铁９８ 道建筑 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３—１９９５（２０１６）１２—００９８—０４ 高速铁路无缝道岔应力放散施工技术 高新平 （太原铁路局，山西太原０３００１３） 摘 要 无缝道岔锁定轨温满足设计要求是高速铁路轨道稳定、列车安全运行的重要保证。无缝线路 锁定轨温不满足设计要求时，通常采用应力放散的方式进行调整。本文结合大（同）西（安）高速铁路无 缝线路应力放散施工，介绍无缝道岔应力放散施工方案、施工组织和施工步骤。施工效果良好，提高了 无缝线路的稳定性。 关键词 高速铁路；无缝线路；道岔；应力放散；施工技术 中图分类号Ｕ２１３．６ 文献标识码Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１６．１２．２６ 大西高铁正线全长６７８．４ ｋｍ。正线按一次性铺 设跨区间无缝线路设计。无砟轨道道岔区段采用轨 缝道岔的具体情况，制订放散施工设计方案并组织实施， 使无缝道岔锁定轨温达到设计要求，确保无缝线路的稳 定。本文主要介绍临汾西站２ 无缝道岔的放散施工。 枕埋人式１８号高速道岔，正线允许通过速度为 ２５０ ｋｍ／ｈ，到发线允许通过速度为８０ ｋｍ／ｈ。太原铁 路局管内侯马西站以北（太原方向）各站无缝道岔锁 定轨温为（２２±３） ；侯马西站以南（西安方向）各站 无缝道岔锁定轨温为（２４±３）ｃ《＝ 。 １ 临汾西站２ 无缝道岔概况 根据设计文件…，临汾西站无缝道岔设计锁定轨 温为（２２土３）ｃｃ。 在大西高铁静态验收过程中，通过复核区间无缝线 路和无缝道岔锁定轨温的相关施工资料，发现有３９组 无缝道岔与区间无缝线路焊接时锁定轨温不满足设计 要求，存在安全隐患。因此，决定对无缝道岔进行应力 临汾西站２ 无缝道岔位于临汾西站南岔区下行 正线，连接上行线４ 道岔，为时速３５０ ｋｍ客运专线铁 路６０ ｋｇ／ｍ钢轨１８号单开（左开）道岔（图号为客专 线（０７）００９一Ｉ） ，道岔长６９ ｍ（尖轨长２１．４５０ ｍ、辙 叉长２０．９９２ ｍ）。道岔主要尺寸见图１ 。 放散。由于每个岔区所处的环境都不同，针对每一组无 图１ 客运专线１８号道岔主要尺寸（半径单位为ｍ，其他数据单位为ｍｍ） 临汾西站南岔区道岔平面位置示意如图２。其中 ＋９６３相距４０９ ｍ。２ 道岔岔前胶接绝缘接头位置 Ｋ５１０＋４７０，与岔尖位置相距９８ ｍ（与岔前接头相距 ２ 道岔岔尖位置Ｋ５ｌ０＋３７２，与８ 道岔岔尖位置Ｋ５０９ ９６．０４５ ｍ）；２ 道岔岔后胶接绝缘接头位置Ｋ５１０＋ 收稿日期：２ｏ１５－０７一ｌＯ；修回日期：２０１６—１０—１０ １１２，与２ 道岔岔尖相距２６０ ｍ，与８ 道岔岔尖相距 １４９ ｍ。 作者简介：高新平（１９６７一），男，高级工程师。 ２０１６年第１２期 高新平：高速铁路无缝道岔应力放散施工技术 图２ 临汾西站南岔区道岔平面位置示意 ２ ２ 无缝道岔应力放散施工方案 为了确保２ 无缝道岔应力放散到位，制订了放散 施工方案，即采用钢轨长度控制法进行应力放散。打 开龙口后，让钢轨自由伸缩一定时间，通过用橡胶锤敲 击和拉伸钢轨控制钢轨伸缩量，确保无缝道岔应力得 到充分释放，从而达到放散目的。该方法放散量容易 控制，施工机具简单。 １）选择并确定放散龙口位置 龙口距离岔前岔后胶接绝缘接头须≥２０ ｍ 。 龙口位置选在距离２ 道岔岔前接头１２１．０２５ ｍ处（龙 口位于桥上，距离桥墩≥２ ｍ ］、距信号机位置的胶接 绝缘接头２４．９８０ Ｉｌ１）和２ 道岔岔后接头１ １２．８５ ｍ处 （距离２ ～８ 间的胶接绝缘接头８０．１０５ １ＴＩ），同时确保 龙口焊接位置距离轨枕≥１００ ｍｍ 。