无缝线路曲线段换轨施工中钢轨锯口的精准设置

胡安平，唐忠富

（1.南宁铁路局安监室，工程师，广西 南宁 530029 2.南宁铁路局桂林工务段，高级工程师，广西 桂林 541001）

钢轨接头是轨道结构的薄弱环节，随着无缝线路技术的发展和百米标定轨的广泛应用，接头数量正逐步减少。但随着铁路向高速、重载方向发展，钢轨接头病害也日益突出，因此投入的维修费用也逐渐增大。如何有效地贯彻中国铁路总公司“强基达标、提质增效”的工作思路，在换轨阶段有效地控制接头病害的形成，减少接头病害对线路及轨枕的破坏作用，是各级线路养修管理人员必须深入思索的问题。本文将探讨如何在换轨阶段精准设置钢轨锯口并减少钢轨接头病害的形成，以提升换轨作业质量，确保运输安全。

1 存在问题

机车车辆的轮对通过接头时，由于钢轨接头存在结构上的不平顺，这就导致轮轨之间产生较大的附加动力作用，加速线路状态的变化，以致形成接头病害。过大的附加动力作用又促使不平顺的发展和附加动力的增长，加速了钢轨接头病害的发展。为保持轨道结构弹性均衡，减少接头附加动力支轨枕的破坏，我国的钢轨接头采取悬空式，要求左右两股钢轨接头相互对齐，并处于接头轨枕中间。为此，《铁路线路修理规则》第3.10.10条规定，允许速度大于160 km/h的线路，铝热焊焊缝距轨枕边不得小于100 mm，其他线路不得少于40 mm。但在曲线地段大修、维修换轨施工中，由于施工人员未考虑新轨摆放位置对进轨后钢轨延展或收缩的影响，往往依照新轨摆放位置切割既有线钢轨，结果新轨拨入后，进轨终点处钢轨不是长了便是短了，造成长轨条焊接接头设置不符合上述规定要求。既便是有经验的施工人员，在裁切旧轨时预留一定的搭接量，待新轨完全拨入后再采取裁切新轨/旧轨或拨移轨枕等方式来解决铝热焊焊缝到轨枕边距离的问题，也会增加锯轨或轨枕拨移工作量，造成人力、材料和天窗点的浪费。

2 新轨摆放位置对接头设置的影响

2.1 直线地段由于直线地段新轨平行拨入后其延展或收缩量为零，可用支距尺直接在旧轨上量出锯口位置，新轨摆放在旧轨左右侧均对钢轨接头设置不产生影响。

2.2 新轨摆放在曲线外侧如图1所示。现行无缝线路曲线地段换轨施工中，长轨条往往事先摆放在道心或轨枕头（即待换旧轨的内、外侧），天窗点内将旧轨拨出，新轨拨入。

图1 新轨摆放在曲线外侧示意图

在图1中，假设曲线半径为R1，新轨摆放在曲线外侧，新旧轨间距为D，待换新轨长为L2，新轨从起点A′拨入，由于弧长L2与L1圆心角相同，故有：

新轨在终点B′处的延展长度可用如下公式计算：

因设计曲线半径为线路中线半径，故实际计算时，待换轨为曲线上股时，式1中

R1=曲线半径R+标准轨距/2待换轨为曲线下股时，式1中R1=曲线半径R-标准轨距/2

2.3 新轨摆放在曲线内侧如图2所示。

图2 新轨摆放在曲线内侧示意图

在图2中，假设曲线半径为R2，新轨摆放在曲线外侧，新旧轨间距为D，待换新轨长为L2，新轨从起点A′拨入，由于弧长L2与L1圆心角相同，故有：

新轨在终点B′处的延展长度可用如下公式计算：

因设计曲线半径为线路中线半径，故实际计算时，待换轨为曲线上股时，式2中

R1=曲线半径R+标准轨距/2

待换轨为曲线下股时，式2中

R1=曲线半径R-标准轨距/2

2.4 曲线地段新轨摆放对接头的影响综上所述，由式1、式2可推导出如下公式∶

式中D-新旧轨间距

L-新轨条长度

R-待换轨条半径

无缝线路曲线地段新轨拨入后，进轨终端钢轨延展或收缩量等于新旧轨间距乘以新轨长度除以旧轨曲线半径，当新轨位于曲线外侧，则为延展值，反之为收缩量。其延展值或收缩量与新轨的长度和既有曲线半径有关，相同长度轨条的情况下，既有曲线半径越小，其延展或收缩量越大。

3 实例计算

2013年计划更换湘桂线K 420+310～K 421+060曲线上股磨耗超限钢轨，该曲线的半径为660 m，轨枕间距0.545 m，轨条长度为400 m，新轨置于曲线外侧碴肩上，采用长轨车卸车，之后用F型轨距杆加固，新旧轨间距0.75 m，进轨终点延展长度为：

也就是说，新轨拨入后，终点将延展0.454 m。借助支距尺，在旧轨上量出新轨末端对应的位置，则可精确计算出锯口位置。实践证明，该新轨拨入后，新轨实际延展长度较理论计算差2 mm，通过调整铝热焊焊缝可消除该误差。由于减少了二次锯轨或拨移轨枕的工作量，该曲线换轨施工最终较原计划提前约15 min完成，既保证了接头铝热焊的焊接操作方便，减少了二次锯轨工作量，又满足了规范对焊接接头的要求，取得了较为理想的结果。

4 结束语

南宁铁路局桂林工务段在近几年的维修换轨施工广泛采用上述计算方法，均能较为精确的计算出旧轨的锯口位置，减少了二次据轨工作量，每次均能安全正点消点，较好地提升了换轨作业质量和天窗利用效果。实践中需要注意的是，由于曲线在经过长期养护拨道后，可能存在实际半径与《线路设备技术履历薄》中的半径不一致的情况，需要在换轨前通过测量曲线正矢反算曲线实际半径。此外新旧轨间距指的是“中对中”距离，而非两根钢轨间的净距。若曲线半径和新旧轨间距取值不对，会影响到选取锯口的精度。