无缝线路在养护维修中存在的问题与解决方案

发表时间:2019/8/15   来源:《信息技术时代》2018年12期   作者:朱乐
[导读] 无缝线路是改善轨道结构的重要技术变革,它消灭了钢轨接头,从而提高了行车的平稳定和舒适性。随着目前无缝线路的应用和不断发展,铁路运输对无缝线路的稳定性、温度力计算等理论提出更高的要求,无缝线路养护维修过程中遇到的各类问题和解决方法也不断得到优化。

(中国铁路总公司兰州局集团公司银川工务段)

摘要:无缝线路是改善轨道结构的重要技术变革,它消灭了钢轨接头,从而提高了行车的平稳定和舒适性。随着目前无缝线路的应用和不断发展,铁路运输对无缝线路的稳定性、温度力计算等理论提出更高的要求,无缝线路养护维修过程中遇到的各类问题和解决方法也不断得到优化。

关键词:无缝线路;锁定轨温;岔区无缝化

 


前言:

近年来,我国铁路铺设和运行里程明显增多,无缝线路已成为主要的轨道

1.日常维修作业过程中改变锁定轨温的一些作业行为:

1.1高温季节进行应力放散,在气温降低时没有及时进行应力收散,容易造成断轨现象发生 。由于高温时段钢轨始终处在“膨胀”状态,此时对钢轨进行锁定,在气温降低时钢轨收缩,极易在薄弱(焊缝或伤损)地段发生断轨。

1.2在低温季节进行换轨施工时,对钢轨未进行拉伸作业,容易造成在高温时线路胀轨。由于低温时段钢轨处在“收缩”状态,如果不将其拉长到设计锁定轨温所要求 的长度条件下,在高温季节如果道床及扣件阻力不达标 时,极易发生线路胀轨问题出现。

1.3在日常维修动道过程中,没有严格按照扣件扭矩要求锁定线路,导致线路扣压力不足,势必会造成钢轨的自由伸缩。无缝线路扣件阻力必须要大于道床纵向阻力(小阻力扣件地段除外),才能有效将钢轨温度力传递至道床,防止钢轨自由爬行。

1.4在冬季低温抑或夏季高温时段插入短轨作业,均会造成无缝线路局部应力改变,对线路锁定轨温进行破坏。插入短轨地段的锁定轨温与相邻轨条的锁定轨温间存在温度应力“台阶”,导致温度应力分布不均匀。

1.5高温季节轨距精改等作业过程中,没有严格按照无缝线路作业轨温要求松卸扣件,单股(里外)连续松卸扣件超过6套,导致局部应力集中,连续小碎弯较多。

2.更换长轨条中存在的一些问题。

2.1更换长轨条拉伸中始端固定段实际锁定轨温偏低问题。当日因焊轨遗留的固定段约50m实际锁定轨温偏低,相当于低温插焊短轨,该段钢轨夏季压应力过大,长期以来依靠列车碾压的办法无法完全做到应力均匀。

2.1.1施工范例:

某单元轨条长L=400m,当日作业轨温为5℃,设计锁定轨温为25℃。

则理论拉伸量l=0.0118*20*400=94.4mm但日常作业时由于接头焊轨影响,对轨条一端长度50m60m范围内的扣件进行提前锁定,一些车间为了焊缝保险,锁定甚至更长,这样造成的后果是由340米长度的钢轨对总拉伸量94.4mm进行消耗,而前面锁定的60m锁定轨温实为5℃,后面340米锁定轨温为为28.5℃(如下图所示)。

一是拉伸过程中应尽量均匀,必须配合使用撞轨进行,应在轨底与承轨台间使用滚筒。拉伸前要做好合拢准备工作,最好采用一端拉伸,一次到位的方法。二是拉伸段合拢以后,锁定端应松开而后复拧,如果施工条件不允许,在固定端过低温差锁定后要对锁定轨温进行调整。

2.2临时插入短轨前,应在插入短轨前后拧紧各50m的扣件,并在接头两侧轨头非工作边做出标记,标记距离距短轨两侧接头各不少于4m,并准确丈量切除钢轨的长度、标记长度和轨温作好记录。短轨焊复时,首先测量原标记长度,检查是否发生变化,然后进行焊复。冬季低温和夏季高温更换重伤等作业时插入短轨。按照《修规》要求,在插入短轨两端应做好标记,采用铝热焊时要考虑预留轨缝,先焊好一端,焊接另一端时要张拉到位后再进行焊接等要求,都是为了处理断口两端钢轨能恢复到原来位置,保持锁定轨温基本不变。

2.3对于连续插入短轨地段,采用铝热焊接恢复无缝线路结构后,必须安排应力放散工作。高温季节切除原轨条后焊接的地段;低温季节插入短轨,后期焊接造成原轨条锁定轨温不均匀的地段,须做好记录,待轨温合适时进行应力调整。

2.4滚筒配合撞轨法或是滚筒配合拉伸法,均是为了保证放散过程中克服钢轨阻力,使钢轨自由伸缩。因此在撞轨时因合理的选取撞轨点,使各点的实际拉伸量尽量靠近理论值。

3.应力放散量计算存在的一些误区

应力放散施工计算放散量时,认为锁定轨温台帐准确无误,用目标锁定轨温之间的温差计算放散量指导应力放散施工,实际上应该按照《修规条文说明》的要求,在使用滚筒结合拉伸器配合撞轨法进行应力放散施工时,应采取轨条自由状态下的轨温与目标轨温的温差计算放散量,这样应力放散施工更加准确。

4.岔区无缝化后的遗留的问题及整治情况

4.1.无缝道岔限位器预留间隙设计问题。限位器是道岔尖轨与基本轨传递应力非常重要的结构,应该在标准的锁定轨温条件下保证限位器子母块居中,这样在温度上升或者下降的过程中限位器间隙发生变化,限位器前后顶死时进行应力传递。现阶段作业时,现场普遍存在这样的现象:作业轨温不在锁定轨温偏差范围内,作业人员直接让限位器居中(限位器前后间隙各7mm)。

4.2道岔无缝化后产生的一些病害不易整治

一是低温无缝化的道岔高温期间出现小碎弯、高温无缝化的道岔在低温存在断轨风险,因此无缝道岔必须安排进行应力调整,这个和无缝线路是一样的。二是无缝化后合金钢叉心拼装缝拉开问题比较突出(冬天拉开、夏天恢复),拼装缝一旦拉开必将造成叉心横螺栓承受剪力,一旦拼装缝拉开较大有可能造成螺栓松动、折断。

结论:

无缝线路锁定轨温的大小,直接关系着钢轨内部温度应力的分布情况,同时也决定着日常维修作业的作业轨温,因此管好无缝线路,基础就是管好锁定温度。无论应力放散还是应力调整,是把没有在设计允许的锁定轨温范围内进行锁定的无缝线路,以及运营中锁定轨温发生变化的无缝线路,经过放散和调整后重新锁定,防止线路胀轨或者断轨问题发生。无缝线路放散必须做到匀、准、够的要求,重新锁定轨温后,线路任何区段的实际零应力轨温值,都应该落在设计锁定轨温范围内,假如放散总量达到,而放散量不均匀,在接头或焊缝处就存在薄弱处所。

参考文献

[1]广钟岩,高慧安.[铁路无缝线路][M].北京:中国铁道出版社,2005:16-139.

[2]王平,刘学毅.[无缝道岔计算理论与设计方法][M].成都:西南交通大学出版社,2007:54-61.



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