重载铁路小半径曲线换铺无缝线路施工技术

杨庆勇

(中铁一局集团 新运工程公司，陕西 咸阳 712000)

1 工程概述

朔黄铁路是重载运煤专线，双线电气化铁路，全长600 km，西起山西省神池县神池南站，与神朔铁路相联，东至河北省黄骅市黄骅港口货场，自2000年5月开通营运以来，年运量逐年大幅度增加，2005年完成8 600万t，2005年开始换铺75 kg/m重型钢轨无缝线路，通过设备综合技术改造后，可以实现重载运输，施工分3期，至2009年结束施工，其中小半径曲线换铺重型钢轨无缝线路是施工难点。

2 小半径曲线换铺施工

75 kg/m特重型钢轨断面大，现场气压焊接困难，换铺小半径曲线时留给锁定焊接(气压焊)时间少。

换铺过程中，曲线上股入槽后较原来旧轨上股长，未换入槽长轨出现“鼓肚”;下股入槽较原来旧轨短，未换入槽长轨出现“拉直”，使换轨车被卡，前进后退均困难，甚至轨道车牵引不动。

在小曲线半径上换轨施工时，长轨通过换轨车龙口被抬高1 m，，长轨容易侧翻;长轨拉伸锁定时，曲线内侧轨枕锚固螺栓与长轨轨底边缘紧靠，长轨不能被均匀拉伸且容易侧翻。

2.1 换轨车组编组(见图1)

2.2 小半径曲线换铺施工

2.2.1 工艺流程图(见图2)

2.2.2 技术要求

1)换铺无缝线路施工准备。对所要换铺线路上的扣件进行涂油、试松，确保可卸性，并调查缺损扣件、配件数量，以备换铺时补充。确认单元轨节始端与已换铺无缝线路终端的搭接量足够1.5～2.0 m(卸轨和单元焊时都应确认，以便在锁定焊前处理)，否则应窜轨达到要求。搭接量定为1.5～2.0 m，搭接量l=a/2+t+d+f，其中 a为75 kg/m鱼尾板长 1 000 mm，t为电务跳线钻孔至鱼尾板端头距离 100 mm，d为换轨车换铺曲线后下股由砟肩到轨枕槽的单元轨节缩短量，一般下股新轨距旧轨距离不超过1 m，f为富余量，按150 mm计算。

图1 换轨车组编组

图2 换铺无缝线路基本工艺流程

2)检查、确认单元轨节内单元焊头焊接质量满足钢轨焊接技术条件。

3)拨顺单元轨节，使其紧靠轨枕端头，但新轨轨顶面高出旧轨顶面不得大于25 mm。单元轨节下直线地段每25 m、曲线地段每10 m垫120 mm高滚筒。换轨前一天将需要更换的扣件、竖向滚筒、φ16 mm滚杠散布到位，滚杠和竖向滚筒每隔8 m散布1对(轨枕按1 840根/km布置，即每15根1对)。长轨拨顺且紧靠轨枕端头将使长轨换轨入槽后与旧轨长度差最小，减少换铺阻力。长轨下支垫滚筒将使长轨在换轨受力时伸缩自如。滚杠、竖向滚筒均为长轨拉伸做准备。

4)各种工机具到位，如气压焊设备、拉伸器、锯轨机、发电机、钻眼机、撞轨器、内燃电动扳手等等。撞轨器(一般用3台)原则上在换铺长度范围均匀放置，可根据曲线所在位置、曲线长短调整，见图3所示。撞轨器1配合拉伸器1拉伸始端，与换轨车组保持距离为400～500 m。撞轨器2在换铺方向第1条曲线终点处，撞轨器3在第2条曲线中间，3个撞轨器根据换轨进展调整位置。内燃电动扳手每300～350 m线路配置2台，起端、终端各增加1台。

5)检查换轨车、各种设备工具完好程度，确保点内施工时运转正常。

图3 换铺单元轨节时撞轨器布置示意

2.2.3 线路封锁后的作业

1)确认线路封锁后，设置回流线。回流线设置妥当后，拆除扣件和线路加强设备。为节约时间，旧轨鱼尾板上螺栓每根钢轨每端保留1根，更换新胶垫，其中安放滚杠的胶垫暂不更换。

