重载铁路无缝线路换铺施工及关键技术研究

文良华

由于近几年朔黄铁路货运量逐年增加，车流量增大且车流密度增加导致轨道病害加剧、大中修周期缩短，在确保运输安全且不影响运量的前提下进行无缝线路换铺施工，是重载铁路运输面对的必然选择，尤其是小半径曲线、长大隧道内的换铺施工更是重点和难点，因此总结成套施工质量控制标准及施工工艺，势在必行。

一、施工技术要求

（1）以每个轨条单元设计里程，线路两侧处预埋位移观测桩，在钢轨拉伸到位后，进行标记。

（2）将影响卸轨作业的道口橡胶板等设备进行拆除，埋设木枕头并且均匀、平整石砟，卸轨到位后按照曲线25m、直线50m进行钉固，然后将妨碍换轨施工的地锚拉杆、轨距拉杆等设备以及红外测温设备、机车地面感应器进行拆除。

（3）详细调查缺失的零配件数量，以备换轨时进行补充，并详细记录轨条单元内的曲线资料，并在换铺完成后及时将曲线资料恢复，用白油漆将水平垫板的厚度标到轨枕上，并在新轨条入槽后及时恢复水平胶垫。

（4）电务施工人员拆除影响换轨的轨道电路连接线，并将施工地段内的扣配件进行全面拆卸，将钢轨垫起后及时更换轨底的水平胶垫和尼龙底座，并将螺栓涂抹防锈油。

（5）施工人员将需换铺地段的长轨条进行打磨除锈，确保换铺完成后电务信号正常。

（6）按照设计规定：长轨条内侧10号大轨距挡板）、外侧为6号小挡板；挡板底座为外2内4；挡板底座及轨距挡板压紧顶严，并仔细查看弹条扣件扭紧情况，规定弹条扣件必须达到“三点接触”，相对应的扭矩为120～150N·M。

（7）对线下单元焊及时进行探伤检查，确保焊缝质量符合要求后方可上线；线上锁定焊组织相关人员及时进行探伤，确保焊头质量及安全。

（8）拉伸放散时，始端拢口需逆向松开100m扣件，锯切的旧轨条长度根据计算的拉伸量确定，拉伸量 ∆l=αl(tz−t0)，其中α为钢轨线膨胀系数，α=0.0118mm/（m·℃）；l为轨条长度（m）；t z为轨条的设计锁定轨温，℃；t0为轨条的实测轨温，℃。轨温用轨温表现场测量，并在长轨条拉伸放散到位后、锁定前将滚杠以及竖向滚筒撤除。

（9）换轨及放散完成后，在终端拢口的新旧轨打孔并安装夹板，夹板用冻结夹板进行临时过渡，安装夹板时，在旧轨一端垫入错牙垫片，确保新旧轨过渡平直、无错牙，夹板螺栓用加力扳手进行反复紧固，确保行车安全。

（10）换轨完成后换轨机械车组运行至下一个轨条单元进行卸扣件作业，并在拉伸锁定完成后返回至换铺地段进行旧料回收作业。

二、工程特点及施工难点

（1）朔黄铁路原平分公司为山区重载铁路，桥隧相连且众多，小半径曲线众多，导致换轨过程中存在小半径曲线地段进出轨卡阻严重、轨道几何尺寸不易控制、轨距拉杆与地锚拉杆多且不易拆卸等困难，并且换铺地段经常处在2条及以上的曲线地段，有时甚至是反向曲线；在换轨过程中，新旧轨条所在的曲线半径不同，因曲线上股钢轨入槽后比旧轨的上股长，导致还没有换入槽的长轨条出现“鼓肚”的状况，下股轨条入槽后比旧轨短，还没有换入槽长轨条出现“拉直”的状况，“卡阻”换轨车组，极大地影响换轨进度。

（2）小半径曲线地段进行无缝线路换铺施工时，换轨车组将待换长轨条的始端拢口抬高1m左右，以宁武西工务工队管内无缝线路换铺为例，长轨条设计锁定轨温为26℃，弹条扣件拆除后，实际轨温约10℃，易导致待换长轨条侧翻。

（3）在小半径曲线地段，几何尺寸超标、超限等病害突出，超层超厚水平垫板较多，换轨车组通过时胶垫较多容易导致“卡轮”，使换轨车停留处理卡住车轮的胶垫，影响换轨车组的走行。

（4）隧道内换轨过程中存在煤灰多粉尘大、瞭望条件差、螺杆锈蚀、人员机具上下道不方便等困难，影响换轨进度。

三、解决措施

（1）针对新旧轨条卡住换轨车组，影响换铺进度的状况，采取在轨条始端上股用拉伸器1拉伸新轨条，并且利用撞轨器1向换轨车组运行前方撞轨，另外两台撞轨器2、3向逆换轨车组前进方向撞轨，如下图1，最大程度减小新轨条因换铺产生的应力。换轨车组继续运行，撞轨器根据换轨车组位置相对移动，换轨车组驶出一定距离后，立即将始端弹条扣件锁定至少40根枕木，并用锯轨机切掉始端轨条带眼部份，利用闪光焊将始端进行锁定焊接。换轨车组运行至下一条曲线后，两台撞轨器1、2移动至曲线下股，一起逆向换轨车组运行方向撞轨，3号撞轨器配合2号拉伸器在曲线上股向换轨车组前进方向撞轨，如下图2。

图1 拉伸、撞轨示意图

图2 拉伸、撞轨示意图

通过撞轨使曲线上下股新轨产生纵向移动，可利用下列公式计算新轨长度变化量 ，作为撞轨器配合换轨车组走行的参考值：

其中，λ为既有轨和新轨的距离；L为曲线总长；R为曲线半径。λ一般在550 mm～700 mm间，根据现场量测。例如曲线半径R=500 m，旧轨条与新轨条的距离为0.65 m，换铺地段曲线长度为1km，如果不考虑缓和曲线的影响，新轨条的纵向移动量为：

在旧轨上用氧气乙炔提前进行切口，以解决曲线上旧轨“卡阻”问题，根据曲线半径按照150m～200m的距离在轨条上“切口”，并安装接头夹板，接头夹板每边拧紧一条螺栓，保证换轨车组通过后能及时解除已换下旧轨的连接，使已换下的旧轨不卡住换轨车组。

（2）直线或半径800m及以上曲线地段按50m保留一处弹条扣件不松、半径800m以下曲线按25m保留一处弹条扣件不松，待换轨车组到达前进行处理。扣件组人员紧跟换轨车组，分组安装滚杠及竖向滚筒(曲线范围安装)，以便换铺和拉伸长轨时钢轨自由伸缩；安装扣件时螺帽上二到三丝，防止拉伸长轨时钢轨侧翻。

（3）通过改进换轨车组，加固旧轨进槽口和其滚筒前后结构，消除胶垫等阻塞钢轨槽口的影响；并且换轨之前安排专人用铁铲铲除水平胶垫，使水平胶垫与旧轨分离。

（4）利用平板车加焊围栏将施工人员送到施工地段，解决长梁山内施工人员到达施工地段步行距离长、人员上下道不方便等问题；针对隧道煤灰多、螺杆锈蚀，提前安排人员天窗点内及时清扫煤灰，并对换轨地段螺栓进行涂油或锚固。

四、结语

为确保换轨施工安全、正点、有序完成，原平分公司统一部署、周密组织，管理人员全程盯控，并总结成套的施工工艺及质量控制标准，保质保量地完成无缝线路换铺任务，为山区重载铁路无缝线路换铺施工积累了宝贵经验。