维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第１期（总第１５８期） 安徽 建筑 ７３ 壹蘧 缝 跑道 望 墅 堡 Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｒａｉｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｅｘｃｅｌ－ｏｕｔ ａｎｄ Ｂｒｅａｋａｇｅ ｉｎ Ｊｏｉｎｔｌｅｓｓ Ｒａｉｌ ａｌｏｎｇ Ｒａｉｌｗａｙ Ｑｉｎｇｈａｉ－Ｘｉｚａｎｇ 沈 志，薛建美 （中铁四局集团第七工程有限公司，安徽合肥２３００１１） 摘要：无缝线路以其优越的性能将逐步代替普通线路成为铁路发展的必然趋势，但它出现的胀轨、跑道和断轨的病害也极其巨大。文章结合青 藏铁路西（宁）格（尔木）二线现场施工实践。对无缝线路胀轨、跑道和断轨的原因进行分析，提出其预防及处理措施。 关键词：无缝线路；胀轨；跑道；断轨；预防；处理 中图分类号：Ｕ２１ ３．９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ＯＯ７—７３５９（２ＯＯ８）Ｏ１－００７３－０２ Ｓｈｅｎ Ｚｈｉ ｅｔ ａｌ ｆｒｈｅ Ｓｅｖｅｎｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ，．Ｌｔｄ，ｏｆ ＣＴＣＥ Ｇｒｏｕｐ，Ｈｅｆｅｉ ２３００１ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｊｏｉｎｔｌｅｓｓ ｒａｌｌ ｗｉｌｌ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｓｕｐｐｌｎａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎ ｒａｉｌｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂｕｔ ｒａｉｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｅｘｃｅｌ—ｏｕｔ ｅｖｅｎ ｂｒｅａｋａｇｅ ｉｎ ｉｔ ｗｉｌｌ ｂｒｉｎｇ￣ｅｍｅｎｄｏｕｓ ｈａｒｍｓ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｉｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｉｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｘｉｎｉｎｇ－Ｇｅ’ｅｍｕ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ａｂｏｖｅ ｎａｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆｒ ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｎａｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｍ， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｊｏｉｎｔｌｅｓｓ ｒｉａｌ ｉｎ ｒａｉｌｗａｙ ｔ ｒａｉｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ；ｒａｉｌ ｅｘｃｅｌ－ｏｕｔ；ｒａｉｌ ｂｒｅａｋａｇｅ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ０前言 无缝线路锁定及维修时，违章进行作业，如扒道过长，起道 青藏线是我国具有划时代意义的一条铁路，中铁四局施工 过高，连续松开扣件过多等，都会造成降低道床横向阻力过大， 的青藏线西格段（西宁一格尔木）增建二线应急工程ＩＶ标段 加大胀轨、跑道的危险陛。