无缝线路滚筒法应力放散施工工法

1、无缝线路滚筒法应力放散施工工法工法编号：RJGF（闽）-79-2010完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司主要完成人：钱寅星 洪德松1 前 言1.0.1 客运高速和货运重载是当今世界各国铁路发展的两大趋势。高速铁路要求轨道具有高平顺性和高稳定性，而钢轨的焊接质量则是影响无缝线路平顺性和强度的主要因素之一。随着国民经济和社会的不断发展，我国提出了实现铁路跨越式发展的奋斗目标。提高钢轨的焊接接头质量对于保证高速铁路的列车安全、舒适、平稳地运行非常重要。在客运专线铁路轨道工程施工中，无缝线路应力放散是使钢轨达到自由伸缩状态的重要过程，中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2008年在昌九城际

2、铁路、西环铁路、武发客车联络线铁路的施工中，针对这一工艺进行了有针对性的研究和探讨，形成了无缝线路应力放散施工关键技术，并总结形成本工法。1.0.2 本工法的关键技术经中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司科学技术委员会审定通过，经福建省科学技术信息研究所查新，本工法的关键技术达到国内先进水平，所编写的工法达到国内领先水平。本关键技术主要包括：一是无缝线路零应力控制工艺；二是无缝线路拉伸或锯轨的控制；三是应力放散的锁定工艺。1.0.3 本工法获得中铁二十四局集团有限公司2009年度科技进步二等奖。1.0.4 本工法由中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2008年在昌九城际铁路施工中首次应用，随后

3、在工程建设中得到进一步推广和完善。2 工法特点2.0.1 本工法施工速度快，作业效率高。2.0.2 本工法需要设备少，施工方便。3 适用范围本工法可以应用于区间无缝线路以及跨区间超长无缝线路的应力放散、线路锁定作业时，根据测量轨温判断，当轨温在设计锁定轨温范围内时采用。4 工艺原理应力放散、线路锁定是将已经达到初期稳定状态的线路，重新松开扣件、支起钢轨、垫上滚筒、使钢轨自由伸缩状态或自由伸缩后再强制拉伸，放散掉钢轨内的附加应力和温度力，使钢轨处于设计锁定轨温时应力为“零”状态。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工工艺流程如图5.1所示。施工准备拆除扣件垫放滚筒放散应力做位移标记计

4、算拉伸量、锯轨量钢轨拉伸锁定设置位移观测标记应力放散锁定图5.1施工工艺流程5.2 操作要点5.2.1 施工准备 测定轨温，只有当施工作业时轨温在锁定轨温范围内时，方可使用本工法。5.2.2 拆除扣件1 每2人配合，负责50m钢轨扣件的拆除和安装，在所负责范围内使用工具从始端向末端顺序拆卸。2 弹条、轨距块摆放在钢轨两侧的枕肩上，轨距块号码摆放正确。如有破损或丢失及时更换。3 在拆除弹条时拆除前一已锁定单元轨节30m的扣件，避免在焊头处产生应力集中。5.2.3垫放滚筒1 用起道机支起钢轨，每隔1215m垫放一个滚筒，保证钢轨目视平顺。2 检查轨下橡胶垫板有无破损及其上有无石屑。5.2.4 放散

5、应力在单元轨节适当位置安装撞轨器，撞轨器同时撞轨配合放散，直至钢轨伸长出现反弹现象即判定钢轨达到零应力状态。5.2.5 做位移标记每100m做一个临时钢轨拉伸位移观测标记，以便观测钢轨的位移量。及时排除影响放散的障碍，达到应力放散均匀、彻底。5.2.6 计算拉伸量、锯轨量1 测量单元轨节始、中、末端轨温，取其平均值作为单元轨节的轨温。2 计算轨温： T0 =（T始+T中+T末）/3 （5.2.6-1）3 计算拉伸量： L =（T锁- T0）L （5.2.6-2）式中：L钢轨拉伸量（单位：mm）钢轨钢线膨胀系数，为0. 0118/。L单元轨节长度（m）T0实际轨温()T锁设计锁定轨温()4 计算

