无缝线路铺设施工工艺

1.1无缝线路基本原理
在普通轨道上，钢轨长度一般只有12.5 m或25 m，在 接头处都留有轨缝，钢轨随轨温的变化可以伸缩。无缝线 路上，钢轨长度在1 000m以上，这种轨道是被“锁定”着 的，当轨温发生变化时，钢轨不能自由伸缩，在内部产生 一种力，称为温度力。夏天轨温升高，钢轨欲伸长，但因 受阻力影响而不能实现，从而转化为压应变，在钢轨内部 产生压应力。冬季轨温降低，钢轨欲收缩，但因受阻力影 响而不能实现，从而转化为拉应变，在钢轨内部产生拉应 力。这是无缝线路区别于一般线路的根本特点。 由理论计算和运营实践表明：无缝线路内部的温度力 的大小与轨温的变化幅度成正比关系，而与钢轨的长度无 关，所以，在一定的温度变化条件下，只要轨道的强度与 稳定能够得到保证，无缝线路的长度可以不受限制。但在 实际应用中，考虑到自动闭塞区段绝缘接头的设置，桥梁、 隧道、道叉的衔接及施工、维修的方便，无缝线路的长度 一般为1～2km，两端还铺有短轨作为“缓冲区”，致使此 种无缝线路中尚有10%左右的有缝线路。
Ⅰ.无缝线路的介绍
一 .前言
无缝线路（continuously welded rail track）是将许多根 标准长度钢轨焊接成相当长的 轨条并铺布在轨枕上的线路。 它比普通线路接缝少，列车冲 击振动少，运行平稳，旅客舒 适；降低轨道养护维修费用； 延长钢轨和机车车辆使用寿命； 减轻机车车辆冲击轨缝的噪声， 有利于环境保护；是轨道结构 的发展方向，是铁路现代化的 主要内容之一。无缝线路被公 认为是20世纪轨道结构最突出 的改进与创新。
1.5.2封锁前的准备 ①方正长轨条始终端；②埋设位移观测桩；③拨 顺并串动长轨条，放散初始应力，使始端拨入时 能与线路上钢轨吻合；④备齐终端龙口轨和锯轨 机等工具；⑤散布扣件及橡胶垫板、垫片。在封 锁前的慢行时间，轨枕扣件隔一卸一，卸下始终 端各两套接头螺栓。 1.5.3 长轨条的铺设 在封锁时间内进行。用Ⅰ型或Ⅱ型换轨车作业， 从长轨条一端向另一端依次拨入新轨拨出旧轨， 换轨车行进速度（即作业效率）每小时1～2km。 Ⅱ型换轨车提高了走行的平稳性和作业效率，并 克服了新轨拨入与旧轨拨出时的交叉干扰。施工
1.4无缝线路发展
随着列车轴重和速度的增加，对轨道平顺性的要求也 日益提高。因此，延长无缝线路轨条的长度成为各国无缝 线路的发展趋势。由于胶接绝缘接头技术的成熟，桥上无 缝线路及无缝道岔设计理论的完善，以及无缝线路施工方 法与机具的改进，使无缝线路的长轨条得以延长，达到几 十、上百公里的超长轨节无缝线路。这种线路有的从一个 车站端部到另一个车站端部称为区间无缝线路；有的线路 穿行车站、跨越桥隧、采用无缝道岔，称为跨区间无缝线 路。为了实现这种超长的无缝线路，采用了一系列的先进 技术措施：如绝缘接头铺设高强度胶接绝缘接头；道岔焊 成无缝道岔；采用重型轨道结构等。 超长轨节无缝线路在不少国家得到较快发展，截至 1992年底止，德国有92.3%的线路铺设了这种轨道，西欧 许多国家也得到了广泛的采用。中国1997年全路铺设的无 缝线路已占正线里程的31%，并且铺设了几公里至上百公 里的超长轨节无缝线路。在秦皇岛—沈阳客运专线铺设跨 区间无缝线路。
内，后续人员补上扣件。如此循环，将枕、轨运 输车的所有轨料铺设完毕，枕轨运输车与铺轨机 组分离，由机车牵引返回基地装料，然后进行下 一单元的铺设。
图3
单枕连续铺轨法
Ⅴ.底碴摊铺
5.1 底层道碴摊铺方法的选择 5.1.1 底层道碴施工技术要求 轨道工程采用铺设无缝线路施工技术，轨道精度要求高， 采用一级碎石道碴，根据国外高速铁路施工的经验，轨道铺 设前要预铺一层底碴。底层道碴施工方法及机具的选择应遵 循如下原则: ⑴底层道碴的施工应尽可能减少对已完路基特别是基床表层 造成破坏。 ⑵底层道碴摊铺是一次性跨区间无缝线路施工的第一个工序， 它的施工质量好坏是保证跨区间无缝线路质量的基础，它必 须为后续工序提供良好的轨道状态，要求底层道碴具有良好 的平整度，保证所铺长轨在铺设初期就具有一定的平顺性， 避免工程列车在轨道上运行对轨道造成伤损，同时保证轨枕 受力良好，不被折断；底层道碴要有较高的密实度，使轨道 初期就有一定的支撑刚度，为轨道提供初步的稳定条件。