2)换轨车到达工地后，使其达到工作状态，新旧轨分别穿过龙口。配合换轨人员分新轨组、旧轨组，手持撬棍、铁钩分别将新轨拨入槽，旧轨拖拉至砟肩。旧轨龙口前方必须派专人，用铁铲铲除还没有更换的胶垫。拨新轨入槽人员手持撬棍，找到支点拨轨时不断摇动撬棍以使钢轨顺利入槽。扣件组人员紧跟换轨车，分组安装滚杠、竖向滚筒(曲线范围安装)、扣件，此时扣件中的螺帽只上二到三丝。上滚杠、竖向滚筒有利于换铺和拉伸长轨时钢轨伸缩，上扣件防止拉伸长轨时钢轨侧翻。

3)换轨车行走困难或新旧轨难以就位之前，上股在始端用拉伸器1拉伸新轨，同时撞轨器1向换铺前进方向撞轨，撞轨器2、撞轨器3向换铺反方向撞轨，见换铺单元轨节示意图4(a)情况一，使新轨由于换铺产生的应力降到最低。换轨车同时前进，撞轨器根据换铺进展相对移动，当换轨车通过第1条曲线或距换铺起点500 m以上时，距离换轨起点75 m处扣件锁定新轨30 m，拆除拉伸器1，锯轨拨曲线进行锁定焊接。换轨车组进入第2曲线后，撞轨器1、撞轨器2移动到第2曲线下股，共同向换铺反方向撞轨，撞轨器3配合拉伸器2在上股向换铺前进方向撞轨。拉伸器拉伸钢轨不能过猛，每次动作不宜超过50 mm，见换铺单元轨节示意图4(b)。

图4 换铺单元轨节示意

4)换轨指挥人员要前后观察换铺情况，及时安排解除旧轨连接，小半径曲线一般安排长25 m钢轨10根解除一次，换下的旧轨鱼尾板要求全部解除，摆放在砟肩的旧轨，迎车方向轨头必须在顺车方向轨头外侧。换轨车到达换铺终点时，距轨端50 m处安装防翻器，防止新轨落地后侧翻，同时在新轨终点轨枕头上放置枕木头，防止钢轨落下砸伤轨枕。

5)换轨车组完成换轨后运行至下一单元卸扣件，待已换轨单元锯轨合龙、拉伸锁定完成后返回，再一次回收除钢轨以外的全部旧料。长轨拉伸锁定的同时拆除竖向滚筒和滚杠，锯切旧轨长度根据拉伸量确定，拉伸量 ΔL=αL(TS-TSC)，其中 α为钢轨线膨胀系数，α=11.8×10-3，mm/m·℃;L 为钢轨长度，mm;TS为钢轨的设计锁定轨温，℃;TSC为钢轨的实测轨温，℃。单元轨节两端各有3个轨温表测量轨温，单元轨节拉伸前，以每端测量值相近的两个轨温表值再取平均数为钢轨的实测轨温。

6)单元轨节拉伸锁定完成后，开通线路前，应对新换铺线路进行安全、质量检查，包括轨距、方向、水平、三角坑和侵限障碍物。

7)线路开通后3 d内安排人员复紧线路扣件，保证无缝线路换铺质量。

3 结束语

朔黄铁路技术改造换铺75 kg/m无缝线路共换铺单元轨节263个，含半径≤600 m曲线的单元轨节为39个，占单元轨节总数的15%，通过施工中不断总结经验，改进施工工艺，优化施工组织，天窗点内按时完成了换铺任务，为重载铁路技改积累了宝贵经验。

［1］吕光棋.山区铁路小半径曲线地段铺设无缝线路探讨［J］.铁道建筑，2004(6):74-76.

［2］侯玉碧，孙占恒.铺设75 kg/m钢轨跨区间超长无缝线路［J］.铁道建筑，2002(10):38-40.