浅谈京沪高速铁路无缝线路轨道铺设施工

浅谈京沪高速铁路无缝线路轨道铺设施工

摘要 本文结合京沪高速铁路1标无缝线路轨道铺设施工实践，就高速铁路无缝线路轨道铺设施工的关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词 高速铁路；无缝线路铺设；技术控制

中铁十九局集团六公司所属客专铺架一公司承建的京沪高速铁路JHTJ-1标段正线共有270多公里无缝线路需要铺设。无缝线路平顺性和稳定性好，使用寿命长，耐久性好，维修工作少，但对铺设工艺要求也较高。现重点介绍无缝线路铺设的关键工序和技术控制。

1 铺轨作业

1）将钢轨运输列车与分轨推送车、过渡顺破车联挂，连同小车推送到位打上4～6个止轮器。松开钢轨锁定车上要拖拉的长钢轨锁紧装置。

2）抽调首车上与要拖拉钢轨相对应的安全挡铁，将分轨装置横向调证到与要拖拉钢轨相对应的位置、同时将分轨装置上的侧向滚轮拉开最大位置。

3）调节分轨推送车和过渡顺破车上升降滚筒到合适高度，如拖拉上层钢轨，从运输车方向过来的滚筒高度应逐渐降低，使钢轨能平顺降低进入分轨装置。

4）将卷扬装置上的钢丝绳穿过引导车推送装置和分轨导框后，夹持已松开待铺的一对长钢轨的前端，打紧斜楔挡。

5）铺轨顺序：为防止所拖拉钢轨与未被拖拉钢轨檫挂与方便拆除锁轨装置，铺轨顺序为先上后下，每层钢轨具体铺设顺序为（从左到右共编1至12号钢轨）：第一次：3号与10号；第二次：4号与9号；第三次：5号与8号；第四次：6号与6号；第五次：2号与11号；第六次： 1号与12号

6）启动卷扬机，将长钢轨从枕轨运输车组上拖出，并通过分轨装置向车体两侧分出，待钢轨通过导框后，调证分轨导框的位置，使钢轨内宽为1435mm。

7）钢轨顺利通过推送机构前面至卷扬装置下方，取掉斜楔，松开夹钳。推送装置夹紧油缸动作，使上下滚轮紧钢轨。马达驱动上层主动滚轮推送钢轨，直至钢轨通过3个滚轮小车到达引导车的钢轨夹钳处。

8）打入楔铁、将钢轨头楔紧在长钢轨引导车上的夹钳，同时推送装置夹紧油缸动作，使上下滚轮松开钢轨。

9）钢轨拖拉过程中，在长钢轨底下的道床（承轨曹间）上每10m左右放置一滚筒。当长钢轨尾端拖出滚轮小车Ⅲ，引导车应放慢拖拉速度（≤15m/min），

当长钢轨尾端拖出滚轮小车Ⅱ之后，拖拉机速度再次减慢。当滚轮小车Ⅰ距钢轨头约10m时，车组应放慢行进速度（≤15m/min），当滚轮小车Ⅰ距钢轨头约3m时，车组应再次放慢行进速度，直到滚轮小车钢轨滑道首端超过钢轨头约50mm停下。

10）打出斜楔，抬起钢轨头，取出圆销，放下钢轨头。并进行人工连接已铺钢轨和待铺钢轨。

11）将承轨曹间的滚轮取出，使长钢轨入曹就位，并进行轨道扣件等的初始安装和紧固工作（初装量约10%），机组前行。

12）重复上述过程，进行下一对长轨的铺设。

2 单元轨工地焊接

长钢轨运输到达工地后，将长钢轨在工地焊接成1.5km的单元轨，单元轨采用接触焊，现场接触焊接的质量好坏将直接影响到以后无缝线路的使用寿命长短及安全与否。因此，工地接触焊前必须先做型式试验，且其结果应符合《钢轨焊接》（TB/T1632-2005）的要求。