1.6.1 连入法铺设 轨温处在设计锁定轨温范围以内或以下，适 用此法。进行换轨作业时，如轨温适度，先将新 铺单元长轨条始端与已铺的相邻单元长轨条终端 直接焊连。如轨温低于设计锁定轨温的下限，新 轨落槽后，每15 m左右支垫一滚筒，先拉伸后焊 连，使锁定轨温符合设计要求。焊连时采用具有 拉伸功能的小型气压焊机焊接，便于拉伸到位后 立即施焊。电气化区段采用不停电换轨作业方法 施工，用待铺的单元长轨条作为接触网的临时回 流线，遇有胶结绝缘接头，必须设置临时接续线。 为保证不停电换轨作业正常进行，必须选拔 人员培训，专门负责回流线的安装与拆除工作。 作业时要穿着安全服及绝缘鞋。
1.6.2插入法铺设 在轨温高于设计锁定轨温上限的情况下采用。 换轨作业时，在新铺单元长轨条与已铺单元长轨 条之间，插入长度不短于6 m的临时缓冲轨。此 法可在任意自然轨温条件下，分段依次铺设。待 轨温适宜季节，取出缓冲轨插入短轨放散应力， 而后进行最终焊接。施工时应注意：①原则上可 任意自然轨温条件下铺设，但如有可能还是要尽 量在设计轨温范围内，或靠近设计锁定轨温的条 件下铺设。②在低于设计锁定轨温条件下铺设时， 最好用12.5m钢 轨作为缓冲轨。③终焊的施工温 度，最好在较低温度下进行，采用拉伸法放散应 力。④终焊最好选用小型气压焊机施焊。如采用 铝热焊法，应配备宽臂距拉伸机作业。
1.3无缝线路温度力的分布及组成
无缝线路内部的温度力，是由焊接长钢轨的自由伸缩受限制而 产生的，而限制长钢轨自由伸缩的因素是阻力。在无缝线路焊接长 钢轨的两端，限制其自由伸缩的阻力是接头阻力，在无缝线路的全 长范围内，限制其自由伸缩的阻力是道床纵向阻力。 温度力沿钢轨长度的纵向分布图称为温度力分布图，图中横坐 标表示焊接长钢轨的长度，纵坐标表示温度力。由图可见，温度应 力式无缝线路分为固定区、伸缩区和缓冲区。固定区是长钢轨不因 轨温变化而伸缩的区段；伸缩区在长钢轨的两端，一般长约50～ 100m；缓冲区有2～4根标准长（12.5m或 25m）钢轨组成，以便 于设置轨缝。普通无缝线路的固定区及其两端伸缩区的总长，一般 为1 000～2 000m，如因其他设备或施工条件限制时，不短于 300m。
领导人要准确记录长轨始、终端落槽时轨温，其 平均值为锁定轨温，如锁定轨温不在设计锁定轨 温范围内，铺后必须进行应力放散或调整，并重 新锁定。低温铺设时，要配备钢轨拉伸器张拉钢 轨，提高锁定轨温值，使之符合设计规定。终端 落槽合拢时，严禁用氧乙炔焰切割钢轨或撞轨合 拢。长轨条锁定后应立即做好位移观测标记。线 路开通后应全面按标准复紧扣件、调整轨距、整 正线路。 1.6跨区间或全区间长轨条的铺设 按每段长度为1500m左右依次铺设，以一个 封锁点铺设锁定的轨条长度为管理单元，铺设方 法分为连入法铺设和插入法铺设。
Ⅱ.一次性铺设长轨施工方法及工艺
2.1 一次性铺设长轨的 意义
一次性铺设长轨改变了传统的 先铺25m轨再换长轨的方法， 是在铺轨方法上一次重大科技 进步，它不仅效率高，而且大 大减轻了劳动强度，是当前铁 路提速和高速铁路铺轨的发展 方向。比较成熟的铺设长轨的 流水线作业方式有两种：一是 采用轨枕铺设法，二是采用轨 排铺设法。而从施工效率看前 者又优于后者。一次铺设跨区 间无缝线路施工工艺流程见图1。
Ⅳ.铺设长轨的施工方法
为了保证工程质量，加快工程进度减少工序 上的重复，在线上非桥梁密集区采用 SVM1000CH铺轨机组，采用单根轨枕铺设法， 主要机械是从奥地利普拉塞-陶依尔（PlasserTheuer）公司引进的SVM1000铺轨机组，铺轨机 组见图3。主要作业程序是：将轨枕、厂焊长钢轨 装至枕轨双层运输车上，上层装轨枕，下层装长 钢轨→机车推送枕轨运输车至铺轨现场与铺轨机 组连挂→铺轨主机与牵引车分离，钢轨抽拉装置 抽拉长钢轨至牵引车，牵引车拖拉长钢轨卸至路 基两侧→铺轨主机前进，布枕机构按要求布设轨 枕，同时收轨器将路基两则的长钢轨收至承轨槽