6、锯轨量：S=L+ （5.2.6-3）式中：S实际锯轨量（mm）预留轨缝（mm）L钢轨拉伸量（mm）5.2.7 钢轨拉伸锁定1 在单元轨节始端将钢轨拉伸器安装好。2 撞轨器撞轨配合拉伸，各位移观测标记点观测人员向始端技术人员报位移量，确保钢轨拉伸量均匀。3 当始端拉伸到计算拉伸量时，开始落钢轨、锁定。4 靠近钢轨拉伸器的一组逐个安装弹条；其他组先隔5根轨枕上一对扣件，然后分别按间隔2根轨枕、间隔1根轨枕补上扣件。5 单元轨节始端的锁定焊接开始进行。锁定焊采用接触焊机进行。5.2.8 设置位移观测标记线路锁定后，在钢轨上设置纵向位移观测的“零点”标记，按规定开始观测并记录钢轨位移情况。位移观测桩处

7、换算200m范围内相对位移量不得大于10mm，任何一个位移观测桩处位移量不得超过20mm。5.2.9 应力放散锁定1 单元轨节应在道床达到初期稳定阶段，方可进行线路应力放散工作。应力放散，必须做到匀、准、够。2 线路应力放散前应掌握当地轨温变化情况，根据轨温变化规律，合理选定施工时间及计划锁定轨温，单元轨节锁定前应按设计要求设置好位移观测桩。3 应力放散时，每隔150m或100m设一个位移观测点，观测放散时的钢轨位移量，应力放散应均匀。4 重新设定锁定轨温后，任何一点的实际零应力轨温值，都应落在设计允许锁定轨温范围内。5 放散必须进行匀的检验，确认均匀后才算完成放散任务。6 两股钢轨宜同步锁定

8、，线路锁定后才能撤除拉伸器。7 曲线上内股钢轨的锁定轨温不高于外股的锁定轨温。8 锁定轨温应控制在设计锁定轨温允许范围内，锁定时必须准确确定并记录锁定轨温。左右两单元轨节锁定轨温差不大于5；相邻两段单元轨节锁定轨温之差不大于5；5.3 劳动力组织本工法劳动力需求见表5.3。表5.3 劳动力组织一览序 号工序名称技工人数普工人数1施工准备4102拆除扣件43垫放滚筒44放散应力425做位移标记46钢轨拉伸锁定67设置位移观测标记428应力放散锁定66 材料与设备6.1 材 料本工法所需材料如表6.0.1：表6.0.1 材料表序号材料名称类型单位数量1观测桩钢筋混凝土桩根2钢筋14-16mm根3毛

9、笔根4油漆盒6.2 设 备本工法所需用机具设备如表6.0.2表6.0.2机具设备一览表序号机械设备名称规格型号单位数量1钢轨拉伸器YLS-900型台22撞轨器JGP50 3kw台23电动锯轨机QG3-3kw台24滚筒根5轨温计SGW-3型个6工地焊接设备套7 质量控制7.0.1 施工时应严格执行以下标准、规范：1 钢轨焊接接头技术条件（TB/T1632）。2 客运专线铁路轨道工程施工技术指南（TZ211）。3 客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）。7.0.2 位移观测桩设置1 设置原则。位移观测桩设置应符合规定，必须预先埋设牢固，在单元轨节两端就位后立即进行标记，

10、标记应明显、耐久、可靠。单元轨节起终点的位移观测桩宜与单元轨节焊接接头对应，纵向相错量不得大于30m。道岔区及伸缩调节器的位移观测桩必须设置准确。成对的位移观测桩连线应垂直于线路方向。2 设置位置。线路和道岔均按单元轨节设置位移观测桩，设置规定及位置参照长轨单元轨节布置设计图进行。3 位移观测桩编号。位移观测桩按按里程前进方向顺序编号，编号方法为“X-X，横线前数字为单元轨节的顺序号，横线后为单元轨条内的桩号。编号均以阿拉伯数字标注，并在桩号右上方标“#”号。现场的编号应标记清晰、耐久。4 位移观测桩埋设位置及尺寸。位移观测桩是无缝线路养护的重要标志桩，现场灌注钢筋混凝土桩，方桩截面为100m

