1、無縫線路滾筒法應(yīng)力放散施工工法工法編號：RJGF（閩）-79-2010完成單位：中鐵二十四局集團福建鐵路建設(shè)有限公司主要完成人：錢寅星 洪德松1 前 言1.0.1 客運高速和貨運重載是當(dāng)今世界各國鐵路發(fā)展的兩大趨勢。高速鐵路要求軌道具有高平順性和高穩(wěn)定性，而鋼軌的焊接質(zhì)量則是影響無縫線路平順性和強度的主要因素之一。隨著國民經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，我國提出了實現(xiàn)鐵路跨越式發(fā)展的奮斗目標(biāo)。提高鋼軌的焊接接頭質(zhì)量對于保證高速鐵路的列車安全、舒適、平穩(wěn)地運行非常重要。在客運專線鐵路軌道工程施工中，無縫線路應(yīng)力放散是使鋼軌達(dá)到自由伸縮狀態(tài)的重要過程，中鐵二十四局集團福建鐵路建設(shè)有限公司2008年在昌九城際

2、鐵路、西環(huán)鐵路、武發(fā)客車聯(lián)絡(luò)線鐵路的施工中，針對這一工藝進(jìn)行了有針對性的研究和探討，形成了無縫線路應(yīng)力放散施工關(guān)鍵技術(shù)，并總結(jié)形成本工法。1.0.2 本工法的關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)中鐵二十四局集團福建鐵路建設(shè)有限公司科學(xué)技術(shù)委員會審定通過，經(jīng)福建省科學(xué)技術(shù)信息研究所查新，本工法的關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，所編寫的工法達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。本關(guān)鍵技術(shù)主要包括：一是無縫線路零應(yīng)力控制工藝；二是無縫線路拉伸或鋸軌的控制；三是應(yīng)力放散的鎖定工藝。1.0.3 本工法獲得中鐵二十四局集團有限公司2009年度科技進(jìn)步二等獎。1.0.4 本工法由中鐵二十四局集團福建鐵路建設(shè)有限公司2008年在昌九城際鐵路施工中首次應(yīng)用，隨后

3、在工程建設(shè)中得到進(jìn)一步推廣和完善。2 工法特點2.0.1 本工法施工速度快，作業(yè)效率高。2.0.2 本工法需要設(shè)備少，施工方便。3 適用范圍本工法可以應(yīng)用于區(qū)間無縫線路以及跨區(qū)間超長無縫線路的應(yīng)力放散、線路鎖定作業(yè)時，根據(jù)測量軌溫判斷，當(dāng)軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)時采用。4 工藝原理應(yīng)力放散、線路鎖定是將已經(jīng)達(dá)到初期穩(wěn)定狀態(tài)的線路，重新松開扣件、支起鋼軌、墊上滾筒、使鋼軌自由伸縮狀態(tài)或自由伸縮后再強制拉伸，放散掉鋼軌內(nèi)的附加應(yīng)力和溫度力，使鋼軌處于設(shè)計鎖定軌溫時應(yīng)力為“零”狀態(tài)。5 施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程施工工藝流程如圖5.1所示。施工準(zhǔn)備拆除扣件墊放滾筒放散應(yīng)力做位移標(biāo)記計

4、算拉伸量、鋸軌量鋼軌拉伸鎖定設(shè)置位移觀測標(biāo)記應(yīng)力放散鎖定圖5.1施工工藝流程5.2 操作要點5.2.1 施工準(zhǔn)備 測定軌溫，只有當(dāng)施工作業(yè)時軌溫在鎖定軌溫范圍內(nèi)時，方可使用本工法。5.2.2 拆除扣件1 每2人配合，負(fù)責(zé)50m鋼軌扣件的拆除和安裝，在所負(fù)責(zé)范圍內(nèi)使用工具從始端向末端順序拆卸。2 彈條、軌距塊擺放在鋼軌兩側(cè)的枕肩上，軌距塊號碼擺放正確。如有破損或丟失及時更換。3 在拆除彈條時拆除前一已鎖定單元軌節(jié)30m的扣件，避免在焊頭處產(chǎn)生應(yīng)力集中。5.2.3墊放滾筒1 用起道機支起鋼軌，每隔1215m墊放一個滾筒，保證鋼軌目視平順。2 檢查軌下橡膠墊板有無破損及其上有無石屑。5.2.4 放散

5、應(yīng)力在單元軌節(jié)適當(dāng)位置安裝撞軌器，撞軌器同時撞軌配合放散，直至鋼軌伸長出現(xiàn)反彈現(xiàn)象即判定鋼軌達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)。5.2.5 做位移標(biāo)記每100m做一個臨時鋼軌拉伸位移觀測標(biāo)記，以便觀測鋼軌的位移量。及時排除影響放散的障礙，達(dá)到應(yīng)力放散均勻、徹底。5.2.6 計算拉伸量、鋸軌量1 測量單元軌節(jié)始、中、末端軌溫，取其平均值作為單元軌節(jié)的軌溫。2 計算軌溫： T0 =（T始+T中+T末）/3 （5.2.6-1）3 計算拉伸量： L =（T鎖- T0）L （5.2.6-2）式中：L鋼軌拉伸量（單位：mm）鋼軌鋼線膨脹系數(shù)，為0. 0118/。L單元軌節(jié)長度（m）T0實際軌溫()T鎖設(shè)計鎖定軌溫()4 計算

