无砟轨道无缝线路应力放散的均匀性控制.docx
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无砟轨道无缝线路应力放散的均匀性控制
无砟轨道无缝线路应力放散的均匀性控制
黄黎明
文章摘要:
无缝线路中需要对长轨条进行应力放散以消除长钢轨因为热胀冷缩造成的应力异常。
本文简要介绍了应力放散原理,重点阐述了无砟轨道无缝线路应力放散施工流程、造成应力放散不均匀的一些原因,以及施工中如何更合理、完善地控制应力放散的均匀性。
关键字:
无缝线路应力放散均匀性控制无砟轨道
一、工程概况
京沪高铁土建一标轨道工程,北起北京南站,南至德州东站,沿线经过北京、天津、河北、山东。
起点里程为DK1+750,终点里程为DK285+903,工程量为322.608km,铺设道岔15组,到发线站、线5km。
由于应力放散受气温影响较大,故应力放散日期安排在10月至12月中旬之间比较合适。
本标段为无砟轨道,单元轨节长1.5公里,由3段500m长钢轨焊接而成,所用轨道板为II型板。
二、放散原理及工艺流程
(一)放散原理及计算方法
应力放散计算钢轨伸缩量的公式为:
△l=0.0118×△t×L
0.0118——钢轨线膨胀系数,单位
/℃;
△l——伸缩量mm;
L——放散轨条长度m;
△t——放散时的轨温与设计锁定轨温之差,单位为℃。
比如:
设计锁定轨温是25℃,放散时轨温20℃,长度1500m,当气温升高后,在钢轨内产生强大的应力,容易造成胀轨跑道,这时就要把钢轨内的应力放掉。
在气温等于(或接近)25℃时,解开锁定,让钢轨伸长,裁剪合适后再锁定,此时就符合设计的锁定轨温了,这时的钢轨内应力,在一定的温度变化幅度内,钢轨应力不至于太大,加上加强轨道的纵、横向主力,就不会造成胀轨了。
也就是说,在20℃轨温的情况下铺轨,要使这时的轨温达到25℃的设计轨温,就要拉长88.5mm,这就是拉伸放散。
例子中的钢轨拉伸量为:
0.0118×(25-20)×1500=88.5mm
为了便于在施工中的使用及测量划线,先将每摄氏度温升各百米点的位移量计算并统计出来,制成放散位移量数据表以便在施工中技术员直接查表得出各百米点的计划位移量。
放散时,左右股锁定轨温相差得不大于3℃,相邻两个单元轨节锁定轨温相差不得超过5℃,放散作业轨温温度条件为不低于0℃,并且不高于25℃。
(二)放散施工工艺流程
(1)材料准备:
在即将作业的单元轨节内发放绝缘挡块,按规定密度(10~15m垫一个滚筒)发放滚筒。
(2)机具准备:
分三个内燃扳手组将单元轨节均分为三段以便随后同时进行作业,加快作业进度;撞轨器组,拉伸器组准备到位,其安排位置如图1所示。
(3)焊前准备:
将作业单元内的所有扣件松开,用起道机将指定位置处的钢轨略微抬起,垫入滚筒,垫好绝缘挡块。
(4)焊接正火:
车长引导焊机进入作业区焊接钢轨(即单元轨节的零点焊接,焊接作业流程与单元焊相同(图2和图3分别为焊接和正火工序))。
(5)设置临时位移观测点:
焊接开始后技术员到达各自指定百米观测点位置,及时测量并汇报即时轨温。
(6)撞轨至零应力:
焊机退出作业单元,各撞轨器组开始同步撞轨,各技术员观测钢轨,当钢轨开始回弹时汇报回弹情况,通知劳务队停止撞轨;单元轨节终端处技术员综合数据,根据轨温查放散位移量数据表将各百米点拉伸位移量报给各观测点技术员,各技术员开始做点画位移量。
(7)撞轨、拉伸钢轨:
技术员画好点以后,通知撞轨器组和拉伸器组同时开始作业,一号和二号撞轨器组组员由劳务队组长用对讲机指挥喊口号进行作业以保持撞轨器组同步撞轨放散拉伸,拉伸到位后,拉轨器保压,撞轨器将各点撞轨至计划值或者接近计划值(相差2~3mm以内)后停止撞轨。
(8)落轨、锁定线路:
用起道机将钢轨抬起,取出滚筒,内燃扳手组开始锁紧扣件(两端向中间锁紧)。
(9)单元轨节终端相错量、位置是否符合要求:
1500m处左右股端面相错量是否在10cm以内,并且在相邻两承轨台之间,离承轨台侧端面10cm以上(见图4),满足要求则可进入下一单元轨节的作业,否则就要锯轨直至符合上要求。
应力放散及锁定施工具体流程如下:
三、应力放散的重要性现状
放散不均匀会导致整条无缝线路的部分单元轨节或者部分区段出现胀轨、缩轨、断轨、钢轨跑道等,直接威胁到列车的安全运行,威胁到乘客的生命安全,造成重大人员伤亡和重大经济损失。
无缝线路施工中放散不均匀现象比较普遍,单元轨节的均匀放散不容易控制,或是养路工区养护不周密,或是施工时赶进度,劳务队与技术队伍配合不到位,致使整条线路的部分单元轨节或者部分区段放散不均匀,需要再次放散调整。
