高速铁路无缝线路应力放散及锁定施工技术
中铁十四局集团第五工程有限公司 于目涛 周 峰
摘 要：随着世界高速铁路技术的日新月异，无缝线路逐渐取代有缝线路成为世界高速铁路发展的主流，特别是京沪高速铁路的修建，为世界高铁的发展具有指导意义。本文根据现场施工经验，着重讲解了新建高速铁路无缝线路的应力放散和锁定，为今后同类施工起到指导意义。 关键词：高速铁路 无缝线路 放散 锁定
一、前言
京沪高速铁路是世界上标准最高，技术含量最大，一次性建成里程最长的高速铁路，北起北京南站，途径天津、河北、山东、江苏、安徽，终点到上海虹桥站，贯穿四个省三个直辖市，全长1318公里。施工中首先铺设500米轨条，然后采用世界上最先进的移动闪光焊技术进行现场焊接，全线为无缝钢轨。为了克服钢轨的热胀冷缩，即：克服钢轨在高温时产生的压应力和在低温时产生的拉应力，就要掌握钢轨在零应力时的轨温，在钢轨零应力时对钢轨进行锁定，就是钢轨的锁定轨温。无缝线路应力放散与锁定是跨区间无缝线路施工的最后关键工序，应力放散是否均匀、准确、彻底，直接影响到线路的稳定性。应力放散是拆除单元轨节的扣件,解除约束,抬上滚筒,通过滚筒、拉轨器、撞轨器、小锤等工具,使积累在单元轨节内的温度力得到释放,然后落槽,上好扣件达到设计的扣压力进行锁定,保证钢轨在锁定轨温下达到零应力状态。应力放散与线路锁定根据现场的钢轨温度的不同有综合放散法（也叫拉伸放散法）和滚筒放散法（也叫自由放散法）两种。线路经应力放散和焊接锁定后形成无缝线路。 二、施工作业准备
2.1组织机构准备
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成立应力放散和锁定领导小组，全面负责无缝线路应力放散和锁定工作。应力放散和锁定工作牵扯工序多，人员多，部门多，线路长，要求严，是一项综合性的工作，必须有一个统一的领导组织，各工序之间要相互配合，协调作业。锁定焊轨、正火、粗磨、探伤、精磨、平直度检测及放散和锁定等工序要有机的协调好，才能确保此项工作顺利优质快速的进行。
2.2内业技术准备
根据施工要求编制可实施性的施工方案编制后,经过相关上级部门审批后，在开工前组织技术人员认真进行学习。阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准，制定施工安全保证措施，编制相应的应急预案。对施工人员进行技术交底，进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。由于放散锁定工作受钢轨的实际温度限制，施工前，调查近期钢轨轨温，填写钢轨轨温调查表，确定放散锁定工作开始时间。
2.3外业准备
根据现场实际施工情况需要配齐作业人员及施工机具，易损件配备足够的备用件。设置足够的技术管理人员，配备齐全的检测工具及仪器设备。 三、技术要求 3.1技术管理
技术主管负责技术交底书的编制、发放，对工序的实施过程进行控制检查；根据施工进度，提报材料计划。现场技术员负责拉伸量及各临时位移观测点位移量的计算工作，并做好放散中的检查工作。质检工程师负责对整套工序监督检查及抽查。
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3.2技术标准
3.2.1正线轨道为一次铺设跨区间无缝线路。确保放散前各单元轨节钢轨的外观完好无损没有外伤，单元焊头质量合格。
3.2.2锁定轨温：京沪高速铁路三标段、四标段设计锁定轨温根据江苏、山东两省年最高、最低轨温进行确定。根据设计和上海局要求明确规定京沪高铁徐州至宿州段、徐州至枣庄段无咋轨道锁定轨温控制在23±2℃，战场内有咋轨道锁定轨温28±2℃（上海铁路局管辖）；根据设计和济南局要求枣庄至曲阜段锁定轨温控制在23±3℃（济南铁路局管辖）。 3.2.3线路锁定时，实际锁定轨温必须在设计锁定轨温允许范围内。相邻单元轨节的锁定轨温差不得大于5℃；同一单元轨节左右股钢轨锁定轨温应一致，最大温差不得超过3℃；同一区间内无缝线路内单元轨节的最高与最低锁定轨温之差不得大于10℃。如果不满足以上任何一项，则应采取重新放散措施。
3.2.4为保证轨内应力均匀放散，避免出现过大的温度力差，在同一单元轨节长度内要同步进行锁定。 3.2.5单元轨节布置
单元轨节就是在现场把已经铺好的几根500米(有时也存在小于500米的短轨)钢轨根据设计要求先焊接成为一个单元，放散锁定时再把各个单元进行锁定焊接，使全线成为无缝线路。单元轨节的布置根据线路条件、工点情况、施工工艺等因素进行设置，其长度除站场范围外，一般按1000～2000m设置，最短不得小于200米。除特殊条件外，在区间内一般按2000米作为一个单元轨节。 3.2.6岔区无缝线路
3.2.6.1道岔焊接采用铝热焊的焊接方式，除绝缘接头采用胶接绝缘
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接头外，其余全部焊联。无缝道岔直股与相邻长轨条焊联，为防止直曲基本轨和直曲尖轨出现位移相错量，在岔后侧股焊联一定长度并锁定。
3.2.6.2单组或相邻多组一次锁定的道岔（含区间线路）及其前后各一定范围的钢轨组成一个单元轨节。其锁定轨温与两端区间无缝线路设计锁定轨温一致。
四、施工人员分工及机械设备配备
按照一个放散及锁定班组设置，每班组需要人员如下：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合计 岗 位 指 挥 技术员 班组长 扣件拆装 滚筒安装 位移观测 拉轨器组 撞轨组 钢轨焊接 安全员 探伤工 人数 1 2 3 30 50 20 8 24 10 4 2 154 施工作业内容 现场负责 现场质量控制 负责班组内作业 扣件拆除、锁定 应力放散 观测钢轨位移 拉轨器操作 撞轨器安装及撞轨 锁定焊接 防护 锁定焊头探伤 备注 绝缘垫片的安装
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应力放散机具配置表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 工具名称 对讲机 起道机 撬棍 内燃螺栓扳手 丁字扳手 小平板车 照明设备 活动扳手 锯轨机 手锤 照明头灯 滚轮 拉轨机 防侧翻滚轮 撞轨机（包） 电子数显轨温计 吹风机 数量 20台 6台 40把 14台 20把 8台 2套 4把 2台 50把 120个 400个 2台 30个 4套 10块 4台 备注 一台备用 据实际情况而定 夜间施工时用
一台备用 曲线段用 一套备用
五、作业内容
单元轨节焊接完成后，进行应力放散及锁定作业。当实测平均轨温在设计锁定轨温范围时，采用滚筒放散法（也叫自由放散法）进行应力放散；当实测平均轨温低于设计锁定轨温时，采用综合放散法（拉伸）进行线路应力放散。确保线路应力放散均匀、准确、彻底。根据所处的位置不同分为区间、站场、岔区放散与锁定。 六、工艺流程（见附图1）
图中：Tsg—表示施工时测量轨温，Ts —表示设计锁定轨温
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论文：高速铁路无缝线路应力放散及锁定施工技术.