2.1 焊接现场准备工作

焊工要检查并确认施工过程中所有必需的工具、材料是否已齐全，作用是否良好，并分类放置。待焊接头应做好如下准备：

拆除待焊轨头前方全部长钢轨及轨头后方10m范围内的扣件，并调直钢轨；检查并找出任何有可能造成安全事故的隐患及障碍；待焊轨头前方钢轨下每隔12.5m安放一个滚筒，以便钢轨纵向移动焊接。抽出待焊轨头下方2根轨枕，以便焊机工作；钢轨端头垂直方向、水平方向分别对齐。

2.2 接触焊接工艺流程

接触焊接工艺流程为：施工准备→轨端打磨→焊机对位→焊接→正火→调直→打磨→探伤、检查→恢复线路。

3 应力放散与线路锁定

应力放散与线路锁定是一次铺设跨区间无缝线路施工中继铺底碴、铺设长轨、现场接触焊接、上碴整道之后的一道工序，是一次铺设跨区间无缝线路成功与否的关键。

3.1 施工方法

3.1.1 布设位移观测桩

位移观测桩是无缝线路养护的重要标志桩。位移观测桩应满足牢固可靠、易于观测和不易被破坏的要求，成对的位移观测桩应垂直于线路方向。位移观测桩可以就近利用接触网基础（杆）及桥梁挡碴墙设置，单元轨节起终点的位移观测桩尽量与单元轨节焊接接头相对应，纵向相错量不得大于30m，位移观测桩间的相对位置应保持基本不变。

区间按单线每500m设置一对，岔区按每付道岔5对设置。

跨区间无缝线路的长轨长起、终点，距长轨条起始点100m位置各设置一对位移观测桩。在长大桥梁两端、调节器基本轨接头和距离基本轨接头100-150m处增设位移观测桩。

位移观测桩必须预先埋设牢固，在单元轨节两端就位后立即进行标记，标记应明显、耐久、可靠。

3.1.2 放散方法

采用滚筒放散法和拉伸器滚筒放散法，应力放散时轨温低于锁定轨温时，采用拉伸器滚筒放散法，应力放散均匀后，测量轨温（多点测量取平均值），计算拉伸量，进行拉轨至锁定轨温，撤出滚筒，上扣件锁定钢轨。当应力放散时轨温控制在设计锁定轨温附近时，在滚筒上进行应力放散后直接落轨进行锁定。两股钢轨宜同步锁定，线路锁定后撤除拉伸器。

3.1.3 接头连接

已放散的单元轨与相邻待放散的单元轨之间用接头夹板临时连接。轨缝处穿上φ22的螺杆，已放散完毕的单元轨之间在应力放散完成后立即进行锁定焊接。3.1.4 伸缩区

放散本次单元轨节时考虑上一单元轨节的伸缩区100米。

3.1.5 钢轨支垫

每隔10米的距离，在轨枕之间支垫一滚轮，高度为橡胶垫板之上5厘米左右（顶起的轨底面与轨枕上的预埋铁座顶面大致平齐）。

3.1.6 临时位移观测

为检测应力是否放散均匀，在应力放散过程中在钢轨上标记临时位移观测点，全过程地观察钢轨的位移以检验钢轨内部应力是否放散为0，在上一单元轨的伸缩区起终点设1、2点，本次放散单元轨每隔300米设置3、4、5、6、7、8共8个临时移观测点。

3.1.7 施工锁定轨温

考虑到施工中钢轨内部应力放散不可能完全均匀及列车碾压导致钢轨伸长等因素，施工锁定轨温控制在设计锁定轨温另加3-4℃左右。

3.2 施工工艺

3.2.1 施工步骤

1）在应力放散前对底碴摊铺、长轨铺设、现场接触焊接、上碴整道等工序施工质量，线路状态进行全面检测，重点检测弹条扣压力、道床刚度及横向阻力、现场铝热焊接质量、轨道几何尺寸，要确认线路已经达到初期稳定状态。

2）通过现场调查，了解近期轨温的变化情况，决定应力放散与线路锁定的作业时间。

3）按照要求，埋设钢轨永久位移观测桩的埋设、编号。

4）到达施工现场后，在本次放散单元轨节和上一放散单元轨节伸缩区标记临时位移观测零点。

5）在本次放散单元轨节和上一放散单元轨节伸缩区范围内，用专用工具拆卸弹条，用起道机将钢轨顶起，支立于滚轮上，顶起高度为5厘米，滚轮间距为10米。

6）由于长轨铺设时轨温与正在进行的作业轨温不一致，弹条卸除、钢轨顶起后，钢轨的束缚解除，钢轨将产生位移，但由于钢轨内部应力及滚轮摩擦阻力等影响，此时钢轨内部应力不为零，记录钢轨临时位移（第1次），作为以后施工放散的依据。