1.5无缝线路的铺设
无缝线路的铺设主要工程项目，由钢轨 焊接、装运与铺设三项作业组成。
1.5.1钢轨焊接 分厂焊与工地焊：①厂焊是由焊轨厂将无孔的标 准轨，用气压焊法或接触焊法焊成长250～500m 的长钢轨。经质检合格后，由长钢轨运输列车运 至铺设现场。 ②工地焊是在铺设工地用小型气压 焊机按设计长度将长钢轨焊联成长轨条。工地焊 接亦称联合接头焊接。焊接时环境温度应在0℃以 上，焊后探伤并热处理。
1.2无缝线路锁定轨温
将焊接长钢轨铺在轨枕上，并予以锁定时的钢轨温度。 当钢轨全部被锁定时，钢轨内部的温度应力等于零，所以 又称“零应力轨温”。选择锁定轨温的原则是以冬季钢轨 不折断，夏季不发生胀轨跑道，并根据各个地区的轨温变 化情况进行检算和调整，一般以高于本地区的中间轨温比 较适宜。例如，中国北京地区最高轨温为62.6℃，最低轨 温为－22. 8℃，中间轨温就是19. 9℃，而设计锁定轨温 一般采用24℃。每一根焊接长钢轨的锁定轨温各不相同， 必须如实记录，作为技术资料，以便今后计算轨温升降变 化幅度时的依据。 由于轨温时刻在变化，而铺轨工作需要一定的时间才 能完成，所以将铺轨轨温范围定为T±5℃。无缝线路的施 工，必须在这个轨温范围内完成铺设锁定工作，并把当时 测量的轨温定为这一段无缝线路实际的锁定轨温。它是重 要的技术资料，是计算轨温变化幅度的依据。
3.2 轨道材料进场质量检测 轨道工程原材料的质量控制是控制轨道工程质量的关 键之一,原材料的质量直接影响到轨道的使用寿命。因此, 对各种轨道工程的原材料进场应进行严格把关,控制好源 头的质量,杜绝不合格产品上道。 3.2.1 原材料质量控制流程见图2。
3.2.2 原材料进场检验及质量控制 轨道工程的主要原Leabharlann Baidu料有:轨枕、弹条、橡胶 垫板、绝缘轨距块、道岔、岔枕等。各种原材料 进场时应严格按照相关标准和验收办法进行抽样 验收检验,检查数量和合格判定数根据批量大小按 GB2828确定,合格的接收,不合格的拒收 退回厂家。 抽样样品中不合格品剔除,作标识另行堆放。
Ⅲ.施工准备
3.1 施工测量 一次铺设跨区间无缝线路主要是通 过施工测量来控制线路直线顺直、 曲线圆顺和高程准确的，施工测量 主要分平面控制测量与高程控制测 量。 3.1.1 平面控制测量按一级布设导线 控制网,采用GPS与国家一级导线点 联测平差;高程控制测量以黄海高程 系统为基准采用三等水准测量沿线 布设水准网,点位布设及测量精度均 应满足GPS网及水准网的技术规定 要求，同时要符合设计文件要求。
3.1.2 路基验收、交接桩及线路复测 按设计所提供的控制桩进行全线贯通测量,其内容 包括导线点、中心线及水准点的复测。导线点与 中线复测采用全站仪测量,按一级导线测量规范要 求进行复测,角度闭合差≤± 10",边长相对中误差 <1/40000,水准复测采用水准仪按三等水准测量规 范要求进行, 往返闭合差 ≤±20L1/2,路基顶面高 程及路基宽度按设计文件要求进行复测。 3.1.3 曲线测设 钢轨铺设前,应先进行曲线测设放样,在曲线五大控 制桩(直缓、缓圆、曲中、圆缓、缓直点桩)的基 础上,用全站仪采用拨角法或极坐标法在线路直线 每隔50m 、缓和曲线每隔10m 、圆曲线每隔20m 加密测设线路中心桩,放样时在本测站的最后一点 应与下一测站进行检核,以保证线路连续,在放样精 度满足要求时方可铺设轨道。
无缝线路铺设 施工工艺
高速工程103 王传新 10932674
施工内容提要
Ⅰ.无缝线路的介绍 Ⅱ.一次性铺设长轨施工方法及工艺 Ⅲ.施工准备 Ⅳ.铺设长轨的施工方法 Ⅴ.底碴摊铺 Ⅵ.轨道铺设施工工艺和相关技术措施 Ⅶ.上碴整道施工作业 Ⅷ.无缝线路应力放散及线路锁定 Ⅸ.轨道整理及钢轨预打磨 Ⅹ.轨道检测及验收 ⅩⅠ.跨区间无缝线路养护与维修