现场做好锯轨标 记，并复紧道岔内所有扣件。锯轨前由施工、监理、工务 段等单位的技术人员现场共同确定龙口锯轨位置。 ２）设置临时位移观测点 锯轨前由技术人员设置临时位移观测点。观测点 位置以岔前岔后接头焊缝位置为０点，往外按２０ ｍ间 距设置，分别布设４～６个测点；同时在限位器位置设 置位移观测点，在龙口锯轨处左右各设置１个位移观 测点，使用Ｌ尺靠齐钢轨分别在钢轨轨底边缘及道床 板上画线作为位移观测点。位移观测点起始值为０。 准确记录每个位移观测点距离起始点的距离，定时记 录气温、轨温、位移量，用于查看放散区段钢轨及道岔 是否充分伸缩。同时在龙Ｅｌ往区间线路方向１００ ｍ内 也设置观测点。 ３）准确掌握气温和轨温的变化 将４个轨温计分别贴在岔区的前后两端钢轨轨腰 的两面（各设１对），定时读取轨温计的数值，每端取 平均值做为监测轨温。在无缝岔区前后两端各放置 ２个气温计，定时读取数据取平均值作为气温数据。 ４）锯轨及应力放散 锯轨前，由现场技术员观测并记录２ 岔区前后已 设的位移观测点的位移量、尖轨跟端限位器位移量。 锯轨时使用方尺准确确定锯轨位置；选择夜晚２３：００ 轨温较低时锯轨，之后将道岔前后接头焊缝至龙口锯 轨处扣件全部解开（岔区内轨件焊接满足设计锁定轨 温的要求，岔区内扣件不动），同时解开２ 道岔岔前龙 口向区间方向１００ ｍ线路的扣件和岔后龙口向８ 道岔 方向１００ ｍ线路的扣件，满足锯轨点前后２００ ｍ线路 放散的要求 ，用滚杠支垫将龙口轨头错开，使其能 自由伸缩；按照１０ ｍ间距支垫滚杠并辅以橡胶锤敲击 的方法，使钢轨处于自由伸缩状态，放置２４～４８ ｈ，经 过约２ ｄ自然的高温和低温时段的自由伸缩，确保应 力释放彻底。 ５）位移观测及数据分析 龙口打开并拆除扣件后，由相关工务段、施工、监 理单位分别派人共同测量并记录气温、轨温、钢轨位移 量等数据。同时进行整理、分析，反算原无缝岔区锁定 时的实际轨温。 ６）锁定焊联 无缝道岔前后钢轨经过充分放散后，当实测轨温达 到设计锁定轨温范围（２２±３）℃（升温过程取下限值，降 温过程取中间值），记录现场实测气温、轨温及临时位移 观测点位移量，撤出滚杠，锁定线路，准备焊联。 ７）钢轨焊联 龙口采取铝热焊进行钢轨焊联，铝热焊焊缝距承 轨台边缘不得小于１００ ｍｍ 。随后进行焊缝打磨。 焊接精度满足《高速铁路无砟轨道线路维修规则（试 行）》（ＴＧ／ＧＷ１１５—２０１２）中钢轨焊接接头平直度标 准 的要求，见表１。 表１ 钢轨焊接接头平直度标准 轨顶面／ ＋０．３ ＋Ｏ．２ （ｒａｍ／１ ｍ）０ “＋”表示凸出 Ｏ 轨头内侧工作面／ ＋０．３ ＋Ｏ．３ （ｍｍ／１ ｍ） 一ｏ．３ Ｏ “＋”表示凹进 轨底面／ｍｍ ：’ ＋Ｏ．５ Ｏ “＋”表示焊筋凸出 注：平直度以焊缝为中心进行测量。 ８）探伤 龙口焊联结束后，待钢轨冷却，用小型钢轨探伤仪 进行人工探伤，确保焊接接头质量达标。如发现存在 焊接伤损等质量问题，立即安排重新焊接。 ９）轨道精测、精调 无缝岔区锁定后，由所属工务段组织对放散区段 进行轨道精测、精调，确保轨道质量达标。 １０）建立并完善相关台账 相关各单位在放散施工结束后，及时修改完善焊 接接头台账、无缝线路台账、一枕一档数据等。 １００ 铁道建筑 ３ 施工组织 放散施工联合体根据放散施工方案成立了技术 组、现场作业组、龙口焊联组、钢轨探伤组、轨道精测精 调组，明确了各组的人员构成、主要工（机）具、材料和 工作内容。各组分工见表２。 表２放散施工组织 ４施工步骤 ２０１４年３月２７日晚２３：３５，焊联组按照放散施工 反算２ 道岔原锁定轨温，其中道岔岔前原锁定轨温 （左股１２．６℃、右股１０．