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1、整体道床开放式无缝线路应力放散技术摘要:介绍武汉城市高架轻轨开放式无缝线路应力放散及锁定技术。关键词:武汉轻轨; 无缝线路; 应力放散及锁定无缝线路现场联合接头焊接方法不一样,线路锁定的方式也会有所不同,武汉市轨道交通一号线现场联合接头采用气压焊。如何消除联合接头气压焊顶锻量对线路钢轨应力的影响,是线路放散及锁定过程的重要环节。武汉市轨道交通一号线工期紧,解决铺轨与线路应力放散及锁定施工之间的矛盾,减少工序相互间的干扰,也是保证工期的重要因素。1 工程概况 武汉市轨道交通一号线一期工程是城市高架桥铁路轨道工程,是武汉市政府“ 十五”计划期间重点建设项目。本工程段位于武昌市汉口区,东起黄浦路口,
2、西至宗关,全长10.234 km , 双线。该工程正线为无缝线路、承轨台式整体道床设计,全线共有10 个车站,1 个综合车场,一号线全线共有13 节长轨条,划分为21 个单元轨节。2 应力放散方案选择 武汉市轨道交通一号线铺轨工程施工时间在3 月中旬至4 月底,在此时间段,武汉市的气温多在15？ 28 ,非常有利于采用自由放散法对无缝线路进行放散。在锁定轨温范围,不需要进行钢轨拉伸,就可以使长轨条内部应力得以均匀地放散,可以减少不必要的其他工序,节约时间,有利于工程的按期完成。3 线路锁定方案比选 本工程钢轨联合接头采用气压焊,气压焊与铝热焊对线路锁定影响的最大区别在于铝热焊没有接头顶锻量,而
3、气压焊完成后,钢轨接头长度在顶锻中要损失25？30 mm , 给线路区间最后一根单元轨的应力放散及锁定带来一定的麻烦。围绕应力放散及锁定的总体思路,确定了实时锯轨法、短轨接入法2 种施工方法进行无缝线路锁定。3. 1 实时锯轨法(1) 方法介绍 实时锯轨法是在配轨时将无缝线路区间的最后一根长轨在铺设落槽时伸出区间一段长度A(A 25 m) ,依次将无缝线路区间轨条铺设完成后,将最后一根长轨与伸缩调节器相连, 此时A 为重叠长度( 图1) 。首先,将铺轨起点位置的伸缩调节器与长轨焊接, 再根据单元轨节的划分,焊接单元轨内部联合接头(重叠处不焊接),然后将最后一根长轨与区间终点位置的伸缩调节器焊接
4、。待单元轨依次进行应力放散及锁定后,再将重叠处长轨伸出部分锯轨焊接。图1 实时锯轨法线路锁定方案示意(2) 施工流程长轨铺设单元轨内部接头焊接整道应力放散及锁定合龙口接头锯轨撑轨线路最终锁定。(3) 关键工艺 长轨铺设在铺设最后一根长轨时,应将长轨尾端与伸缩调节器对接,使长轨在另一端伸出(图1) 。 单元轨内部联合接头焊接单元轨内部接头焊接前,应首先将区间起点位置的伸缩调节器与相邻长轨焊接,最后一根单元轨的最后一根长轨也应先与区间终点位置的伸缩调节器焊接,合龙口接头最后焊接。 整道单元轨内部联合接头焊接完成后,随即进行整道作业。 应力放散及锁定应力放散采用设计轨温范围内自由放散法,即在放散前松
