毕业设计（论文）-无缝线路铺设新技术.doc

高高等等教教育育自自学学考考试试 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 北京交通大学 北京交通大学 毕毕业业设设计计 （论文）（论文） 题目： 无缝线路铺设新技术 姓名： 常宏杨 专业： 交通(铁道)运输工程 工作单位： 辽宁铁道职业技术学院 职 务： 学生 准考证号： 020211100872 设计（论文）指导教师： 解宝柱 发题日期： 2012年 05月 08日 完成日期： 2012年 06月 24日 毕业设计（论文）评议意见书毕业设计（论文）评议意见书 专业交通（铁道）运输工程 姓 名常宏杨 题目无缝线路铺设新技术 指 导 教 师 评 阅 意 见 成绩评定： 指导教师： 年 月 日 答 辩 组 意 见 答辩组负责人： 年 月 日 备注 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目：无缝线路铺设新技术 一、毕业设计（论文）内容 随着铁路的飞速发展，中国铁路无缝线路也取得了长足的发展， 为了适应经济社会发展的需要，今后铁路还将会大范围换铺无缝 线路。本文主要介绍了无缝线路铺设的新技术及铺设无缝线路出 现的若干问题。 二、基本要求 1、概述中国及国外无缝线路发展概况 2、发展无缝线路的意义及简介 3、无缝线路主要施工方法及施工工艺 4、轨道框架刚度和各种阻力 5、胀轨跑道 6、无缝线路的养护 7、无缝线路发展趋势 三、重点研究的问题 1、无缝线路的施工工艺 2、无缝线路胀轨跑道分析 3、无缝线路的养护相关问题 4、无缝线路的发展前景 四、主要技术指标 一、依据线路大修施工运输组织设计 、 单线作业技术标准 、 修理规则 、 安规 、 技规等相关规定。 二、施工技术标准以技规 、 修规为准则，各项作业标准及 质量要求执行铁路轨道施工规范和铁道部、铁路局关于线路 大修施工的有关文件及段颁布行细的有关规定。 五、其他需要说明的问题 下达任务日期： 2012年 05月 08日 要求完成日期： 2012年 06月 24日 指导教师：解宝柱 中 文 摘 要 论文题目：无缝线路铺设新技术 随着铁路的飞速发展，中国铁路无缝线路也取得了长足的发展， 为了适应经济社会发展的需要，今后铁路还将会大范围换铺无缝 线路。本文主要介绍了无缝线路铺设的新技术及铺设无缝线路出 现的若干问题 关键词：无缝线路、施工方法、病害及养护 目 录 一、无缝线路发展概况 1.1 无缝线路发展概 况 1 二、无缝线路意义及简介 2.1 发展无缝线路的意 义 2 2.2 无缝线路简 介 3 三、主要施工方法及施工工艺 3.1 长钢轨运输及卸车作 业 4 3.2 单元轨焊接及锁定轨焊 接 9 3.3 长钢轨换铺施 工 14 3.4 无缝线路应力放散及锁定施 工15 3.5 设置位移观测 桩 18 四、轨道框架刚度和各种阻力 4.1 轨道框架刚 度 19 4.2 轨道刚度决定的因 素 20 4.3 线路阻 力 20 五、胀轨跑道 5.1 胀轨跑道的原 因 22 5.2 防止胀轨跑道的措 施 23 六、无缝线路的养护 6.1 铺设前的线路整修工 作 25 6.2 加强铺设初期的整修工 作 26 6.3 线路养护维 修 27 6.4 故障处 理 27 6.5 技术管 理 28 6.6 技术培训工 作 29 6.7 常备器具、材 料 29 七、无缝线路发展趋势 7.1 无缝线路发展趋 势 30 1 一、无缝线路发展概况 1.1 无缝线路发展概况 l915 年，欧洲在有轨电车轨道上开始使用焊接长钢轨，焊 接轨条长度约为 100200 m。20 世纪 30 年代，世界各国开始 在铁路上进行铺设试验。到了 5060 年代，由于焊接技术的发展， 无缝线路得到推广应用和迅速发展。例如，德国于 1926 年在普 通线路上铺设轨条长 120 m 的焊接轨道，1935 年正式铺设 1 km 长的无缝线路，1945 年把无缝线路约 29000km，1974 年底达到 53000km，至今已达 76000km，约占营业线路的 80%，它是无缝线 路发展最早和最快的国家。前苏联于 1935 年于加里宁铁路的莫 斯科近郊车站线路上铺设第一根长约 600m 的焊接轨条轨道，到 1961 年已铺设无缝线路约 1500km，至今已有无缝线路 50 000 km。前苏联大部分地区轨温变化幅度较大，最高达 1150c，所以， 前苏联的铁路有一部分铺设季节性放散应力式无缝线路。美国于 1930 年在隧道内开始铺设无缝线路，从 1955 年开始进行大量的 铺设，1970 年以后每年以 8000km 以上的速度增长，至今已有无 缝线路 120000km，是世界铺设无缝线路最多的国家。