高原机械化铺轨、整道工法

青藏铁路机械铺轨施工工法

TGJGF-05-06-58

一、前言

新建青藏铁路格尔木至拉萨段全长1100多千米，其中海拔高于4000m的路段约965km,通过

多年冻土区长约550km。沿线空气稀薄、气候严寒、昼夜温差大、生态环境十分脆弱，平均气温-2〜-6 C,极端最高气温33C，极端最低气温-45 C。青藏高原即使在暖季也一日中常见四季，环境、温度变化无常,恶劣的自然环境、气候条件与内地铁路轨道工程所处环境截然不同,现有技术标准均需在工程实践中予以验证、创新。要建设一条世界一流的高原铁路,在轨道工程施工中如何控制轨缝及大型机械化整道施工是一个必须解决的难题。

中铁一局和中铁二十二局集团公司分别承担着青藏铁路南山口至安多段的铺轨架梁工程和安多——拉萨段机械化整道施工。为使青藏铁路特殊条件下铺轨作业能顺利进行,中铁一局集团公司组织具有多年铺架经验的专家、技术人员，进行研究、论证，对PG-30型铺轨机机进行了一系

列适应性改造。为搞好轨缝控制专门成立了轨缝控制科研小组,通过理论计算,结合现场施工的实际情况及以往施工经验,以南山口至不冻泉段线路轨缝为研究对象,认真总结施工中正反两方面的经验, 融合中铁二十二局集团的高原机械化整道施工经验 ,形成了一套高原特殊条件下机械铺轨及大型机械化整道的施工工法。

二、工法特点

1、针对高原缺氧和低温对铺轨机机械部分的影响, 对铺轨机进行高原适应性改造, 以满足高原高寒情况下铺轨要求。

2、从轨排钉联、路基平整等工序全面考虑, 严格控制一切可能在铺轨时影响轨缝的不利因素。

3、根据铺轨时轨缝预留计算公式,合理选用各参数,现场测量轨温,计算最合适的轨缝预留

值。

4、铺轨时根据计算轨缝预留值,先使用合适型号的轨缝卡连接钢轨接头,待铺轨过后,再补接头夹板,并按规定力矩上紧接头螺栓。既保证了轨缝,又提高了铺轨速度。

5、铺轨过后及时复紧接头螺栓和组织上碴整道, 以增加道床阻力和稳定性, 阻止轨缝发生不均匀变化,起到控制轨缝的目的。

6、通过控制轨缝为核心以控制最终铺轨的质量。

7、通过大型机械化整道作业机组（MDZ进行铺碴整道，可以迅速有效地提高道床稳定性，确保线路质量。

三、工法适用范围

本工法适用于铁路高原、高寒、大坡道特殊条件下机械铺轨及整道施工。

四、工艺原理

1、铺轨机高原适应性改造设备发动机改造主要是通过改造增压器、重新设计发动机进、排气管、调整发动机冷却风量、扭矩曲线及供油时间、改造发电机组等措施改善内燃机工况，提高发动机功率、降低发动机温度，保证整机热平衡，从整体上提高内燃机的耐用性；针对青藏线20%。的长大坡道主要是从牵引走行

系统及制动系统的改造入手，提高铺轨机爬坡能力及制动能力，降低故障率，确保其在对位、走行及铺轨过程中的作业安全；对电线、电缆等机电产品采用新型紫外线防护技术和材料，避免机电产品过早损坏，减少故障率，提高了设备耐用性；改善低温情况下钢丝绳柔性差排绳不良的情况；对铺轨机拖拉、走行机构进行改造，提高了铺架速度。

2、由于青藏铁路沿线经过地区均处于高寒和大温差条件下，昼夜温差大，铺轨时轨缝不易控

制。根据公式△L=a X L XA T （a ――钢轨的线膨胀系数a =0.0000118/ C, L——钢轨长度，△T 温度变化量，△L 钢轨变化长度）可知，钢轨温度变化1C时，长度为2 5m的钢轨将变化约0.3mm。对于大温差地区如果每天轨温变化按50 C计算，则长度为25m的钢轨每天最大变化

约15mm使得铺轨时轨缝的预留及铺轨过后线路轨缝的控制成为施工中的一个难点。因此必须随时掌握轨温变化情况，才能有效控制轨缝。

3、铺轨时根据现场测量轨温，利用公式a=0.0118（T max-t）L-C 计算预留轨缝值。式中a ――铺轨时预留轨缝（mm,如计算结果得负值，按零计。

T max――钢轨可能达到的最高温度（C）.其值采用当地历史最高气温加20C ;由于青藏铁

路处于特殊的气候条件下，最高气温一般在30C±5C左右，而最高轨温为最高气温+20 C 即50 C± 5C左右。现场施工时应根据不同地段气象资料选取接近的最高轨温值。长度大于300m的隧道内，最高轨温应采用当地历史最高气温。

t ――随铺轨进程现场测量的钢轨温度（C）。因青藏线气温变化较快，此值应每小时测量一次。

L - 钢轨长度（m）o

C――钢轨接头阻力和道床纵向阻力限制钢轨自由胀缩的长度（mr）i.由于青藏线是大温差

地区铺轨，最高、最低轨温差一般都大于85C,又因铺轨长度为25m大于20m,且线路

坡度较大，平顺状态很难保证，所以C值取6。对于长度大于300m的隧道，C值取4。

4、铺轨时先使用轨缝卡连接钢轨接头,待铺轨机过后,再补上接头夹板。该种固定式轨缝卡形如n 形，其作用是通过将两根钢轨临时连接后确保预留的轨缝值不发生变化。根据不同的轨缝值轨缝卡分各种型号。此轨缝卡为我公司独立研制的一种临时钢轨接头连接配件。

5、通过铺轨前对轨排钉联工艺及路基平整度的控制、铺轨中对轨缝的预留及铺轨方向的控制、铺轨

后上碴整道的轨缝控制等三阶段控制,达到最终控制轨缝的目的,从而

控制了铺轨的质量。

6、高原机械化整道设备由高原型SPZ200配碴车、GD08-32捣固车、WD320稳定车组

成。在机械化整道作业中先通过SPZ200配碴车进行道床配碴、整形作业，然后再通过

GD08-32捣固车进行起道、拨道及道床的捣固作业，最后用WD320稳定车完成对线路的稳

定作业。

五、工艺流程及施工要点

（一）机械铺轨工艺流程及施工要点

1、机械铺轨施工工艺流程见图 1

图1 机械铺轨施工工艺流程

2、施工要点

⑴轨排钉联

①轨排钉联采用DL25电动式轨排钉联机工厂化生产25m轨排。轨排钉联时，必须严格按照

轨节铺设计划表编排要求进行配轨。钢轨配对按规范要求，直线地段同一轨节宜选用长度偏差相

同的钢轨配对使用，其相差量不得大于3mm曲线外股用标准长度轨，内股采用厂制缩短轨调整。

曲线尾剩余的接头相错量，利用钢轨长度的偏差量在曲线内调整消除。作业过程中应随时检查枕木方正、扣