１℃）与设计锁定轨温范围 （２２±３）ｑＣ有较大差距。重新锁定道岔及时消除了无 方案在２ 道岔前后现场确定的龙１５位置切开钢轨，如 实记录现场气温、轨温。现场作业组拆除道岔前后放 散地段的全部扣件（岔区内扣件不动），支垫滚杠并辅 缝道岔锁定轨温不满足设计要求的安全隐患，无缝道 岔锁定轨温与岔前西安方向的区间无缝线路轨条实际 锁定轨温（２２ ｑＣ）相差仅２℃，与区间基本一致 ，确 保了设备安全和行车的平稳性。 ２）结合现场情况，选取临汾西站２ 无缝道岔岔前 １０３ ｍ处临时位移观测点的相关数据（３月２８日１０：５０ 以橡胶锤敲打，使钢轨自由伸缩。 技术组技术人员根据天气状况定时测量（正常情 况下２ ｈ测１次）、记录临时位移观测点的数据及当时 的轨温和气温。至３月３０日１０：Ｏ０和１０：３０，施工组 分别完成岔前和岔后的放散锁定工作，锁定轨温岔前 １９℃、岔后２１ ｃｃ，２ 无缝道岔平均锁定轨温为２０ ｏＣ， 满足设计要求。 焊联组组织实施龙口４个接头的焊联，采用德国 至３月３０日１０：Ｏ０之间的ｌ６次观测数据）来分析。 分析气温、轨温及反算的原锁定轨温数据统计结果 （见图３）可知：①气温和轨温没有明显的量化对应关 系，但变化趋势一致，这和太阳日照时间等环境因素关 系很大 ；②从反算的原锁定轨温数据来看，岔前龙 施密特铝热焊在高铁上的焊接技术 ，从准备工作、 钢轨除锈、对正到安装砂模、钢轨预热、焊剂准备、浇 口打开后原锁定轨温数据有一定的波动，说明放散无 缝道岔时，应提供足够时间让道岔内的应力充分释放， 这样才能确保应力放散达到效果。 筑、拆模、推瘤、打磨等环节，严格执行焊接工艺要求， 确保焊联一次成功，满足钢轨焊接质量要求和精度 要求。 ３月３０日下午工务段钢轨探伤组组织焊缝探伤， 确认焊接接头无伤损情况，质量达标。经技术组联合 验收，放散达到了预期效果。工务段当日夜间组织对 放散地段进行了精测，次日进行了精调，并完善焊接接 头台账、无缝线路台账及一枕一档数据。 ５ 施工效果 图３ 临汾西站２ 无缝道岔岔前气温、轨温及反算的 １）放散结束后，根据临时观ｉ贝６点的位移数据 原锁定轨温数据统计结果 ２０１６年第１２期 高新平：高速铁路无缝道岔应力放散施工技术 １０１ 公里客运专线铁路６０ ｋｇ／ｍ钢轨１８号单开道岔总布置图 ６结论与建议 １）建议在高铁建设阶段按照铁路总公司的相关 要求¨ 加强提前介入工作，工务段应全程参与钢轨和 ［ｚ］．北京：客运专线道岔国产化研发组，２００９． ［３］中国铁路总公司．中国高速铁路工务技术［Ｍ］．北京：中国 铁道出版社，２０１４． 道岔铺设、精调工作，监督和指导钢轨接头焊接、打磨， 无缝线路锁定等工作，尤其应重视岔区无缝线路的铺 设与焊接工作，多备轨温计和气温计，防止出现不真实 的轨温数据和气温数据影响锁定质量；尽量避免冬季 寒冷时段焊接，确保无缝线路设备稳定安全。 ２）建议在静态验收时，全面掌握无缝线路基本情 况，重点查看施工单位的无缝线路施工记录与位移观 测记录是否完整，核对监理单位的旁站记录以及工务 段的提前介入记录，及时发现并消除安全隐患。 ３）若确需放散无缝道岔，应确保有充足的放散时 间，使岔区钢轨应力得到充分释放；同时应针对不同的 设备情况制定具体的施工组织方案和应急预案，重点 卡控钢轨焊联工作，确保焊联一次成功。 参 考 文 献 ［４］中华人民共和国铁道部．ＴＧ／ＧＷ１１５—２Ｏ１２ 高速铁路无 砟轨道线路维修规则（试行）［Ｓ］．北京：中国铁道出版社， ２０１２． ［５］卢耀荣．无缝线路研究与应用［Ｍ］．北京：中国铁道出版 社，２００４． ［６］中华人民共和国铁道部．ＴＢ １０７５４－－２０１０ 高速铁路轨道 工程施工质量验收标准［ｓ］．