法国也是 铺设无缝线路较早、发展较快的国家，于 19481949 年间进行 了大量的铺设试验后即推广应用，到 1970 年有无缝线路约 12900km,并以每年约 660km 的速度发展，至今有无缝线路 20500km，占营业线路的 59.06%。日本于 20 世纪 50 年代开始铺 设无缝线路，60 年代在东海道新干线高速铁路采用一次性铺设 方法，长轨两端联接伸缩调节器可以伸缩。中国于 1957 年开始 在京沪两地各铺设 1km 无缝线路，1961 年底全国共铺设无缝线 路约 150km，6070 年代开始对在线路特殊（桥梁、楼道、小半 经曲线、大坡道等）铺设无缝线路进行了理论和试验研究，并取 得了成功，为在线路上连续铺设无缝线路创造了条件。至今京广、 2 京沪、京哈、陇海等主要干线均已铺成无缝线路。中国已铺设无 缝线路 32 696km（2001 年底），现以每年新铺 1000km 的速度发 展。 随着高速、重载铁路的发展，要求强化铁路轨道结构，提高 线路的平顺性和稳定性，消除现有一般无缝线路的缓冲区和道岔 区钢轨接头的影响，实现线路的无缝化。把焊接轨条长度延长达 整个区间或跨区间并与道岔焊联成一体，这种超长轨条的无缝线 路称为区间无缝线路或跨区间无缝线路。由于无缝线路的施工工 艺和机械化程度的提高，维修管理方法的不断完善，胶接绝缘接 头的技术工艺过关并投入使用，无缝道岔的设计理论逐步完善和 试铺成功，从 1964 年在日本建成第一条高速铁路开始，相继于 1983 年法国模式的高速铁路成功运营，至今国内外在区间无缝 线路和跨区间无缝线路都取得了很大的发展。如日本青函海底隧 道长 53.83km，在 12的坡道上铺设了轨条长 53.7km 的无缝线 路；法国以巴黎为中心的几条高速铁路上，多数无缝线路的轨条 长度贯穿整个区间，其中最长一条长达 50km；德国焊接道岔数 达 11 万组之多，截至 1992 年底德国已有 93.2%的线路铺设了超 长轨条的无缝线路；俄罗斯在顿涅茨铁路上铺设了一段轨条长 17.5km 无缝线路。中国于 80 年代开始对无缝道岔和区间无缝线 路进行试验研究，近年来对无缝道岔的设计理论逐步完善，截至 1998 年底全国已铺设超长轨条的无缝线路 4359.5km。2001 年在 京沪线南京一上海区间成功铺设了一条轨条长为 249km 的跨区间 无缝线路。秦皇岛至沈阳客运专线上计划全面铺设区间无缝线路 或跨区间无缝线路。 二、无缝线路发展意义及简介 2.1 发展无缝线路的意义 3 无缝线路是把标准长度的钢轨焊接而成的长钢轨线路，又 称焊接长钢轨线路。它是当今轨道结构的一项重要新技术，世界 各国竞相发展。 在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于接 缝的存在，列车通过是发生冲击和振动，并伴随有打击噪声，冲 击力可达到非接头区的三倍以上。接头冲击力影响行车的平稳和 旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及连接零件 的使用寿命缩短、维修劳动费用的增加。养护线路接头区的费用 占养护总经费的 35%以上；钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他 部位大 2-3 倍；重伤钢轨 60%发生在接头区。随着列车轴重、行 车速度和密度的不断增长,上述缺点更加突出，更不能适应现代 高速重载运输的需要。 为了改善钢轨接头的工作状态，人们从本世纪三十年代开始 至今，一直致力于这方面的研究与实践,采用各种方法将钢轨焊 接起来构成无缝线路。这中间首先遇到了接头焊接质量问题；其 次就是长轨在列车动力和温度力共同作用下的强度和稳定问题； 还有无缝线路设计、长轨运输、铺设施工、养护维修等一系列理 论和技术问题。随着上述一系列问题的逐步解决，无缝线路在世 界各国得到了广泛的运用。 无缝线路由于消灭了大量的接头，因而具有行车平稳、旅客 舒适，同时机车车辆和轨道的维修费用减少,使用寿命延长等一 系列优点。有资料表明，从节约劳动力和延长设备寿命方面计算， 无缝线路比有缝线路可节约维修费用 30%70%。在桥梁上铺设无 缝线路，可以减轻列车车论对桥梁的冲击，改善列车和桥梁的运 营条件，延长设备使用寿命，减少养护维修工作量。这些优点在 行车速度提高时尤为显著。 2.2 无缝线路简介 概念： 无缝线路是把钢轨焊接起来的线路。国外对这类线 路的命名不尽相同，一般有以下几种叫法：无接缝线路、长钢轨 4 线路、连续焊接长钢轨线路等。我国铁路铺设初期叫无接缝线路， 以后略去“接”字，称无缝线路至今。 优缺点 、行车平稳，减少了噪音，旅客舒适度提高； 、节省了接头材料，降低了维修费用； 、减少了行车阻力，提高了行车速度； 、延长了线路设备和机车车辆的使用寿命 冬夏产生较大的温度应力，不易保持必要的强度和稳定性。 