无缝线路设备状态不良，如道床断面 （Ｋ５９０＋７００～Ｋ６６１＋９００）管段全长７１．２ｋｍ。利用厂焊５００ｍＰ６０ 尺寸不足，轨枕盒内石碴不饱满、不密实、不清洁，尤其是轨枕 钢轨、１１Ｉ ａ型混凝土轨枕、１０．９级螺栓一次性铺设无缝线路长度 端头外露，都将削弱道床横向阻力，增加了胀轨、跑道的危险 达１４２．６ｋｍ。该标段地处西北高原地区，夏季酷热，冬季严寒， 性。 地质复杂，昼夜温差大（本标段最高温差达４２￣Ｃ），施工难度大。 １．３轨道原始弯曲变形增大，轨道框架刚度下降 笔者结合青藏铁路西格二线现场施工实践，对无缝线路胀轨、 无缝线路的长钢轨在运输和铺设过程中，因作业不当而引 跑道和断轨的原因进行分析，提出其预防及处理措施。 起原始弯曲变形增大，原始弯曲长度越大，线路稳定性越低，现 １胀轨、跑道的原因分析 场的实际情况和理论计算都证明，线路发生胀轨、跑道大多出 １．１降低锁定轨温，加大温度应力 现在轨道原始弯曲处。这一点应特别注意，应及时整治钢轨硬 在西格二线应急工程铺设的无缝线路是厂焊５００ｍＭＵＰ６０ 弯，经常保持线路大平及方向良好。轨道框架刚度则是保持轨 钢轨，现场再将５００ｍ长轨条焊接成单元轨节，铺设无缝线路 道稳定的重要因素。轨道框架刚度是两根钢轨的刚度和钢轨与 时，由于种种原因未能完全按设计锁定轨温铺设，造成低温锁 扣件联结刚度的总和。其中，节点刚度与轨枕类型及钢轨扣件 定。在合龙口时，有时因计划不周，钢轨长出一定值，采用撞轨 的牢固程度有密切关系，扣件的扣着力越强，框架刚度就越大。 办法合龙口，这样钢轨在未锁定前就承受了预压应力，相当于 因此，要求经常拧紧扣件螺栓，以硫磺锚固螺栓以增大轨道框 降低了锁定轨温，如果锁定轨温偏低，钢轨在高温时承受的温 架刚度，提高线路的稳定性。 度应力就会增大，容易引起胀轨、跑道；在冬季，无缝线路于固 ２防止胀轨、跑道的措施 定区的钢轨折断，断缝处温度力降低为零，断缝两端钢轨收缩， ２．１锁定轨温 形成断口。若断轨于低温时焊接修复，高温时就会在断缝处出 无缝线路的铺设及养护维修时，要正确测定并掌握锁定轨 现很大的温度压力，使线路丧失稳定，产生胀轨、跑道；另外，无 温，锁定轨温是控制温度力的关键，必须正确详实，如发现固定 缝线路由于爬行不均匀，某段钢轨产生相对压缩变形而增加附 区钢轨长度有变化，应及时把它换算成轨温变化，改正锁定轨 近压力，即相当于降低了锁定轨温，高温时该段钢轨内的温度 温。 压力就会增大，容易引起胀轨、跑道。 ２．２提高道床横向阻力 １．２道床横向阻力降低 道床必须保持均匀、饱满、坚实、清洁，必要时还可以适当 增加道床肩宽度和堆高碴肩等措施，来提高道床的横向阻力。 收稿日期：２００７－０８—０６ ２．３提高线路设备及维修质量 作者简介：沈志（１９７５－），男，江西宁都人，毕业于长沙铁道学院，学士。 工程师。国家一级注册建造师。 采用重型轨枕和混凝土轨枕，可以提高无缝线路的稳定 性；采用扣压力较强的弹条扣件，可增加轨道框架刚度与线路 维普资讯 http://www.cqvip.com ７４ 沈 志等 青藏铁路无缝线路胀轨、跑道和断轨问题预防及处理 第１５卷第１期 防爬锁定能力；在养护维修过程中，应经常使扣件与防爬设备 保持紧固状态，消灭失效轨枕，确保线路稳定。 ３胀轨、跑道后的处理 发现胀轨、跑道后，应根据具体情况采取不同的处理方法： 在维修作业时，如发现起道省力，拨道拨不动，轨向、高低临时 有变化即为胀轨预兆现象，应立即停止作业，并迅速采用回填、 夯实道碴、堆高碴肩恢复线路，必要时采取浇水降温等措施，加 强横向阻力，防止跑道。按规定设置停车信号，及时通知邻近车 站扣发列车，并通知邻近工区，同时对胀轨两端线路加强防爬 锁定。 ３．１浇水降温法 浇水范围应根据发生胀轨跑道的线路长度和当地轨温确 定，并从故障范围以外两端各５０ｍ—ｌＯＯｍ开始＇由两端向中间、 由外往内逐渐浇水。轨温下降后，随即进行拨道，恢复线路原 位，夯实道床，必要时，补充石碴。开通线路时限速慢行。 ３．２拔曲线法 如附近无水源，或浇水降温不奏效，若地形许可，可将轨道 顺胀轨跑道的波形拨成半径不小于２００ｍ的曲线。