5、开钢轨扣件,每隔10 m 垫上一个滚轮。在单元轨前后及中部分别量取轨温, 取平均温度作为实际轨温。本工程段设计锁定轨温为20 ,同一单元轨锁定前后轨温差不宜超过3 ,因此,若在下午锁定钢轨,22 为最佳起始锁定轨温,若在上午锁定钢轨,19 应为最佳起始锁定轨温。当一个单元轨放散及锁定完毕后,先将下一个单元轨与其焊接,然后进行下一个单元轨的应力放散及锁定。 合龙口接头锯轨当区间线路全部放散、整道完成后(接轨合龙区域除外),才能进行区间最后一对接头(合龙口接头) 的焊接。本工程段线路联合接头采用气压焊,气压焊接头顶锻量通常为25？30 mm , 若按常规对齐焊接,必定影响钢轨内部应力,从而改变钢轨
6、的锁定轨温;本工程段采用拨“S”弯法来消除气压焊顶锻量在线路最后的锁定焊接过程中对钢轨应力的影响(图2) 。当轨温在设计锁定轨温范围时,将其中一对接头留取27 mm 左右顶锻量后进行锯轨,然后将钢轨拨弯直到接头对接符合焊接要求。在焊接过程中,匀速将“S”弯摊平。图2 拨“S”弯补偿应力示意2 短轨接入法(1) 方法介绍 短轨接入法是在配轨时考虑将无缝线路区间的最后一根长轨在铺设落槽时短出区间一段长度B(B 25 m) ,依次将无缝线路区间长轨条铺设完成后,将最后一根长轨与伸缩调节器相连,此时B 为短缺长度。首先, 将铺轨起点位置的伸缩调节器与长轨焊接,再根据单元轨节的划分,焊接单元轨内部联合接
7、头,仅短缺处例外, 然后将最后一根长轨与区间终点位置的伸缩调节器焊接。过车时,在B 长度空缺处铺上临时短轨,临时短轨采用提前锯好的折返线及待避线用到的插入短轨。待单元轨依次进行应力放散及锁定后,在空缺处接入1 根 6.5 m 以上的钢轨进行合龙焊接(图3) 。图3 短轨接入法线路锁定方案示意(2) 施工流程长轨铺设插入临时短轨单元轨内部接头焊接整道应力放散及锁定 接入连接轨 撑轨、焊接线路最终锁定。(3) 关键工艺 插入临时短轨在单元轨放散锁定前,如果该区间线路要过车,选择合适长度的短轨,填入缺口位置,使该线路不影响铺轨车通过。 接入连接轨当该区间线路所铺长轨全部焊接并整道、放散、锁定完成后,
8、拆除临时短轨,在设计轨温范围条件下,量取空缺长度,接入6.25 m 以上的连接轨进行合龙焊接。 撑轨、焊接先将连接轨与长轨一端焊接,然后按照与前述方案相同的方法,采用拨“S”弯来消除气压焊顶锻量在线路最后的锁定焊接中对钢轨应力的影响(图2) 。4 锁定方案分析及选择(1) 锁定方案的比较 施工方便性比较就施工的方便性而言,实时锯轨法要比短轨接入法稍方便一些,因为它比短轨接入法要少两个气压焊接头,如果不考虑其他的因素,应该优先选用实时锯轨法对线路进行锁定。 对其他工序施工的影响程度比较采用实时锯轨法锁定线路,只有当区间线路全部焊轨工程完成后, 才可通车;采用短轨接入法锁定线路,即使该区间线路未完成接头的焊接、锁定,只要在空缺位置插入临时短轨,线路便能通车,对铺轨过车不存在影响。(2) 锁定方案确定 铺轨与气压焊进度分析本工程段铺轨的平均速度为750 m/ d(5 对轨),气压焊的平均速度是500 m/ d(4 对接头),即铺轨速度是气压焊速度的1.5 倍。 锁定方案确定因铺轨效率比气压焊效率高, 如果同一区间的左右股都采用实时锯轨法对线路锁定,必定影响下一区间线路的铺轨作业;另一方面,一个区间只要左右线其中的一条采用短轨接入法锁定线路,便能消除对前方铺轨作业的影响。因此,本工程段在同一区间的左右线施工中,一条采用实时锯轨法,另一条采用短轨接入法。