分类： （1） 、按结构划分：温度应力式无缝线路和放散温度应力式 无缝线路。 （2） 、按其长钢轨长度划分：跨区间无缝线路、全区间无缝 线路和普通无缝线路。 （又叫区段无缝线路，以下介绍均为温度 应力式普通无缝线路。 ） 基本原理： 利用线路上强大的阻止钢轨移动的阻力来锁定线路，限制钢 轨的自由伸缩。因而尽管钢轨的温度发生了变化，但并不发生钢 轨长度的自由伸缩，只是钢轨的应力，随着温度的变化而发生了 变化。 组成 温度应力式无缝线路由一对焊接长轨条和两端各 24 对标 准轨组成。钢轨用扣件锁定，长短轨间和短轨间均用夹板连接， 预留轨缝。 三、主要施工方法及施工工艺三、主要施工方法及施工工艺 3.1 长钢轨运输及卸车作业 1） 、长轨运输作业 5 、长轨运输速度的规定 通过工程线限速 45km/h，通过岔区限速 25km/h。 、长轨列车出发前，必须由负责人确认锁定，检查各项设 备及装轨状态，各部均不得超出车辆限界，车钩必须处于锁闭状 态，防止重车自动开钩事故。 、运行中尽量减少冲撞，一般情况下不得使用紧急制动。 、运行时任何人员不得站在列车长钢轨上，长轨与安全挡 之间不得站人，安全挡之前需加垫枕木，减少长轨窜动的距离。 、运输途中押车员应随时注意观察长钢轨运输状态，如发 现异常须及时与运转车长联系，待列车停稳后检查锁定卡具是否 松动，以防止长轨串动。 2） 、长钢轨卸车 长钢轨卸车采用拖卸法进行施工。调度命令下达后，机车牵 引长轨运输车由白云鄂博南站拉至指定的卸轨点后，车上作业人 员将地面拉轨轨卡安设在线路指定位置，另一端由车上作业人员 连挂在待卸轨的轨卡上，然后卸轨列车以 1-2km/h 的速度牵引， 将长轨卸至两侧的碴肩上，操作要点如下： 、卸车前的准备工作 、调查好长钢轨起点位置。 、全面检查所有设备，待一切良好后，依照装车表对钢轨 6 编号及排放位置进行核对。 、检查车上每根钢轨的卸轨连挂器安装位置是否正确及牢 固；卸轨用的专用工具，通讯联络设备是否齐全完好。 、根据前次已卸长钢轨终端，在线路上将待卸长钢轨始端 放样以确保卸下的钢轨位置误差不超过 100mm。 、对卸轨地段内，妨碍卸轨的设备及材料等，应清理、平 整，预留好卸轨的位置。对道碴较少而无法存放钢轨的地方，应 事先在枕木盒内插上枕木，作为临时存放钢轨的支垫。 、对碴肩较高地段在每次卸轨前，要对碴肩的道碴进行平 整，使之低于轨枕面 20mm。 、卸轨作业 根据卸轨工作量的大小及运输部门给点情况，原则上每次的 卸轨作业最好能在一个施工封锁点内卸完，以减少不必要的安设 地面拉轨轨卡的附加作业时间。卸轨的具体作业程序如下： 、卸轨负责人在进入施工区间之前，应将卸轨的地点、卸 轨任务，以及卸轨中安全注意事项，向行车总调度及全体参加作 业的人员交待清楚。当接到进入区间命令后，全体工作人员进入 各自的工作岗位，长轨列车按下达的命令进入卸轨地点。 、技术人员事先排好卸轨计划及轨位布置并于现场确定卸 轨点，长轨列车到达卸轨点后，一度停车，并根据地面卸轨起点 进行准确对位，作业人员随即下车，各自进入岗位。长轨列车作 业分车上作业及车下作业两部分。车上作业主要负责车上拨轨， 连接卸轨连挂器，解除固定器等。车下作业主要负责护轨，挂钢 7 丝绳，回收连挂器，用对讲机指挥卸轨列车作业等。车下作业人 员将拉轨轨卡安设在线路上，将经由长轨放送车放下的长轨连接 好。一切准备妥当后，卸轨负责人向运转车长发出移动信号，并 通过对讲机与司机直接通话联系。列车以每小时 12km 的速度 前进，两侧长钢轨卸到线路两侧碴肩上。每个单元轨节交界处所 卸钢轨至少要重叠 0.51.0m。 、当长钢轨落地够 300m 时，地面作业人员随即将地面拉 轨轨卡及钢丝绳撤除。此时即依靠落地后钢轨的自身重量产生的 阻力将车上的长钢轨拖下车来。车上负责拨轨的人员，负责将钢 轨拨向两侧，使长钢轨卸车时，在滚筒上行走顺利。为确保安全， 固定器可根据卸轨的进度不要过早地撤除。 、地面负责护轨的人员必须用撬棍护住钢轨，使其顺直地 卸到枕木头外侧，必要时，用撬棍拨顺，并注意防止钢轨出现翻 倒现象。卸轨时，列车行驶速度要均衡一致，列车速度忽快忽慢， 或紧急制动，都容易发生钢轨鼓曲或翻转。施工负责人在钢轨下 卸过程中要随时注意是否有异状，必要时应及时采取停车措施， 迅速处理故障。落地的钢轨，由负责回收连挂器的人员迅速撤除 钢轨上的连挂器。 、将卸下的轨条拨顺，切记不得侵入限界。 、卸长钢轨时应连卸，即在长轨车与分轨车交界处用钢丝 绳和轨卡将正卸长轨终端与待卸长轨始端连接，将长钢轨依次连 续卸到地面。 、在最后一根长钢轨卸完后，由专职安检人员严格检查卸 下的钢轨是否安全，如有问题，立即加以改正。 3） 、卸轨作业注意事项及长钢轨在线路上摆放要求 8 、卸轨作业注意事项 、长轨列车在办完封锁手续，接到发车命令后，按长轨列 车操作规程规定的速度运行至卸轨地点。 