11、m×100mm，圆桩直径为100mm，中心预埋14-16mm钢筋，钢筋露出顶面5mm，长度不短于300mm，上刻拉线槽口，槽口深度不小于1mm。桩顶高出轨面50-200mm。5 路基上的位移观测桩横向：观测桩在区间埋设在路肩上，距道碴坡脚和路肩边缘均应大于300mm；纵向：均采用均匀相对式方法布桩。6 站内和站台侧可在站台墙上设置，桥上位移观测桩可就近利用接触网基础杆及桥梁挡碴墙设置，标记必须稳固、耐久、可靠、便于观测。8 安全措施8.0.1 在施工过程中应严格遵循以下标准、规范： 1 铁路工程施工安全技术规程（TB10401.1，TB10401.2）。2 建筑机械使用安全操作规程（

12、JGJ33）。8.0.2施工过程防止机械伤害。9 环保措施9.0.1 本工法施工影响主要涉及废弃物、噪声污染及热污染二个方面，应采取相应的防治措施。 9.0.2 施工现场废料处理措施 施工现场废料及垃圾采取集中堆放，统一处理，防止对环境造成污染。9.0.3 降低热污染的措施 施工地点选择通风处，选择在温度较低时施工。9.0.4 降低噪声污染的措施 合理安排作业时间，避免夜间施工，使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。10 效益分析10.0.1 社会效益我国铁路列车速度与轴重不断增加，从而对线路的要求越来越高，未来需要铺设大量的无缝线路。本工法解决区间无缝线路以及跨区间超长无缝线路的应力放散、

13、线路锁定作业的施工课题，具有良好的社会效益。10.0.2 技术效益本工法满足客运专线铁路轨道工程施工技术指南（TZ211）和客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号）的技术要求，具有良好的技术效益。10.0.3 经济效益该工法设备简单，施工速度快，在技术上进行了改进与优化，合理安排了施工工序，安全优质地完成了工程施工，平均每公里节约施工成本2200元，具有较好的经济效益。11 应用实例11.0.1 工程实例1新建南昌铁路西环线从乐化站九龙端K1426+000引出，沿京九铁路西侧南下，于DK1481+000上、下行分修呈扇型相向而行，下行线跨过京九铁路至其左侧，上、下行线

14、分别与北环灯泡线相切，利用北环线接入向塘站至本次设计终点。本工程项目铺架范围为铁路南昌枢纽新建西环线一标(K1426+000DK1463+458.3)。主要工程项目有：正线铺轨74.92Km，站线铺轨2.4Km，铺道岔组；架24mT梁38孔，架32mT梁548孔，共586孔。本工程的区间无缝线路应力放散采用本施工工法，施工时间2008年11月至2009年3月，质量合格率100%。11.0.2 工程实例2昌九城际铁路铺架工程，施工区段为庐山至乐化，DK17+326.8DK108+905.24DK1422+200段和DK1422+200DK1427+291.02段，线路正线长度96.6602Km。联络线LDK1424+200LDK1430+200线路长度6Km。工程共有：庐山、德安、共青城、永修、乐化东5个车站，正线道岔有45组：其中18号道岔（专线4245A）41组， 30号单开道岔4组（SC（98）206）；大中桥梁34座，总长31.829Km，隧道两座，全段铺设有砟轨道。本工程的区间无缝线路应力放散采用本施工工法， 施工时间2009年4月5日至2009年8月，质量合格率100%。11.0.3 工程实例3武九客车联络线，起始里程为DK1+300DK