无缝线路应力放散及调整

无缝线路应力放散及调整

[摘要] 无缝线路技术是重要的轨道结构新技术，无缝线路应力放散是工务部门必做的工作之一，本文对无缝线路应力放散的条件、方法进行了分析。

[关键词] 无缝线路应力放散随着我国铁路大规模提速，特别是客运专线的建设，一次铺设无缝线路越来越多，我国《铁路主要技术政策》提出：高速重载线路应优先发展跨区间的超长无缝线路。但是由于受施工季节和施工条件的限制,铺设无缝线路时,往往不能在设计锁定轨温进行锁定,这给维修养护工作带来很多困难。如锁定轨溫偏低,不仅维修养护工作受到许多限制,而且高溫时钢轨受到很大的溫度压力,加之长钢轨不均匀爬行造成“应力集中”,就有胀轨跑道的危险;反之如锁定轨溫偏高,低溫时钢轨受到很大的拉力,线路不均匀爬行后,某些地段拉应力增大,溫度拉力与爬行附加拉力合在一起,容易拉断螺栓或引起钢轨折断。因此,对非设计锁定轨温锁定的无縫线路,特别是低溫锁定或已产生严重“应力集中”的无缝线路应该进行应力放散。 1.无缝线路应力放散条件无缝线路锁定轨温必须准确、均匀、可靠，凡有下列情况之一者，必须做好应力放散。（1）实际锁定轨温不在设计锁定轨温范围以内，或左右股轨条的实际锁定轨温相差超过 5 ℃；（2）锁定轨温不清楚或不准确；（3）跨区间和全区间无缝线路的两相邻单元轨条的锁定轨温差超过 5 ℃，同一区间内单元轨条的最低、最高锁定轨温相差超过 10 ℃；（4）铺设或维修作业方法不当，使轨条产生不正常的伸缩；（5）固定区或无缝道岔出现严重的不均匀位移；（6）夏季线路轨向严重不良，碎弯多；（7）通过测试，发现温度力分布严重不匀；（8）因处理线路故障或施工改变了原锁定轨温；（9）低温铺设轨条时，拉伸不到位或拉伸不均匀。 2.锁定轨温的检查检查长钢轨锁定轨温的变化情况，简单易行的方法是设置位移观测桩，通过观测钢轨长度的变化，可以计算出锁定轨温变化的大小，从而确定应力放散或调整区段。普通无缝线路长轨条长度不超过 1000m 时设置 5 对位移观测桩，长轨条长度大于 1000m 时设置 7 对位移观测桩。固定区较长时，可适当增加对数（其中固定区中间点 1 对，伸缩区始、终点各 1 对，其余设置在固定区）。超长无缝线路，单元轨条长度不超过 1200m 时设 6 对位移观测桩（单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫点 100m 及 400m 各设置 1 对）；单元轨条长度大于 1200m 时设 7 对位移观测桩（单元轨条中点设置 1 对，单元轨条起、讫点，距单元轨条起、讫点 100m 及 400m 各设置 1 对）。 3.放散量的计算长钢轨自由伸缩放散量计算式为： (mm) 式中：l 为需放散的长轨长度；t0’为应力放散后的锁定轨温，应在设计锁定轨温范围内；t0 为原锁定轨温。根据放散量确定锯轨量。在普通无缝线路中，缓冲区钢轨应锯短（有条件时可换为标准缩短轨）。如果放散前后缓冲区预留轨缝之和不变，则锯轨量使用伸长放散量。如果放散前缓冲区轨缝之和小于放散后缓冲区预留轨缝之和，则锯轨量应在伸长放散量的基础上加上二者之差，加长的锯轨量用以加大轨缝；反之，锯轨量应在伸长放散量的基础上减去二者之差，减少的锯轨量用以减小（填充）轨缝。在超长无缝线路中，伸长放散时，锯轨量应在伸长放散量的基础上加上焊缝宽长。缩短放散时情况相反。

4.应力放散的方法无缝线路应力放散主要是通过温度控制或长度控制来实现。具体地说温度控制就是在合适的轨温范围内使钢轨伸缩，抵消钢轨内部的温度力，然后再重新锁定线路；长度控制是靠外力强迫钢轨伸缩，当伸缩量达到预定数值时，立刻锁定线路。对应可使用滚筒放散、列车碾压、撞轨等方法。（1）滚筒放散是把钢轨扣件松开，把滚筒放在轨枕上，滚筒作为支点支撑钢轨，使轨底与垫板之间的滑动摩擦变为轨底与滚筒间的滚动摩擦，以减小放散阻力，待轨温达到预定锁定轨温时，取下滚筒，锁定线路。滚筒有两种：一种是带支架的滚筒；另一种是用钢管或圆钢直接锯成的圆棍，使用时，可把圆棍放在轨底与轨