、卸长钢轨时应严格按照长轨列车技术操作规程作业，严 格执行卸一对长轨解一对长轨锁定卡，决不允许因赶时间全部解 锁待卸的作业方法。 、左右两股长钢轨始端应对齐方正。长钢轨位置的准确很 关键，可大大提高工地焊轨的效率。 按长轨列车技术操作规程控制卸轨速度，严禁机车紧急 制动。随时注意轨端移动的轨迹，必要时由人工用撬棍或绳索加 以控制，卸轨时禁止后轨超越前轨。作业中注意防止撞坏车上设 备或砸坏线路上轨枕。卸轨时不允许列车倒退。 、长轨列车在到达卸轨地点之前不允许解锁。解锁人员与 检轨人员应利用车上通讯设备呼唤应答，确认进行卸轨作业后， 才可进行解锁和卸轨作业。 、长钢轨在线路上的摆放要求 、长钢轨应平稳地摆放在轨枕端外侧扒平的碴肩上或提前 摆好的短枕木头上，在任何情况下线路两侧摆放的长钢轨都不得 侵入限界。 、在长大坡道上长钢轨不宜久放。如需久放，必须安装防 爬器，以免过往列车震动使长轨条位置发生变化。 、全部卸完之后，卸轨人员应将长钢轨窜动到设计位置并 9 安装防侧翻杆，达到焊接标准。 3.2 单元轨焊接及锁定焊接施工 1） 、钢轨焊接试验及参数确定 钢轨在施焊前要进行型式试验，合格后才能正常焊接，在日 常焊接施工中，按照规定还要进行周期性检验和出厂检验。因此， 对钢轨母材化学成分、机械性能和金相组织的深刻认识、以及焊 轨参数的确定和焊轨设备的调试、将对焊轨质量有举足轻重的作 用。钢轨焊接必须严格执行钢轨焊接技术条件（tb/t 1632.2- 2005） 。 、钢轨焊接的型式试验 型式试验项目：落锤、探伤及断口检验。 出现以下情况之一时应进行钢轨焊接的型式检验： 、焊轨组织初次生产； 1 、正常生产后，改变焊接工艺，可能影响焊接接头质量； 2 、更换焊轨设备； 3 、钢轨生产厂、或钢轨型号、或钢轨牌号、或钢轨交货状 4 态改变，首次焊接时； 、生产检验结果不合格； 5 、停产一年后，恢复生产前。 6 型式检验的项目及受检试件数量严格按照规范执行。型式检 10 验报告中应明确以下内容：焊轨组织名称、焊机型号、焊机出厂 编号、钢轨生产厂、钢轨型号、钢轨牌号、钢轨交货状态、检验 设备、详细的检验结果等。 、钢轨焊接的生产检验 出现以下情况之一时应进行钢轨焊接的生产检验： 、连续焊接 500 个接头； 1 、焊机工况变化，对某个焊接参数进行修正之后； 2 、焊机出现故障、记录曲线异常，故障排除之后； 3 、焊机停焊钢轨 1 个月以上，开始焊接生产前。 4 生产检验的项目及试件数量严格按照规范执行。生产检验使 用随机加焊的试件，检验合格后方可继续生产。生产检验有 1 个 及以上试件不合格时应予复验。 、焊接设备调试与工艺参数的确定 认真分析钢轨母材的化学成分、机械性能、低倍组织等资料。 完全掌握钢轨的厂家和炉号，同一批钢轨要集中连续焊接。 每焊一个头要进行严格的探伤，落锤检验委托有资质的试验 单位进行。在正式焊轨前 1 个半月就必须进行试焊与检验工作， 全部合格后才能批量生产。 依据设备的性能合理设置电压、电流、顶锻力、夹持力，当 11 有未焊透、过透、裂纹、气孔夹渣等有害缺陷时，调整电压、电 流、顶锻力与时间的关系，确保焊接参数稳定和焊头质量。 2） 、现场钢轨焊接 现场单元焊、锁定焊采用接触焊完成。 、接触焊工艺流程 接触焊工艺流程见下页。 、接触焊施工工艺及操作要点 、钢轨端面打磨 a、端面打磨前应清除端面 50cm 以内钢轨表面的油污、水锈、 泥沙等。若焊机斜铁卡紧部位的轨面有较重污垢，亦需处理。 b、打磨后被焊端面应全面呈现金属光泽，端面与钢轨纵轴 线不垂直度及端面平面度需0.15mm。打磨时锉刀应始终保持清 洁，严禁手摸。粗糙度最大允许值为 12.5m。打磨时要绝对保 证两轨底角端面不得锉方。 c、应保护好打磨后的端面，使之不受污染及碰撞，否则要 重新处理，处理好的端面应在 30 分钟内焊接。 接触焊焊接工艺流程图（见下页） 12 接触焊焊接工艺流程框图接触焊焊接工艺流程框图 、安装对轨架 a、拨正两条待焊钢轨，并由专人在距焊缝 25 米外目测，使 之达到以焊缝为中心 40 米范围内钢轨顺直、平整，待焊处无高、 低接头。用 1 米直尺测量，顶面焊缝处拱度0.5mm，不允许下 凹；工作边应平直，误差0.5mm。两轨底角应对齐，两轨如有 误差，相差量应对称布置。 焊后正火 焊后调直、粗打磨 精磨 数据记录及分析 焊接接头检查验收试验 进行下道工序施工 焊接设备组装调试、钢轨型式试验 钢轨焊前钳头清理及轨端除锈打 磨磨 钢轨焊接：夹轨对中、接触焊接、顶锻、推瘤 焊接设备焊前检查 锯除不合格焊头 13 b、钢轨固定后，用 1m 直尺检查应达到以下标准： a、两轨顶面焊缝处拱度0.3mm，高低错牙0.3mm，严禁 下凹。 b、两轨工作边平直，误差0.3mm，当轨头宽度偏差过大或 轨端有旁弯无法调直时，应保持内侧工作面在 1 米内偏差 0.5mm。 