如果拨成反 向曲线时，两曲线的夹直线长度不得小ｌＯｍ。拨道时，以先拨中 间后拨两端为宜。拨道后，立即回填石碴，加强道床夯实，整修 扣件，容许以５ｋｍ／ｈ的速度放行列车，并派人看守。待轨温下降 后，复原线路，恢复正常行车速度。双线并行地段拨道时，应考 虑双线线间距的要求。 ３．３切割放散法 困难条件下处理胀轨路道，可用乙炔切割钢轨，松开扣件， 放散应力，然后用夹板和急救器加固，限速５ｋｍ／ｈ开通线路。对 用乙炔切割及烧孔的钢轨，应派人昼夜监视，并须在２４ｈ内锯 轨、钻孔重新处理。 ４钢轨断裂原因分析 从现场施工实践来看，钢轨断裂原因主要有以下几种情 况：①锁定轨温偏高、列车轴重大、行车速度较高的线路上，断 轨发生率较高，且断轨次数与累计通过总重量有关，绝大多数 是由钢轨疲劳伤损引起；②铺设线路的枕木型号较低，使得线 路稳定性降低所引起的钢轨焊缝断裂次数增多，约占钢轨断裂 总数的８０％；③在每年的１１月、１２月、１月这段时间内，钢轨焊 缝断裂次数较多，约占钢轨断裂的９０％，这是因为大部分有缺 陷的钢轨焊缝其强度已不能承受降温所产生的温度拉力，特别 是铝热焊缝，其疲劳强度、冷弯强度及硬度均较气压焊缝或接 触焊缝低，质量受操作工艺的优劣影响较大，冬季断裂较多，断 裂的时间多发生在早晨４ １０点之间；④曲线地段比直线地段 钢轨断裂次数较多，前者约为后者的４倍；⑤线路维修质量不 良，造成线路坑洼、爬行，轨枕不方正等线路不平顺，会引起钢 轨动弯应力加大，导致钢轨断裂。 ５防止钢轨断裂的措施 ①加强钢轨探伤，提高焊接质量。入冬前，应加强对铝热焊 缝的探伤检查，鉴别伤损类型，作出标记，注意观察。同时要不 断改进焊接工艺，用小型气压焊取代现场铝热焊，提高焊接质 量。对焊接质量不高的焊缝，装上急救器，以策安全。 ②加强养护维修，提高线路质量，消灭线路上存在的空吊 板、三角坑、扣件松动、轨枕失效及线路爬行等病害。修整道床， 补充石碴，方正焊缝两侧轨枕，整修混凝土轨枕大小胶垫，保持 线路弹性均匀，以减小列车对焊缝的冲击作业。对有严重质量 缺陷的焊缝，必须锯掉重焊，保证焊缝质量。焊接长钢轨应保持 轨面平顺，用ｌｍ直尺测量，最大矢度超过０．５ｍｍ时，应及时进 行打磨整修。 ６钢轨断裂后的处理 ６．１紧急处理 当断缝小于５０ｍｍ时，立即在断缝处装上鼓包夹板和急救 器，派人看守，限速５ｋｍ／ｈ放行列车。如断缝小于３０ｒａｍ时，可 按１５ｋｍ／ｈ ２５ｋｍ／ｈ的速度放行列车。在钢轨上钻孔，上好夹 板，并随即在断缝两侧各５０ｍ范围拧紧扣件，按伸缩区要求， 加强防爬设备锁定线路，然后适当提高限制速度。 ６．２临时处理 当断缝折损严重或拉开大于５０ｍｍ时，即不能及时原位焊 复或焊接短轨，应采取临时处理。首先封锁线路，锯掉断缝两侧 各一段钢轨，锯口距断缝不得小于ｌｍ，插入４．５ｍ带孔短轨，并 根据当时轨温适当预留轨缝，上好接头夹板，锯口两端各５０ｍ 范围内按伸缩区要求加装防爬设备。这样处理后，可按正常速 度放行列车。锯轨前的断缝宽度、插入短轨和预留轨缝时两锯 口间距离，以及紧急处理时的轨温，均应认真做好记录，以便永 久处理时重新进行应力调整和锁定工作。 ‘６．３永久处理 在设计锁定轨温±５℃范围内，封锁线路，拆除插入的短轨， 适当松开扣件和防爬器，按需要放散应力，或用拉伸器拉伸，使 断缝两铡钢轨恢复应有的位置。然后锯掉带螺孔部分的钢轨， 插入不短于６ｍ的焊接短轨，进行焊接。开通线路后，放行列车 以正常的速度通过。焊接用的短轨长度 。按下式计算 Ｌ ＝（Ｍ＋Ｎ＋２Ａ卜２ 式中： 、 分别为临时处理时锯下的两段钢轨长度 Ａ——长钢轨锯下带螺孔部分的一侧长度 Ａ——预留轨缝宽度 ７结束语 通过这次对青藏铁路西格二线的施工，我们进一步掌握了 无缝线路的施工要领，尤其是对无缝线路胀轨、跑道和断轨有 了更深的了解。２００７年６月底对已交付运营达半年的１４２．６ｋｍ 浩鲁格至饮马峡区段无缝线路进行施工质量回访，中铁四局施 工交付使用的无缝线路没有发生一起断轨、胀轨事故，其线路 优良率位于参建的５个施工单位的首位，得到了青藏铁路公司 的充分认可。