无缝道岔铺设及应力放散施工技术分析

摘要：跨区间无缝线路指的是轨道的长度能够跨越多个区间甚至全区间，并且与车站道岔相焊联，取消或是减少了缓冲区，减少了轨道接头，提高了列车运行的安全性。本文中以某无缝道岔工程为例，对其施工中的关键技术进行了探讨，以促进我国铁路事业的快速发展。

关键词：无缝道岔；区间；铺设；技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A

跨区间无缝线路是一种新型轨道结构类型，完全消除了钢轨接头，彻底实现了线路的无缝化，其优点十分明显。由于跨区间无缝线路适应高速与重载铁路的发展需要，因此，世界各国竞相发展。道岔无缝化是跨区间无缝线路发展的难点和关键技术。无缝道岔结构复杂，掌握其在温度力作用下的受力和变形规律是无缝道岔设计、施工和养护维修的理论基础。

1施工方法及工艺

1.1应力放散量计算

形成超长无缝线路后，放散无缝道岔应力就必须切开应力放散股的一端，为防止道岔内的钢轨移动过大造成道岔的不方，另一端必须锁紧。为计算无缝道岔的应力放散量，假设应力放散仅在单个道岔长度内进行，不涉及两侧线路。外直股可能出现的最大应力放散量，按提速无缝道岔计算：

L=0.0118×LxAT

式中：L——外直股全长；

T——可能出现的最大轨温差。

按该工程项目部施工现场测量的轨温为10℃计算；应力预放散的锁定轨温为26℃，伸长量为7mm～12mm(不同道岔长度不同)。

内直股可能出现的最大应力放散量由于内直股的尖轨部分所受温度附加力可以忽略不计，所以尖轨内部所积存的应力也可视为零，计算长度从活接头到岔后切开点，设活接头至岔后切开点的距离(L)为30m(有可能在岔尾以后的部位切开)，则L=6mm。由此可见，无缝道岔的应力放散量都不会很大，关键是要通过应力放散解决道岔不方、限位器预死等现象。

1.2关于转辙及护轨部分的应力放散

由于转辙部分及护轨部分结构复杂，解开后安装时间长，存在应力放散时阻力大的问题。此两部分由于销钉和弹片的扣压，阻力比较大，主轨与尖轨及护轮轨联结牢固，解开后在点内恢复困难，只能考虑采用不解开的方案。通过论证，决定采取在垫板下设置滚杠，应力放散时让尖轨、护轮轨随同主轨一起移动的办法，但前提条件是应力放散量较小。

1.3应力放散方法

利用钢轨拉伸器强制拉伸，再自由回缩，从而达到应力放散的目的。所谓强制拉伸，就是在封锁线路的条件下，将进行应力放散的一股或几股钢轨的扣件松开，锁定要进行应力放散的一股钢轨的一端。在垫板下放置滚杠，将基本轨接头以外lm多远的钢轨抬放在滚杠上，从另一端用钢轨拉伸器强制拉伸，拉伸的长度一定要超过应力放散量，然后让钢轨自由回缩，达到零直力状态，在回缩的过程中同时敲击钢轨，达到均匀地放散应力、自由回缩的目的。

1.3.1调整限位器，保持道岔方正。应力放散的前提是道岔本身应方正，如：为了使道岔方正可结合应力放散通过调整限位器整治，当限位器在同方向顶死时，可采取在相反的方向用拉伸器拉伸就位；当限位器顶死的方向不一致时，则应考虑改变应力放散方向进行调整，一般道岔应力放散量较小，限位器有5mm～7mm的缝隙，在限位器允许的范围内就可调整。

1.3.2主要作业程序。①做好点前准备，包括重新拧紧道岔前后50m范围内的扣件、接头螺栓，将道岔内扣件松开涂油后再上紧，方正好设置拉轨器外的轨枕，做好测量标记。②按慢行点要求准备好道岔内螺丝和扣件。③松开(或切开)道岔尾部两直股钢轨。④松掉放散股的所有扣件，在铁垫板下设置滚杠并用木槌对钢轨进行敲击。⑤测量轨温，按照公式计算出拉伸量，并在钢轨上和轨枕上用石笔标记出伸长量。⑥安放拉伸器、用拉伸器对钢轨进行拉伸，同时用木槌对钢轨进行敲击，拉伸长度要大于计算拉伸量(拉伸过程中注意观察限位器不能顶死)；停止拉伸后，放开拉伸器使钢轨进行自由回缩，并同时对钢轨进行敲击；当钢轨回缩至计算伸长量时，使用电动扳手对钢轨进行锁定。⑦记录放散量和轨温。⑧上紧所有扣件和螺栓。⑨焊接轨缝。⑩埋设位移观测桩并标记。