c、两轨底面平行，错牙1.0mm。 c、两待焊端面间隙在预顶后应0.3mm，两轨底角必须保证 密贴。 d、在固定过程中，如达不到上述要求，应对钢轨重新处理， 不得强行焊接。 、点火、焊接 a、加热时间与顶锻压力应符合有关使用规定。 注：全压顶锻前表面温度为 13501450。 b、因故中断焊接时，当顶锻量6mm 时，可保持压力（保 压时间为 3min） ，排除故障后继续焊接；若顶锻量6mm，应锯掉 焊缝重焊。 、推凸 a、装刀时间不大于 10 秒。 b、推凸压力若超过 40mpa，应停止推凸，改用气割除瘤。 14 、正火 焊缝表面温度降至 400500时开始正火，待表面温度 升至 850950时熄火空冷。 、打磨成型 a、焊缝处不得凹下、高出相邻轨面 0.2mm 以上。 b、轨顶面用 1 米直尺量，中间拱度0.3mm。 c、轨头工作侧面用 1 米直尺量，中间应0.3mm。 d、轨底部不得有凹陷；高出原轨应0.5 mm。 e、轨接头要符合动态及静态技术标准。 、记录按记录表要求认真填写，工程结束交有关部门存档。 3.3 长钢轨换铺施工 长钢轨换铺作业采用人工换轨作业。 、准备 60kg/m 短钢轨，人工提前散布在龙口位置，无眼 夹板散布在长轨条接头处。 、将砂轮片锯轨机、钻眼机备到龙口位置，发动试机。 、用方尺检查确认新单元轨节始点到位。 、拆除既有工具轨扣件。 15 、将工具轨条拨至混凝土枕端头上。 、人工拨移长钢轨入槽，安排人员按照每隔 3 根轨枕安装 1 套扣件的原则进行扣件安装。 、安排人员将旧轨拨到线路两侧，等待回收。 、换轨作业过程中尽量避免旧轨挂带起轨枕，如果出现该 情况，立即安排人落道处理。 、进行道上焊轨各种准备工作。 、每天更换的最后一对长钢轨与工具轨连接均采用砂轮片 锯轨机锯轨、手扶钻眼机打眼进行现场合拢。 、为确保开通线路，r800m 的曲线地段及直线地段轨枕 扣件先“隔二上一” ，接头扣件必须全部上齐。经施工负责人检 查确认已达到放行列车条件，且轨道几何尺寸不超过容许偏差的 相应规定，各种机具材料不侵入限界，作好记录，方准限速开通 线路。 、线路开通后，应及时上齐拧紧全部扣件。列车通过后全 面复紧扣件及接头螺栓。 3.4 无缝线路应力放散与锁定施工 (1)、锁定轨温的确定：设计锁定轨温 215，当轨温在 2024，自然轨温锁定；当轨温在 20以下时拉伸锁定， 锁定轨温依照相邻单元轨条的锁定轨温差不大于 5，左右两股 长轨条锁定轨温差不大于 5，同一区间内单元轨条的最低、最 高锁定轨温差不大于 10的原则在 2024间选定锁定轨温； 16 当轨温大于 24时不得锁定作业。 (2)、当实测轨温处于设计锁定轨温范围内时，采用“滚筒 法”直接进行锁定。 、将作业人员均布在进行锁定的长轨范围内，长轨始终端 各放置一个轨温表，测量并记录开始紧扣件时的轨温，同时进行 紧扣件作业，每隔两根紧一根，无缝线路尾端 2575m 范围内的 扣件全部紧完，并上紧与旧轨端的鱼尾板，此时视为长轨已锁定。 记录此时轨温为结束时轨温，同时继续紧其余全部扣件。 、计算锁定作业开始与结束时的平均轨温为实际锁定轨温， 记录在案。同时在位移观测桩和轨腰（或轨底上表面）相对应处， 作出清晰的、规范的记号。 (3)、当实测轨温低于设计锁定轨温范围时，可采用“综合 法”进行锁定。 “综合法（拉伸器滚筒法） ”施工工艺流程见下页 所示。 该方法是利用钢轨拉伸器和撞轨器配合作用，通过均匀拉伸 长轨条，以提高它的零应力轨温，使锁定轨温一步到位的方法。 拉伸长轨条时，要做到匀、准、够。其作法是： 、形成零应力。在放散段自然温度的条件下，轨下垫滚筒， 松开全部扣件，使钢轨能自由伸缩。以 50m 或 100m 为单位进行 观测，并用撞轨器沿钢轨走行方向撞轨，当钢轨发生反弹现象时， 即视为零应力。 、计算拉伸量。钢轨放散至零应力状态后，根据设计锁定 轨温和实际锁定轨温之差计算出钢轨拉伸量，用拉伸器和撞轨器 联合作用拉出该伸长量后即锁定钢轨。钢轨拉伸量按下列公式计 17 算： l=l（tstsj） （mm） 钢轨线膨胀系数，=0.0118 l钢轨长度(m) ts钢轨的设计锁定轨温() tsj钢轨的实际轨温() 综合法施工工艺流程图 、放散作业程序： 焊接，确定放散长 度 设立固定点 放松扣件 垫入滚筒 轨温测量 做标记 拉伸钢轨 撤出滚筒 锁定紧扣件 撤出拉伸器 固定点纵向力均匀化 检查观测 18 a、焊接，确定放散长度。 b、设立固定点。 c、放松扣件，垫入滚筒，保证钢轨自由伸缩。 d、测量作业轨温。 e、根据放散轨温与作业轨温之差，计算并标记钢轨的变化 长度，并在钢轨上每隔 100m 做以标记。 f、使用拉伸器和撞轨器共同拉伸钢轨，使其达到设定的标 记。 g、撤出滚筒，锁定钢轨由焊接处向固定点方向上紧扣件。 h、在焊接之后不少于 20 分钟和焊缝两边至少 30m 的范围内 将扣件按照设计要求安装好后，撤出拉伸器。 