延吉西至珲春无缝钢轨施工控制技术

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摘 要：随着我国高铁的快速发展，无缝线路的应用越来越多，无缝钢轨是无缝线路中最为关键的施工环节。无缝钢轨的施工质量的好坏，直接影响高速铁路的使用和安全，已经成为铁路建设迫切需要解决的关键问题。文章结合延吉西至珲春无缝线路钢轨施工实体工程，从钢轨的焊接、应力放散和线路锁定等方面详细阐述了无缝钢轨的施工，为同类工程提供了技术借鉴。

关键词：无缝钢轨；施工；应力放散

1 工程概况

本工程为延吉西至珲春正线轨道工程和站场轨道工程，起止里程为GDK267+500（延吉西）～DK361+778.075（珲春）。铁路等级为客运专线，设计时速250km/h，正线线间距4.6m，小平面曲线半径一般4500m，个别3000m；最大坡度20‰，其中图们北至珲春13‰；到发线有效长度650m，最小行车间隔：按3min设计。与既有图们北修建联络线与新建正线左线连接，长轨条由长轨运输车从焊轨厂经由联络线运至图们北长轨存放场，尔后将长轨与相应数量的轨枕装车，并与CPG500铺轨机组连接，采用单枕连续法进行跨区间无缝线路铺设，其中图们北站采用换铺法铺设长轨条。

2 无缝钢轨施工

（1）钢轨焊接采用焊轨车闪光接触焊，在道岔区接头处采用铝热焊，区间正线焊轨随铺轨整道进度，左右线分区段交叉作业，先将500米长轨焊接为1.5～2km单元轨节，然后焊接成为无缝线路。在大机作业之前，利用风动卸砟车进行上砟、补砟作业，人工配合作业；然后利用大型养路机械按先初步整道后精细整道顺序进行施工。

（2）当施工轨温在设计锁定轨温范围以内时进行钢轨应力放散，锁定方法是利用接触焊对轨道进行焊接；当环境温度低使得锁定施工时轨道温度比轨道设计要求的锁定温度低时，应力放散采用拉伸法，当环境温度高使得锁定施工时轨道温度比轨道设计要求的锁定温度高时，应力放散采用滚筒法。

（3）采用闪光接触焊对单元轨节间和长轨进行焊接锁定，采用铝热焊对两端与线路连接的钢轨和道岔内的钢轨进行焊接锁定。钢轨焊接应符合现行铁道行业标准《钢轨焊接》TB/（1632.1-4-2005）的规定，并按相关规定进行焊轨试验，未经型式检验合格，严禁施焊。

（4）锁定线路和放散钢轨应力施工工艺流程如图1所示。

a.检测轨道状态和近期轨温。在进行轨道应力放散前对轨道枕下道床刚度、轨道几何尺寸、横向阻力、轨面标高、焊接质量和线路中线位置等进行全面检测，保证符合规定要求后才能安排锁定线路。为确定轨道锁定的施工时间，对轨道温度的近期情况进行调查，确定轨道温度随时间变化规律。

b.设置观测位移桩和临时位移观测点。位移观测桩的设置按照相关规范和设计文件规定进行。在轨道上按照位移观测桩设置情况对临时位移观察点进行标记和观测，对应力放散是否完全进行判定。

c.钢轨顶起。在长100m上一单元和放散单元轨节范围内设置间距10m的滚筒，为把钢轨顶起放置到滚筒上，卸除扣件后用起道机顶起钢轨保证其底面不低于承轨面5cm。观测临时位移。因顶起钢轨后会因轨温不同在钢轨内会出现残余应力和位移，采用在两端设置拉轨器对钢轨进行来回串动并进行位移观察，如位移不满足线性增加，则应对不均匀位移位置钢轨进行串动撞轨，保证单元轨节终点位移最大值和计算的位移一致。

d.拉轨。用拉轨器对单元轨节起点端进行固定，拉伸终点端到规定位置后固定。轨温满足规定要求并且钢轨内部应力为零时，依次去除放散起点到轨道终点范围内的滚筒，把钢轨落到轨枕上，用扣件对钢轨进行紧固和锁定，同时记录拉伸量和轨道温度，对钢轨零位移点进行标记。

e.焊接锁定和位移观测。对上一放散和本次放散单元轨节利用铝热焊进行焊连。在第一个月内，对单元轨节放散钢轨位移进行测量，测量频率为1星期1次，一个月后的测量频率为1月1次。如果测量位移不满足要求时应认真分析原因，对位移超标的钢轨地段进行重新放散锁定。同时应对锁定焊缝、锁定日期、单元轨节、锁定轨温、单元焊焊缝、钢轨位移零点和位移观测桩等按要求在钢轨上进行标注。

f.应力的放散和锁定。按《无缝线路铺设及养护维修方法》

（TB2098）确定施工锁定轨温，并保证满足设计锁定温度。应在轨温均匀情况下进行应力放散，并且保证同一区间单元轨节、相邻施工单元轨节和左右两股钢轨的锁定轨温差分别不超过10℃、5℃和3℃。锁定后对设置的长钢轨纵向位移立即按要求进行测量。

g.应力放散方法。正线钢轨焊接先采用“单元焊”，将钢轨焊接成1km～1.5km的单元轨节，然后进行应力放散锁定将单元轨节焊接成无缝线路。单元轨节焊接时可与铺轨同时进行，在焊接过程中要与前方铺轨保持一定的距离，不影响铺轨。当长轨列车需要返回铺轨基地时要使焊轨机开至封闭区间进行避让。当作业时轨温处于设计锁定轨温范围时予以锁定。当施工温度比设计锁定轨温低时，先对长轨用拉伸法进行应力放散，再进行锁定，当施工温度比设计锁定轨温高时，先对搁置在滚筒上的长轨用木锤敲击进行应力放散并进行临时锁定，当轨温满足规定要求时，再进行放散应力和锁定。在应力放散后记录好单元轨节的锁定日期、拉伸量、锁定轨温、钢轨位移观测初始读数和单元轨节编号。最后进行整修打磨不平顺焊缝、复核锁定轨温和复核锁定轨温等轨道整理工作。

h.计算钢轨的锯轨量和放散量。计算锯轨量1″=1′+λ±α，式中：α为整治线路爬行时钢轨移动量；1′为放散量，mm；1″为锯轨量，mm；λ为焊接顶锻量，mm。其中，应力放散和当移动方向一致时α取正，应力放散和当移动方向不一致时α取负。计算放散量L=αL（t1-t2），式中：t2为作业时轨温，℃；L为需要放散应力的钢轨长度，m；α为钢轨膨胀系数，α=0.0118；t1为钢轨的设计锁定轨温，℃；L为放散量，mm。

i.应力放散要点。当实际锁定轨温不满足规定要求，钢轨出现过量伸缩和不均匀位移时应对应力进行再次放散，对钢轨进行重新锁定。位移观测桩200米区域内如果相对位移量超过1cm，位移量大于2cm，应迅速采取措施，查明原因，对超标的单位轨进行重新放散应力和锁定。完成锁定并经过列车碾压后，应及时组织复紧轨枕扣件，达到锁定要求。

3 结束语

采用上述方法，安全顺利地完成了延吉西至珲春无缝钢轨施工各项检测均满足规定要求，表明采用的方法是成功的，为无缝钢轨施工提供了技术资料。

参考文献

[1]胡为珍.铁道无缝线路改造施工技术要点和质量控制标准[J].吉首大学学报（自然科学版），2011（4）：21-25.

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[3]洪慧萍.无缝线路应力放散均匀性控制[J].铁道建筑技术，2011（7）：41-45.