6、鋸軌量：S=L+ （5.2.6-3）式中：S實際鋸軌量（mm）預(yù)留軌縫（mm）L鋼軌拉伸量（mm）5.2.7 鋼軌拉伸鎖定1 在單元軌節(jié)始端將鋼軌拉伸器安裝好。2 撞軌器撞軌配合拉伸，各位移觀測標(biāo)記點觀測人員向始端技術(shù)人員報位移量，確保鋼軌拉伸量均勻。3 當(dāng)始端拉伸到計算拉伸量時，開始落鋼軌、鎖定。4 靠近鋼軌拉伸器的一組逐個安裝彈條；其他組先隔5根軌枕上一對扣件，然后分別按間隔2根軌枕、間隔1根軌枕補上扣件。5 單元軌節(jié)始端的鎖定焊接開始進(jìn)行。鎖定焊采用接觸焊機進(jìn)行。5.2.8 設(shè)置位移觀測標(biāo)記線路鎖定后，在鋼軌上設(shè)置縱向位移觀測的“零點”標(biāo)記，按規(guī)定開始觀測并記錄鋼軌位移情況。位移觀測樁處

7、換算200m范圍內(nèi)相對位移量不得大于10mm，任何一個位移觀測樁處位移量不得超過20mm。5.2.9 應(yīng)力放散鎖定1 單元軌節(jié)應(yīng)在道床達(dá)到初期穩(wěn)定階段，方可進(jìn)行線路應(yīng)力放散工作。應(yīng)力放散，必須做到勻、準(zhǔn)、夠。2 線路應(yīng)力放散前應(yīng)掌握當(dāng)?shù)剀墱刈兓闆r，根據(jù)軌溫變化規(guī)律，合理選定施工時間及計劃鎖定軌溫，單元軌節(jié)鎖定前應(yīng)按設(shè)計要求設(shè)置好位移觀測樁。3 應(yīng)力放散時，每隔150m或100m設(shè)一個位移觀測點，觀測放散時的鋼軌位移量，應(yīng)力放散應(yīng)均勻。4 重新設(shè)定鎖定軌溫后，任何一點的實際零應(yīng)力軌溫值，都應(yīng)落在設(shè)計允許鎖定軌溫范圍內(nèi)。5 放散必須進(jìn)行勻的檢驗，確認(rèn)均勻后才算完成放散任務(wù)。6 兩股鋼軌宜同步鎖定

8、，線路鎖定后才能撤除拉伸器。7 曲線上內(nèi)股鋼軌的鎖定軌溫不高于外股的鎖定軌溫。8 鎖定軌溫應(yīng)控制在設(shè)計鎖定軌溫允許范圍內(nèi)，鎖定時必須準(zhǔn)確確定并記錄鎖定軌溫。左右兩單元軌節(jié)鎖定軌溫差不大于5；相鄰兩段單元軌節(jié)鎖定軌溫之差不大于5；5.3 勞動力組織本工法勞動力需求見表5.3。表5.3 勞動力組織一覽序 號工序名稱技工人數(shù)普工人數(shù)1施工準(zhǔn)備4102拆除扣件43墊放滾筒44放散應(yīng)力425做位移標(biāo)記46鋼軌拉伸鎖定67設(shè)置位移觀測標(biāo)記428應(yīng)力放散鎖定66 材料與設(shè)備6.1 材 料本工法所需材料如表6.0.1：表6.0.1 材料表序號材料名稱類型單位數(shù)量1觀測樁鋼筋混凝土樁根2鋼筋14-16mm根3毛

9、筆根4油漆盒6.2 設(shè) 備本工法所需用機具設(shè)備如表6.0.2表6.0.2機具設(shè)備一覽表序號機械設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1鋼軌拉伸器YLS-900型臺22撞軌器JGP50 3kw臺23電動鋸軌機QG3-3kw臺24滾筒根5軌溫計SGW-3型個6工地焊接設(shè)備套7 質(zhì)量控制7.0.1 施工時應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：1 鋼軌焊接接頭技術(shù)條件（TB/T1632）。2 客運專線鐵路軌道工程施工技術(shù)指南（TZ211）。3 客運專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號）。7.0.2 位移觀測樁設(shè)置1 設(shè)置原則。位移觀測樁設(shè)置應(yīng)符合規(guī)定，必須預(yù)先埋設(shè)牢固，在單元軌節(jié)兩端就位后立即進(jìn)行標(biāo)記，