i、使各固定点之间的纵向力均匀化。 j、进入下一个工作循环焊接接头。 、放散量及锯轨量计算办法 a、放散量的计算 l=l（t1t2） 式中: l放散量(mm)。 钢轨线膨胀系数，=0.0118。 l需要放散应力的钢轨长度(m)。 t1钢轨的设计锁定轨温()。 t2作业时轨温()。 b、锯轨量的计算 l=l+ 式中: l锯轨量（mm） 。 l放散量（mm） 。 焊接顶锻量（mm） 。 整治线路爬行时钢轨移动量，如移动方向与应力放散方 向相同为正，反之为负。 3.5 设置位移观测桩 19 应在每个单元轨节换铺的当天设置位移观测桩。位移观测桩 的设置位置： 无缝线路单元轨节的起点、终点、中点附近，以及距离长单 元轨节起终点 100m 的位置附近各设一对位移观测桩（在施工现 场选取最靠近起点、终点、中点及距离单元轨节起终点 100m 在 施工现场选的接触网支柱作为一侧的位移观测桩，另一侧埋旧轨 作为位移观测桩） ；轨条长度大于 1200m 时，适当增设位移观测 桩，保证桩间距不应大于 500m。 1、 位移观测桩的设置方式： 位移观测桩按下列条件进行设置：在有接触网支柱一侧利用 接触网支柱作为位移观测桩。没有接触网支柱的一侧的位移观测 桩一般采用旧钢轨制作，观测桩应埋入最大冻结深度（1.75m） 加 0.25m 以下；若是石质路基，需置于石质基床上，且埋深不得 小于 0.5m，并在观测桩四周焊接锚固钢筋（钢筋直径采用10 以上的圆钢筋，弯勾 180 度，螺纹钢时弯勾 90 度） ，再用 c18 级 混凝土包裹固定，混凝土外边至观测桩边不得小于 0.25m，观测 桩顶面必须高出轨面 10cm 左右，桥上线路利用人行道角钢栏杆 作为位移观测桩。 2、 观测标记设置： 在有接触网支柱一侧利用的接触网支柱的侧面与轨面等高处 做标记，没有接触网支柱一侧在钢轨轨底与轨面等高处做标记， 两处标记必须于两股钢轨标记位于同一位置，以确保能一次观测 两股钢轨的位移量。设置方法：单元轨节锁定后，应在当天列车 碾压三趟，扣件重新复紧后进行零点标识，即在钢轨轨腰处用油 漆作好标记。线路锁定之后，应每天进行观察，并认真填写无 缝线路钢轨位移量观测记录表 。 四、轨道框架刚度和线路阻力 4.1 轨道框架刚度 20 在线路上，用中间扣件把钢轨与轨枕联接起来的架体叫轨 道框架。 轨道框架的受力特点是钢轨、轨枕和道床群体受力。在温 度力的作用下，钢轨要发生伸缩，但是密集的扣件把它扣紧在轨 枕上，在扣件作用正常的情况下，钢轨的伸缩必然带动轨枕的位 移。而轨枕是置埋于道砟层中的，自身还有相当的重量，它要实 现位移，又必须克服其底部、侧面和端部与道砟产生的巨大的摩 擦阻力，从而反过来抵消了温度力的作用。这样轨道框架就抵制 了温度力导致的钢轨纵向位移 当钢轨的纵向位移受阻是时，未被抵消掉的温度力将寻找 线路薄弱环节释放出来，使轨道发生横向的弯曲变形。这时，轨 道框架又发挥其群体作用，阻止这种弯曲变形。 我们把轨道框架抵抗弯曲变形的能力叫轨道框架刚度。 4.2 轨道刚度的决定因素 （1）轨道刚度。钢轨本身具有抵抗弯曲的能力。越是重 型的钢轨，横截面积越大，刚度也就越大，形成的轨道框架的刚 度也就越大。 （2）中间扣件的强度和拧紧状态。中间扣件的强度越大， 拧得越紧，对钢轨的扣压力就越大，轨道框架的整体性就越强， 轨道框架刚度就越大。据测算，扣件拧紧产生的轨道框架刚度， 比两股钢轨本身的刚度之和还要大 50%以上。所以提高轨道框架 刚度的有效措施就是按规定的扭力矩拧紧中间扣件。 4.3 线路阻力 21 1、温度力和线路阻力的关系 线路阻止钢轨和轨道框架纵、横向移动的力叫线路阻力。 在无缝线路上，温度力和线路阻力是矛盾的统一体。无缝 线路因为锁定才产生温度力，反过来，温度力又必须靠强有力的 锁定产生的阻力来克服。温度力和线路阻力的大小相等，方向相 反。也就是说，温度力一经产生，就必须有相等的线路阻力去平 衡、克服它。线路阻力小于温度力，就会导致轨道的横向变形的 纵向爬行。所以，无缝线路“储备”的线路阻力，必须在最高、 最低轨温等最不利条件下都大于、至少等于温度力。无缝线路的 全部养护维修工作，都必须为了达到这要求。 2、线路阻力的分类分析 （1）纵向阻力：无缝线路阻止钢轨及轨道框架纵向阻力。 纵向阻力包括接头阻力、道床纵向阻力和扣件阻力。 接头阻力：钢轨或轨道要发生纵向位移，首当其冲的是接 头。接头阻力可以近似看成是钢轨与夹板之间的摩阻力。在允许 范围内，接头螺栓拧得越紧，钢轨与夹板之间的摩阻力就越大。 道床纵向阻力：当全部接头阻力都不足克服温度力时，道 床纵向阻力就开始发挥作用了。道床抵抗轨枕沿线路方向移动的 阻力叫道床纵向阻力。 道床纵向阻力有如下特点： 第一，道床纵向阻力的大小同线路状况有直接关系道砟材 料的优劣、道砟粒径及级配的合理与否、道床断面大小、道砟的 捣实程度、轨道框架的重量、道床的脏污程度等因素，都直接影 22 响道床纵向阻力的大小。