四、应力放散不均匀的原因
(一)人为因素
(1)滚筒未按规定密集度垫放、漏放致使各百米观测区段伸缩不均匀;
(2)扣件未完全松开、漏松致使各百米观测区段伸缩不均匀;
(3)撞轨器组未用力撞轨,导致整个单元轨节或者其中一部分放散不到位、不均匀;
(4)撞轨器安装不正确,撞轨时使撞轨包滑动、脱落;
(5)施工劳务队与技术人员未配合好,未及时停止撞轨或者过早停止撞轨,导致过度放散或者放散不完全。
(二)工艺因素
(1)达到拉伸量后拉伸器油泵保压不充分,致使放散完的单元轨节回缩或者部分回缩;
(2)撞轨器未撞到位,或者安放位置不合理,致使放散不均匀;
(三)其他因素
(1)施工路段为小半径曲线区段,需要增设撞轨点而现场施工条件有限;
(2)设备在施工时出现突发性故障。
五、解决放散不均匀的对策
(1)各百米观测点设观测技术员,各百米点技术员及时检查各自区段内的滚筒是否按规定密度垫放,扣件是否完全松开,若出现问题,及时联系就近的劳务队人员按规定操作补上。
(2)在撞轨器附近的技术员主动监督检查各撞轨器是否正确安放,是否在单元轨节的规定位置安放,确保均匀撞轨。
(3)撞轨拉伸放散时,技术员监督撞轨组是否用力撞轨,有无偷工减料。
(4)技术员与劳务队默契配合,撞轨放散到位时及时喊停,避免某部分单元轨节过度放散或者放散不到位致使整个单元轨节的不均匀放散。
(5)当拉伸到位后,三组内燃扳手组分别从1500m向1000m、1000m向500m、零点向500m位置同时开始去滚筒、锁紧扣件;拉伸器保压期间禁止过早缓解,一定要确保内燃扳手组将1400m~1500m范围内的钢轨完全锁定后方可松开拉伸器,避免钢轨回缩。
(6)作业前及时检查设备,确保无故障,确保拉伸器始终与钢轨卡死,避免在拉伸撞轨中松脱导致放散不合格,否则需要重新放散该单元轨节。
(7)各百米观测点技术员在确保钢轨撞至零应力状态,开始出现回弹时汇报,停止撞轨,开始接收各百米点拉伸量数据并开始做点测量。
拉伸放散期间,实际拉伸量接近计算拉伸量时,各点技术员应频繁地汇报剩余拉伸量,以便终端组织的技术员及时掌握该单元轨节的放散状态,各点到位时及时让就近的撞轨点停止撞轨;若部分点未到位,则在拉伸器保压期间,仍旧让就近的撞轨器继续撞轨至达到或者接近计算位移量(相差2~3mm以内则也可以认为达到该点放散量)。
(8)在小半径曲线区段内的放散,要加大滚筒垫放的密集度,或者增设撞轨器,以保证放散均匀性。
六、机具设备与检测仪器
应力放散与锁定作业中所使用的主要机具设备和检测
仪器如下表所示:
表1机具设备与检测仪器
仪器名称
型号
数量
仪器名称
型号
数量
直角尺
5
水泵
1
电动仿形打磨机
FMG-2.2
1
流量表
5
角磨机
AC220V
4
撬棍
8
1米型尺
1M
3
内燃螺栓扳手
NJB-600-3
9
移动式发电机
AXQ1-200-1
4
字模
1
塞尺
150mm
3
护轨器
8
加热器
1
内燃锯轨机
9马力本田发电机
1
手持式直向砂轮机
AC380V
4
平板车
4
镜子
2
拉轨器
900KN750mm
1
滚筒
小号
600
油泵
1
撞轨器
3m长
2
轨温表
4
GD型红外线测温仪
50℃~999℃
1
光电测温仪
GD
1
焊机
UN5-150ZB
1
弯直轨器
1
预热枪
1
起道机
5t齿条式
6
端磨机
GDM-1.1
2
超声波探伤仪
CTS-9002
1
七、劳动力组织与分配
放散施工劳动力分配情况如下表:
表2放散施工劳动力组织与分配
机具组
组数
每组人员配备
总人数
备注
撞轨器组
2
6
12
取、垫滚筒组
3
3
9
发放垫片组
3
2
6
内燃扳手组
3
6
18
拉轨器组
1
6
6
锯轨除锈组
1
6
6
焊机工位组
1
6
6
焊机操作师需持证上岗
粗磨组
1
3
3
正火组
1
6
6
精磨组
1
6
6
劳务队小组组长
3
1
3
协调指挥各组劳力施工
司机车长
1
2
2
队长
1
1
1
组织管理
技术员
1
4
4
安全员
1
2
2
职工担任
上线人数总计
90
八、结束语
在施工中,我们严格按照各项标准作业,现场控制合理,所有单元轨节放散均匀,得到监理和业主的一致认可,所放散和锁定的单元轨节合格率达到百分之百。
二零一一年一月十四日
作者简介:
黄黎明毕业于华东交通大学工程机械专业,在京沪项目担任焊轨队技术员。
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- 关 键 词:
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