无缝线路大修施工防胀方法的探索与实践

刘玉浩 嵇 民 王光伍（济南铁路局济南工务机械段，山东 济南 250002）

无缝线路大修施工防胀方法的探索与实践

刘玉浩 嵇 民 王光伍
（济南铁路局济南工务机械段，山东 济南 250002）

摘 要：当无缝铁轨受热膨胀后，火车在轨道上疾速行驶时会存在严重的安全隐患。济南至青岛的胶济铁路近一时期出现的若干次铁轨膨胀的情况看，总结轨道因受热而形变的总体表现情况，关注远距离铁轨内热应力的改变，精确选定检修动车轨道开始之前实施无缝轨道内温变应力消释时间点，上调对远距离铁轨设定的允许温度上限，实现严格地在温度范围内运行，不但延长了安全运行周期，而且减少了检修投入。

关键词：无缝轨道；抑制胀轨；施工；应对措施

当无缝轨道受热发生膨胀时，疾驶于线路上的列车是存在极大安全隐患的。因为在无缝轨道检修时要做钢轨基础的清筛、抬道、更换轨枕作业，极大地降低了钢轨连接处的运行阻力、连接件的紧固力和钢轨基础的三维方向位移抑制力，还有钢轨框架支撑性状即热应力等稳固铁轨所需要的力学要素。当钢轨内由各项抵制力所形成的合力达不到可以克服轨道因受热而产生的热效应反作用力时，轨道的稳定势态就要被打破，从而出现膨胀、变形等受损结果。

2001年到济南至青岛的胶济铁路区间实施无缝轨道检修过程至今，已出现过多次钢轨受热膨胀铁道线跑偏的情况。2001年4月11日下午一点及四点，在检修一段区间时，先后出现了两次轨道膨胀情况，其中产生横向移动35mm，检修好后试车缓行，以时速十五公里驶过。2002年4月15日下午两点在另一区间亦又出现轨道受热膨胀现象，造成轨道路线大幅度偏移，致使162次直快客车被迫意外停车一个小时。2003年8月27日十点四十分第三区间再次出现轨道受热跑偏脱离原方向，运料列车经由此处发生脱轨，被迫意外停车一小时三十九分钟，险些酿成恶性事故。

1 轨道稳定要素与钢轨温度变化的关联影响

拟定检修路段无缝轨道额定温度T比本地中间轨道温度稍高一些，允许设定轨道温度范围是T锁的正负五度范围。拟定轨道温度最大升高、降低改变量是max△T升、max△T降，真实的最大轨道温度升高、降低改变范围是△T升及△T降。

依据查文献可知山东地区最高气温是四十点四度，最高轨道温度（Tmax）取定正二十摄氏度；当地最低气温是负六点六摄氏度，那么

Tmax=40.4+20=60.4℃；Tmin=-6.6℃；

通过运算可知，最大轨道升温为37.4℃度，最大轨道降温是39.6℃，也就是说每米五十公斤无缝轨道中，当连接口抵抗力、轨道基础抑制力及钢轨固定架定性程度符合设定规范，当最高温度升高37.4℃时，轨道可以维持平稳，不可能发生钢轨受热膨胀而变形的结果。当最大限度降温39.6℃时，也不可能产生轨道缝隙增加，铁轨断裂、焊口缝隙加大及其它连接件损坏的后果。

2 钢轨膨胀致因探析

针对发生问题路段进行研究，出现轨道膨胀的根本致因，是因为没有及时做到热应力消除，增长额定轨道温度上限，相关检修过程致使跨越额定轨道温度10℃以上，它们的共同特点都是减弱了轨道阻力，实际情况是：首先是清筛没有充分填充基础石碴，铁轨膨胀处轨枕以外基础部分宽度低于300mm，使基础横向固定力降低。其次是连接口抗扭力矩偏小，尚不足900N·m，导致连接口的控制力下降。再者就是紧固部件扭力矩基本都不足于100N·m，使铁轨固定架定型扭矩降低。

轨道基础相关检修过程导致钢轨原来所处状况失去平衡，其基础横向固定力降低，铁轨发生横向变形位移，稳固性严重缺失。依据捡测结果可知，钢轨基础经过破底清筛过程以后，它的横向固定力数值减低接近70%，检修完成后过一个星期的时间也只能恢复到过去的一半状态。

在设定轨道温度比中间轨道温度高的无缝隙钢轨上，炎热季节时，在稳固区与变形区的连接点周围，会有额度很高的热应力聚集点。此种状况也会损害钢轨的平稳性能。

在前述若干项不利情况同时发生并产生作用时，它们的综合效果就会造成钢轨膨胀跑偏。

3预防膨胀措施

铁路检修防范钢轨膨胀的重要内容，是要精准调控远距离轨道内部的热应力和额定轨道温度的改变，并且还包括大修工作开始前无缝轨道内所存的应力消除，此内容对于提升远距离钢轨额定轨道温度，始终在允许范围内运行，确保列车运行安全、减少检修费用投入产生相当有利的效果。

本着研究气温对轨温的作用效果及影响趋势的目的，掌控无缝轨道清筛之前内应力消除的时间节点，在济南至青岛的胶济铁路的检修过程中，把当地一年之中的气温走势、轨道温度改变情况描成坐标图，见图1。

图1 气温与轨温变化图

由图1能够看出，山东北部地区4月到10月轨道平均温度均在40℃之上，期间最高能够突破50℃略高，10月15日以后可持续减低到35℃以下。

鉴于检修时期出现的若干次铁路轨道受热膨胀过程均在4月

其间将山东北部区域四月份某一天日光照射的温度和铁轨温度变化趋势做了关联记录，通过观察记录能够看出：上午十一点半到下午五点，轨道温度都高于40℃，中午十二点到下午四点半是轨道温度最高阶段，极可能发生轨道热胀的时间点是下午两点，此时期和前面所述的三次轨道受热变形、脱线的时间点恰好吻合。

结语

自2004年到现在，先后在济南至青岛，济南至徐州，济南至德州等几条铁路线进行无缝轨道检修，实现清筛施工工程近525km，在高温酷暑的气候条件下实施检修工程，一直没有出现轨道受热膨胀、变形脱线情况，保证了铁路施工和列车运行的稳定高效。而且无缝轨道远距离铁轨的依温改变存在其客观必然性，其紧密关联着大气温度，而且受气候影响改变很多，其结构内热应力同时由气温及轨道固定力所控制，而轨道本身固定力又被作业施工及部件材质所决定，所以，一定要提高业务素质，严守操作规程，科学化施工，才能消除不利干扰，实现理想运行。

参考文献

[1] 龚文林.无缝线路大修施工防胀方法的探索与实践[J].铁道技术监督， 2003 （02）：22-24.

中图分类号：U213

文献标识码：A