不同线路的道床纵向阻力值互不一样。 第二，道床纵向阻力随着轨枕位移的增加而增长，但位移 达到一定值时，阻力就不再增加。通常采用轨枕位移 2mm 时的道 床纵向阻力作为计算常量。 第三，只有当扣件阻力大于道床纵向阻力时，钢轨才能带 动轨枕做纵向位移而产生道床纵向阻力。反之，扣件阻力小于道 床纵向阻力，钢轨就不能带动轨枕做纵向位移，道床纵向阻力将 不发挥作用。此时，随着轨温的进一步变化，钢轨 本身将沿垫 板做纵向位移，造成钢轨爬行。所以，无缝线路的中间扣件一定 要拧紧。 第四，道床纵向阻力的作用顺序是轨端向无缝线路的中部 渐次延伸，到最高、最低轨温、最大温度力为止。 扣件阻力：中间扣件和防爬设备抵抗钢轨纵向位移的阻力 叫扣件阻力。 横向阻力：线路横向阻力包括轨道框架刚度和道床横向阻 力。 道床抵抗轨道框架横向位移的阻力叫道床横向阻力。道床 横向阻力是阻止胀轨跑道、保持线路稳定的重要因素。 道床横向阻力与下列因素有关：道床纵向阻力、道床断面 大小、轨枕端部道砟的多少、轨枕盒内道砟的饱满和夯实程度、 轨枕重量和底部粗糙度等。增大道床肩宽提高道床横向阻力的一 个重要手段。 五、胀轨跑道 23 5.1 胀轨跑道的原因 胀轨跑道是轨道在钢轨温度力作用下发生横向弯曲变形的过程。 胀轨是轨道横向弯曲变形的初始阶段，而跑道则是轨道横向完全变形的最 终阶段。从理论分析和实践经验得知，无缝线路胀轨跑道的原因主要有以 下三个方面： 1、温度力过高； 造成温度力过高的原因是由于锁定轨温的降低。铺设时，长轨条 并不是处于自由状态，而是处于受力状态，即已存在初始纵向力。长钢轨 运至工地，卸车时轨温一般并非锁定轨温，工地焊接联合接头时又无温度 限制，当将 1000m-1500m 的长轨条拨入线路时，由于轨条中部很难伸缩， 实际上可能已经积存 5-6的初始温度力，造成了实际锁定轨温比名义 锁定轨温低 5以上。这样当轨温上升时，温度力将增大。 2、道床横向阻力降低； 线路维修作业如捣固、拨道、方枕、抽换轨枕等作业之后，短期 内道床阻力会降低，造成安全温升降低以致钢轨温升超过安全温升。维修 作业对道床横向阻力的影响见下表: 作业项目作业前扒碴捣固回填夯拍 道床横向阻力(n/ 根) 84807520544060006400 作业后降低百分数% -113362925 3、线路方向偏差超限。 24 5.2 防止胀轨跑道的措施 施工单位在施工过程中必须对上述造成胀轨的要素进行有效控制，才 能确保轨道状态稳定。 1、在铺设无缝线路时，尽量在低温时采用拉伸施工方法，采用拉伸 法所确定的锁定轨温，较通常施工时所确定的锁定轨温既准确又均匀，锁 定轨温降低的程度可得到一定缓解；如没有拉伸施工的条件，建议在设计 锁定轨温范围内取较高温度进行施工。 2、在铺设无缝线路时，要准确丈量轨长，准确合拢，按设计规定锁 定线路，及时埋设位移观测桩并做出观测记录； 3、保持无缝线路设备状态良好，保证线路有足够的抵抗轨道弯曲变 形的能力和稳定性。横向道床阻力是保持无缝线路稳定最重要的有效因素， 道床断面的几何尺寸应符合设计标准，并使道床保持丰满，密实。混凝土 枕扣件应齐全，并经常保持状态良好，使之达到紧、密、靠、正、润的要 求。 4、根据季节特点、线路状态和锁定轨温合理安排无缝线路维修计划， 高温季节不要进行影响线路稳定性的作业，冬季作业要注意钢轨长度的变 化引起锁定轨温下降。 5、无缝线路的养护维修严格遵守铁路线路修理规则有关作业轨 温条件的规定。 6、在气温到达 35及以上或维修作业期间和作业之后数天内，应加 强巡道次数，认真监视线路方向变化，以便迅速采取措施。 5.3 胀轨跑道的处理 25 1、养护维修作业中，若发现轨向、高低不良，起道、拨道省力，枕 端道碴离缝，必须停止作业。这些现象都是胀轨跑道的预兆，如不停止作 业进行处理，则有发生胀轨跑道危及行车安全的可能。 2、发生胀轨跑道后，可采用浇水法降低钢轨温度。轨温降低后方可 拨道。曲线地段拨道只能上挑，不宜下压。拨道后捣鼓道床，并对道床侧 面进行夯拍，限速放行列车，并派专人看守，待轨温降至接近锁定轨温时， 再整正线路和恢复常速。 跨区间无缝线路是轨道结构技术进步的重要标志, 是实现轨 道结构现代化的最佳选择, 它以无可非议的优越性得到各国铁路 的承认。它具有轨道结构强度高、行车条件好、无缝线路工况佳、 养护维修材料和劳力消耗少的优点。跨区间无缝线路与普通无缝 线路的基本原理是一致的, 因此, 普通无缝线路的设计计算、施 工养护的理论和方法, 也适用于跨区间无缝线路。然而, 跨区间 无缝线路作为一种新型的轨道，在其结构条件、受力状态、及施 工养护等方面也有其新的特点。加强跨区间无缝线路的养护与维 修工作保证行车安全、充分发挥效能的关键。 