10、標(biāo)記應(yīng)明顯、耐久、可靠。單元軌節(jié)起終點的位移觀測樁宜與單元軌節(jié)焊接接頭對應(yīng)，縱向相錯量不得大于30m。道岔區(qū)及伸縮調(diào)節(jié)器的位移觀測樁必須設(shè)置準(zhǔn)確。成對的位移觀測樁連線應(yīng)垂直于線路方向。2 設(shè)置位置。線路和道岔均按單元軌節(jié)設(shè)置位移觀測樁，設(shè)置規(guī)定及位置參照長軌單元軌節(jié)布置設(shè)計圖進(jìn)行。3 位移觀測樁編號。位移觀測樁按按里程前進(jìn)方向順序編號，編號方法為“X-X，橫線前數(shù)字為單元軌節(jié)的順序號，橫線后為單元軌條內(nèi)的樁號。編號均以阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)注，并在樁號右上方標(biāo)“#”號?，F(xiàn)場的編號應(yīng)標(biāo)記清晰、耐久。4 位移觀測樁埋設(shè)位置及尺寸。位移觀測樁是無縫線路養(yǎng)護(hù)的重要標(biāo)志樁，現(xiàn)場灌注鋼筋混凝土樁，方樁截面為100m

11、m×100mm，圓樁直徑為100mm，中心預(yù)埋14-16mm鋼筋，鋼筋露出頂面5mm，長度不短于300mm，上刻拉線槽口，槽口深度不小于1mm。樁頂高出軌面50-200mm。5 路基上的位移觀測樁橫向：觀測樁在區(qū)間埋設(shè)在路肩上，距道碴坡腳和路肩邊緣均應(yīng)大于300mm；縱向：均采用均勻相對式方法布樁。6 站內(nèi)和站臺側(cè)可在站臺墻上設(shè)置，橋上位移觀測樁可就近利用接觸網(wǎng)基礎(chǔ)桿及橋梁擋碴墻設(shè)置，標(biāo)記必須穩(wěn)固、耐久、可靠、便于觀測。8 安全措施8.0.1 在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范： 1 鐵路工程施工安全技術(shù)規(guī)程（TB10401.1，TB10401.2）。2 建筑機械使用安全操作規(guī)程（

12、JGJ33）。8.0.2施工過程防止機械傷害。9 環(huán)保措施9.0.1 本工法施工影響主要涉及廢棄物、噪聲污染及熱污染二個方面，應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施。 9.0.2 施工現(xiàn)場廢料處理措施 施工現(xiàn)場廢料及垃圾采取集中堆放，統(tǒng)一處理，防止對環(huán)境造成污染。9.0.3 降低熱污染的措施 施工地點選擇通風(fēng)處，選擇在溫度較低時施工。9.0.4 降低噪聲污染的措施 合理安排作業(yè)時間，避免夜間施工，使施工噪聲對周圍環(huán)境影響減少到最低程度。10 效益分析10.0.1 社會效益我國鐵路列車速度與軸重不斷增加，從而對線路的要求越來越高，未來需要鋪設(shè)大量的無縫線路。本工法解決區(qū)間無縫線路以及跨區(qū)間超長無縫線路的應(yīng)力放散、

13、線路鎖定作業(yè)的施工課題，具有良好的社會效益。10.0.2 技術(shù)效益本工法滿足客運專線鐵路軌道工程施工技術(shù)指南（TZ211）和客運專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號）的技術(shù)要求，具有良好的技術(shù)效益。10.0.3 經(jīng)濟效益該工法設(shè)備簡單，施工速度快，在技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化，合理安排了施工工序，安全優(yōu)質(zhì)地完成了工程施工，平均每公里節(jié)約施工成本2200元，具有較好的經(jīng)濟效益。11 應(yīng)用實例11.0.1 工程實例1新建南昌鐵路西環(huán)線從樂化站九龍端K1426+000引出，沿京九鐵路西側(cè)南下，于DK1481+000上、下行分修呈扇型相向而行，下行線跨過京九鐵路至其左側(cè)，上、下行線

14、分別與北環(huán)燈泡線相切，利用北環(huán)線接入向塘站至本次設(shè)計終點。本工程項目鋪架范圍為鐵路南昌樞紐新建西環(huán)線一標(biāo)(K1426+000DK1463+458.3)。主要工程項目有：正線鋪軌74.92Km，站線鋪軌2.4Km，鋪道岔組；架24mT梁38孔，架32mT梁548孔，共586孔。本工程的區(qū)間無縫線路應(yīng)力放散采用本施工工法，施工時間2008年11月至2009年3月，質(zhì)量合格率100%。11.0.2 工程實例2昌九城際鐵路鋪架工程，施工區(qū)段為廬山至樂化，DK17+326.8DK108+905.24DK1422+200段和DK1422+200DK1427+291.02段，線路正線長度96.6602Km。聯(lián)絡(luò)線LDK1424+200LDK1430+200線路長度6Km。工程共有：廬山、德安、共青城、永修、樂化東5個車站，正線道岔有45組：其中18號道岔（專線4245A）41組， 30號單開道岔4組（SC（98）206）；大中橋梁34座，總長31.829Km，隧道兩座，全段鋪設(shè)有砟軌道。本工程的區(qū)間無縫線路應(yīng)力放散采用本施工工法， 施工時間2009年4月5日至2009年8月，質(zhì)量合格率100%。11.0.3 工程實例3武九客車聯(lián)絡(luò)線，起始里程為DK1+300DK