨(必要时用短轨或短轨头)暂时锁定,先行通车。
(4)暂时锁定的无缝线路,应在轨温达到设计锁定轨温范围时放散长轨应力,将临时缓冲轨换铺为正式缓冲轨并重新锁定,以达到设计要求。