枕之间，以达到放散的目的。该放散方法需要中断行车，施工时间长，额外配备滚筒，但应力放散均匀，锁定轨温准确。（2）碾压放散是松开接头扣件及螺栓，松开全部防爬器及适当的中间扣件，利用列车运行碾压钢轨，靠列车的碾压和振动迫使钢轨伸缩，待伸缩量达到预计量时锁定线路。碾压放散法分顺列车运行方向和逆列车运行方向两种。顺向碾压法首先松开沿列车运行终端的缓冲区接头螺栓、正向防爬器和适当中间扣件，而始端伸缩区扣件不动，利用列车的震动和温度力迫使钢轨向一端伸缩，达到放散的目的。逆向碾压法松开沿列车运行方向始端的缓冲区接头螺栓，松开全部的反向防爬器和适当的中间扣件，而终端的伸缩区的扣件不动，并且反复打紧所有正向防爬器，靠列车的震动迫使钢轨向列车运行的反方向伸缩，达到放散的目的。这种方法可以把向列车运行方向爬行了的钢轨拉回原位，适用于爬行量较大的线路。除顺、逆向碾压放散法之外，还可采用两端放散法，即在固定区中间，一端采用逆向碾压法放散，待达到放散量后锁定线路，另一端采用顺向碾压法放散。这种方法适应于两端缓冲区轨缝较大，而轨缝之和又大于计划放散量，在单线无缝线路上可采用此法进行放散施工。碾压放散的优点是不需中断行车，但放散时间长，放散量不均匀，达到预计放散量时其锁定轨温往往比预计的高，放散效果差。（3）撞轨放散是在封锁线路时，松开所有扣件和缓冲区接头螺栓，朝放散方向撞击钢轨，在外力的作用下，克服轨底与胶垫间的摩擦力，迫使钢轨伸缩。这种方法需要劳力多，另外需配备撞轨器，放散量集中在撞轨器附近，而其它地方放散量不均匀，容易使钢轨内部产生新的不均匀的温度力。无缝线路应力放散可根据具体条件采用滚筒配合撞轨法，或滚筒结合拉伸配合撞轨法。无缝线路应力调整，宜采用列车碾压法。 5.应力放散质量控制（1）应力放散应做到放散均匀、锁定准确，相邻两段单元轨节的锁定轨温之差不得大于 50℃，左右两股钢轨的锁定轨温之差不得大于 3℃，同一设计锁定轨温的最高与最低锁定轨温之差不得大于 100℃。（2）应力放散时观测，应力放散时，每隔 150mm 或 100m 设一个位移观测点，观测放散时的钢轨位移量，应力放散应均匀。（3）锁定后无缝线路的位移观测，锁定后无缝线路的位移观测桩处换算200m 范围内相对位移量不得大于 10 mm，任何一个位移观测桩处位移量不得超过 20mm。（4）单元轨节应在道床达到初期稳定阶段方可进行线路应力放散工作。（5）线路应力放散前应掌握当地轨温变化情况，根据轨温变化规律，合理选定施工时间及计划锁定轨温。（6）单元轨节锁定前按设计要求设置好位移观测桩。（7）测量轨温必须准确，轨温表必须经过校验，在有效期内使用。 6.放散后锁定轨温的确定由于无缝线路的原锁定轨温已发生变化，不能作为放散时的原始依据，所以锁定轨温的计算应根据施工实际确定。（1）当轨温在设计锁定轨温以内时，将钢轨撞到“零应力状态”，然后拧紧扣件和接头螺栓，此时的钢轨温度为锁定轨温，即 t 锁=t 当时轨温。（2）当轨温低于设计锁定轨温时，将钢轨撞到“零应力状态”，测得此时的轨温为 t0，利用拉伸器拉伸钢轨，拉伸长度折算轨温为 t0’，最后得锁定轨温为 ts，则 ts=t0+t0’=t0 +△l/(0.0118х l) 式中△l 为钢轨拉伸长度； l 为钢轨长度。