7）在本次放散单元轨前后各布置一台拉轨器，拉轨器固定于本次放散单元轨与相邻单元轨的钢轨上。①用拉轨器2拉动放散单元轨向上一放散单元轨节方向移动。②用拉轨器1拉动放散单元轨向下一放散单元轨节方向移动。③用拉轨器2再次拉动放散单元轨向上一放散单元轨方向移动。④经以上3次来回拉动钢轨，钢轨与滚轮之间的摩擦阻力已基本被克服，钢轨内部的应力也基本为零。此时记录下各点的临时位移（第2次）。⑤用小锤来回锤击钢轨，进一步放散钢轨内部个别段的残余应力，记录下各点的临时位移（第3次）。通过对数据进行分析，分析钢轨内部应力为0。

8）记录钢轨应力放散为零时的轨温，若此时轨温正好符合设计锁定轨温，则锁定钢轨。若此时轨温低于设计锁定轨温，记录轨温，按下列公式计算拉伸量进行拉轨，并现场测量钢轨的实际拉伸量（第4次），与计算拉伸量比较，若与计算拉伸量相符合，则锁定钢轨，若与计算拉伸量不符合，则要查找原因并采取相关措施如应力放散不均匀滚轮卡死钢轨等因素。

σl=α×l×（T锁-t）

σl：各临时位移观测点的钢轨计算拉伸量；

α：钢轨的线膨胀系数：取0.0000118米/0C；

T锁：施工控制锁定轨温；

T：拉伸钢轨时钢轨的平均轨温；

l：各位移观测点至上次放散单元轨伸缩区起点的距离；

9）轨温合适或钢轨拉伸到位时，按图1所示锁定方向依次去除支垫在钢轨下的滚轮，将钢轨落到轨枕上，上好扣件，紧固钢轨，在拉轨器前后各50米范围内的钢轨锁定完成后，方可松掉拉轨器的液压油门，拆除拉轨器。

10）对本次放散单元轨与上一次放散单元轨的接头用K922脉动式闪光焊机焊接。

11）在埋设有钢轨永久位移观测桩位置的垂直线上钢轨轨头外侧面标记钢轨位移零点。

12）定期对钢轨位移进行观测。

4 无缝线路轨道整理

1）根据设计要求，在规定的作业轨温范围内，应对线路进行至少两遍精细调整，使之达到验交标准。

2）缓和曲线、竖曲线区段调整圆顺。

3）整修打磨不平顺焊缝，提高轨面平顺性。

4）调整轨距，补齐扣、配件。

5）测取钢轨爬行量，复核锁定轨温。

5 钢轨预打磨

在线路验收前，应对全线钢轨进行预打磨作业。打磨列车到达工地后，根据轨面状态，可采用列车运行打磨、成形打磨等方式进行作业。打磨列车的使用和管理按其操作手册及维修保养手册的相关规定执行。

5.1 钢轨全线预打磨施工基本工艺

1）打磨前，应调整好打磨头的偏转面和对钢轨的施压力。

2）打磨前用安装在打磨列车上的测量设备对整个打磨段上的钢轨进行纵断面的零位测量。

3）道岔尖轨及可动心轨、辙叉和钢轨伸缩调节器尖轨，用人工操作的钢轨波纹研磨机进行打磨，严禁用普通打磨列车打磨。

5.2 质量检验

1）检验机具包括直尺、塞尺、钢轨平直度测量仪、波纹磨耗测量仪、钢轨头部横断面绘图仪和打磨列车上的测量仪器。

2）在使用打磨列车时，必须用安装在打磨列车上的测量设备做打磨后测量。

3）打磨后的钢轨应符合京沪铁路设计要求。

6 结束语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九局集团六公司所属客专铺架一公司京沪高速铁路无缝线路铺设施工合格率100%，完全满足了设计要求。