六、无缝线路的养护 6.1 铺设前的线路整修工作 无缝线路铺轨之前的整修工作是列车安全运行的基础, 是跨 区间无缝线路发挥效能的关键, 因此必须认真做好此项工作。该 项工作应于铺轨前不少于 15 天完成, 整修工作的主要内容有: 1、全面起好线路大平, 消灭前后高低和水平不良处所, 要 求特别注意消灭低接头, 对现有接头位置, 在轨枕上作出标记, 以便换轨后加强捣固。 26 2、全面拨正线路方向, 拨好曲线园度, 消灭曲线“鹅头” 和反弯, 测量调整线路限界。 3、整治路基病害, 清筛不洁道床, 消灭翻浆冒泥, 解决岔 区排水。 4、翻修基础不良道口, 疏通排水, 加强捣固, 做好几何尺 寸。 5、均匀、补充道碴, 村镇行人过道及桥头道床要采取挡护 措施。 6.2 加强铺设初期的整修工作 搞好铺设初期的线路整修, 是发挥无缝线路优越性的基础工 作,必须高度重视。初期整修工作的主要内容有: 1、全面加强线路: 要组织力量, 及时安排以起道、拨道、 改道、封碴和夯拍道床为主要内容的全面整修工作, 使无缝线路 尽快得到加强和稳固。 2、成段综合整修扣件:在接管线路后, 首先安排全面复紧一 次轨枕扣件, 以锁定线路。之后,要按照“全、正、靠、润、紧” 的标准进行扣件整修, 同时改正轨距和不良方向, 要组织专业组, 逐根整修, 按公里验收。 3、整治钢轨原始弯曲: 新铺钢轨存在大量原始弯曲, 其中 包括活弯和死弯。应组织专业组采用“一拨”( 拨正不良方向) ; “二改”( 改正轨距和不合适扣件) ; “三串”( 串动影响扣件 组装的轨枕) ; “四调”( 调直死弯) 的方法, 整治钢轨原始弯 曲, 调直死弯的工作可集中进行, 作业时轨温不得低于 35。 27 4、进行应力放散: 对锁定轨温偏高或偏低的地段, 应制定 施工方案, 适时进行应力放散或调整。 6.3 线路养护维修 养护维修工作中应严格控制锁定轨温变化, 进行无缝线路养 护维修作业, 必须测量和掌握轨温, 观测钢轨位移, 按实际锁定 轨温安排作业, 并严格遵守无缝线路维修作业轨温条件”和“两 清、三测、四不超”制度。定期做好无缝线路锁定工作, 保持无 缝线路经常处于稳定状态;养护维修工作中应注意强化轨道整体 结构, 要注重做好补充均匀道碴、堆高碴肩、夯拍道床、整修扣 件、复紧螺栓等提高线路阻力的作业,以及进行必要的设备加强 工作, 强化轨道整体结构, 提高轨道抗变形的能力; 养护维修工 作中应保持轨道的平顺性, 在养护维修工作中, 要坚持设备检查 制度, 根据实际状态安排作业计划, 要注重整治道床板结翻浆、 轨枕空吊板、轨向不良及几何尺寸超限等方面的作业, 并有计划 地安排钢轨打磨、焊补及整治死弯等修理作业, 努力提高轨道的 平顺性。 无缝道岔养护维修工作应严格控制锁定轨温变化: 每一个岔 区为一个单元轨节, 应加强岔区的锁定工作, 保持锁定轨温变化 不得超过5; 要经常检查防止道岔纵爬横移, 要经常保持道 床断面, 切实做好扣件养护, 及时消除道床翻浆、排水不良、几 何尺寸超限等病害, 提高线路阻力, 达到下部稳、上部准、纵不 爬、横不移; 必须保证保持道岔整体结构性能, 要加强检查、养 护工作, 保证各部配件齐全、有效, 经常处于正常工作状态。 6.4 故障处理 28 1.无缝线路胀轨跑道的防治及处理认真执行铁路线路修理 规_则及铁路工务安全规则中有关胀轨跑道的处理方法及 防护办法,做到正确判断、适时防护, 确保行车安全。凡发生胀 轨预兆或胀轨跑道的地段, 均应组织技术人员进行全面调查分析, 查明原因, 详实登记表、卡, 并做好善后处理工作, 恢复原无缝 线路状态, 核实锁定轨温, 以及制定防范技术措施。进行紧急和 临时处理时, 应测量断缝宽度, 并在断缝两侧各 3.5m 处的轨头 非工作边上冲打标记。进行永久处理时, 要丈量两个标记间的距 离, 经计算与原锁定轨温相比不大于3时, 可直接焊复, 按 原锁定轨温掌握; 否则, 应放散应力后再行焊复。每次断轨处理 后, 均应详实登记有关表、卡, 以及制定防范措施。 2.无缝道岔的故障处理无缝道岔中尖轨、辙叉及钢轨发生重 伤或磨耗需要更换时, 应直接进行永久处理; 当尖轨、钢轨损坏 时, 可临时更换普通尖轨、钢轨, 采用夹板联结、冻结接头; 当 可动心轨辙叉损坏时, 在岔枕上更换一组特制垫板, 换入一根短 轨( 长度 13.26m) , 两端用夹板联结、冻结接头, 开通直股, 限速 25km/h。在以上采取临时措施后, 应尽快安排进行永久处 理; 当焊缝发生重伤时, 可先用夹板加固、而后进行永久处理; 当焊缝发生折断时, 可先锯切掉焊筋或折断部, 插入长度 4.8m 的短轨, 用普通夹板或插入短轨头用长孔夹板联结, 并根据现场 情况决定开通时是否限速。 3.胶接绝缘接头的故障处理当胶接绝缘接头拉开离缝时, 应 立即拧紧胶接绝缘接头两侧各 50m 线路的扣件, 并尽快安