北京：中国铁道出版社， ２０ｌＯ． ［７］李欢，陈春秋．钢轨铝热焊接技术在高速铁路上的应用 ［Ｊ］．铁道建筑，２０１２（３）：１１８—１２０． ［８］李福财．无缝道岔铺设与应力放散施工技术研究［Ｊ］．科学 之友，２００９（１２）：４Ｏ一４２． ［９］任百富．低温条件下长钢轨焊接及应力放散质量控制［Ｊ］． 铁道建筑，２０１２（１２）：１４０—１４３，１４７． ［１Ｏ］徐玉坡，梁晨，蒋金洲．高速铁路轨温、梁温和环境温度的 研究［Ｊ］．铁道建筑，２０１５（１）：１２７—１３１． ［１１］中国铁路总公司．铁总办［２０１４］５８号 中国铁路总公司 关于明确铁路局提前介入铁路建设项目有关事项的通知 ［ｚ］．北京：中国铁路总公司，２０１４． ［１］铁道第三勘查设计院集团有限公司．新建大同至西安铁路 客运专线工程［Ｒ］．天津：铁道第三勘查设计院集团有限 公司，２０１０． ［２］客运专线道岔国产化研发组．客专线（０７）００９．Ｉ时速３５０ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｄｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗｅｌｄｅｄ Ｔｕｒｎｏｕｔ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ ＧＡＯ Ｘｉｎｐｉｎｇ （Ｔａｉｙｕａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗｅｌｄｅｄ ｔｕｒｎｏｕｔ ｌｏｃｋｅｄ ｒａｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｈａｌｌ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓｔａｂｉｌｉＷ ｏｆ ｒａｉｌｓ ａｎｄ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，ｄｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ｓｈａｌｌ ｂｅ ａｐｐｆｉｅｄ ｉｎ ｍｏｓｔ ｃａｓｅｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｉｓ ｔｈｅ ｄｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗｅｌｄｅｄ ｒａｉｌ ｏｆ Ｄａｔｏｎｇ－Ｘｉ’ａｎ ｈｉ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ．Ｉｔｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ，ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ， ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉＷ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗｅｌｄｅｄ ｒａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗｅｌｄｅｄ ｒａｉｌ；Ｔｕｒｎｏｕｔ；Ｄｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ；Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （责任审编 葛全红）