图1站场多组焊联道岔位移观测桩设置示意

1.3.3道岔位移观测。①如图1所示(尺寸以米计)：A为岔头位置、B为限位器位置、C为岔尾位置。②当L一

图2位移观测桩埋置示意

图3A—A断面

1.4铝热焊

站场道岔钢轨焊接采用铝热焊焊接。其原理是利用铝粉与氧化铁发生氧化还原反应，产生钢水，浇铸在焊缝中完成钢轨焊接。具体施工工艺可分为以下几个方面(铝热焊焊接工艺流程见图4)。

图4铝热焊焊接工艺流程

1.4.1焊接接头准备。调整焊缝大小(25mm±3mm)与位置(距轨枕边100mm以上)，刨开接头轨下200mm范围内的道碴，用钢丝刷清洁轨端100mm～150mm。轨端锯轨时，不垂直度＜0.8mm。

1.4.2轨端对正。安装钢轨对正架，将各调整螺栓就位(触及钢轨即可，不得上紧调整螺栓)。用直尺检查轨端对正情况，按对正架操作程序，松紧相应的调整螺栓对正轨端(水平对平，纵向对直扭转对正)。

1.4.3调尖峰。将直尺置于钢轨顶面、并以轨缝居中。用楔形垫板在轨缝两侧的轨枕上(胶垫已去除)将轨端上调(轨底的两侧同时打进楔形垫板，以防钢轨侧移)。亦可用对正架调尖峰。尖峰值暂定为1.6ram，即直尺为水平状态时，直尺两端尺下间隙均为1.6mm。

1.4.4砂模的准备。检查砂模无受潮，无裂纹，无变形，各组件不缺件，状态良好。将侧砂模在轨缝处进行摩擦，使其与钢轨密贴，清除浮砂。

1.4.5预热。测量并记录轨温。天气寒冷时，如果轨温低于15℃，则应用焊炬加热至37。t2，焊缝两侧应加热范围见表1。

表1铝热焊焊前预热范围

安放预热器支架，并调整它的位置，使预热器处于砂模的中央、高低适中。调节氧气和丙烷的压力，使得焊炬的火焰获得一个约12mm长的焰心(通常为蓝色)。

1.4.6焊药的准备(与预热同时进行)。揭下焊药编码标签，并将其贴在焊接记录表中。将自熔塞安在其位(钳锅底部中央)。打开焊药包，将焊药倒入钳锅内，用手将焊药搅匀，并将其顶部做成锥形。插入点火引信，将钳锅盖上。

1.4.7浇注。将钳锅放在砂模上，并使其在砂模上居中。打开钳锅盖，点燃点火引信，将点火引信插入焊药中(最深为25mm)重新盖上钳锅盖(在预热结束后，焊药必须在30s之内点燃)。手持防漏棒，站在两侧准备堵漏。浇注完毕，当废渣停止流入灰渣盘(砂模中流出最后一滴多余钢水)时，按下秒表开始计时。

1.4.8拆模及推瘤。浇注以后5min开始拆模作业，撤走钳锅及灰渣盘，拆走侧模夹具、夹板和金属底板，用热切凿切除焊头的顶部，推人铁铲中，并清理轨顶面、侧面的封箱泥，安装好推瘤机。浇注以后6.5min开始推瘤(6.5min未到之前不要推瘤)。

1.4.9热打磨。浇注10min后，可以对焊缝进行热打磨，打磨时穿戴好防护用品(防护眼镜、护腿等)。热打磨后，焊缝顶面及内侧面必须高出轨面0.8mm以上。浇注15min后，撤掉调尖峰用的楔形垫板，以便让焊缝冷却至水平(对正架亦在15min后拆除)。

1.4.10冷打磨。浇注1h后，尖峰应完全消失，即可进行冷打磨作业。冷打磨采用钢轨仿形打磨机，对轨顶面、轨头两侧进行打磨。采用手提式砂轮机对轨底进行打磨。

1.4.11探伤。用超声波探伤仪对焊头进行探伤，焊缝内不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹碴等有害缺陷，如有上述问题必须锯轨重焊。

1.4.12收尾工作。废弃物不得乱扔，收入蛇皮袋中统一处理。清理所有设备、机具。

2结束语

通过实际应用，道岔铺设和应力放散效果显著，受到人们的广泛好评。无缝道岔的成功铺设，为我们积累了宝贵经验的同时，也为整个项目的顺利完工奠定了基础，为企业获得了良好的社会和经济效益。通过对无缝道岔应力放散技术的研究，以单组道岔为放散单元，在节约施工成本的同时也彻底放散了道岔内部应力，使无缝道岔更加稳定。

参考文献

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TB2098—89，无缝线路铺设养护维修办法[s].