浅谈客运专线无缝线路施工

李博

摘 要：本文结合吉图珲客专无缝线路施工的实践，就客运专铺无缝线路施工的原理、关键工序和技术控制进行了详细介绍。

关键词：客运专线；无缝线路；关键工序；技术控制

1 无缝线路基本原理

在普通轨道上，钢轨长度一般只有12.5 m或25 m，在接头处都留有轨缝，钢轨随轨温的变化可以伸缩。无缝线路上，钢轨长度在1 000m以上，这种轨道是被“锁定”着的，当轨温发生变化时，钢轨不能自由伸缩，在内部产生一种力，称为温度力。夏天轨温升高，钢轨欲伸长，但因受阻力影响而不能实现，从而转化为压应变，在钢轨内部产生压应力。冬季轨温降低，钢轨欲收缩，但因受阻力影响而不能实现，从而转化为拉应变，在钢轨内部产生拉应力。这是无缝线路区别于一般线路的根本特点。

由理论计算和运营实践表明：无缝线路内部的温度力的大小与轨温的变化幅度成正比关系，而与钢轨的长度无关，所以，在一定的温度变化条件下，只要轨道的强度与稳定能够得到保证，无缝线路的长度可以不受限制。但在实际应用中，考虑到自动闭塞区段绝缘接头的设置，桥梁、隧道、道岔的衔接及施工、维修的方便，无缝线路的长度一般为1～2km，两端还铺有短轨作为“缓冲区”，致使此种无缝线路中尚有10%左右的有缝线路。

2 无缝线路锁定轨温

将焊接长钢轨铺在轨枕上，并予以锁定时的钢轨温度。当钢轨全部被锁定时，钢轨内部的温度应力等于零，所以又称“零应力轨温”。选择锁定轨温的原则是以冬季钢轨不折断，夏季不发生胀轨跑道，并根据各个地区的轨温变化情况进行检算和调整，一般以高于本地区的中间轨温比较适宜。例如，中国北京地区最高轨温为62.6℃，最低轨温为-22. 8℃，中间轨温就是19. 9℃，而设计锁定轨温一般采用24℃。每一根焊接长钢轨的锁定轨温各不相同，必须如实记录，作为技术资料，以便今后计算轨温升降变化幅度时的依据。

由于轨温时刻在变化，而铺轨工作需要一定的时间才能完成，所以将铺轨轨温范围定为T±5℃。无缝线路的施工，必须在这个轨温范围内完成铺设锁定工作，并把当时测量的轨温定为这一段无缝线路实际的锁定轨温。它是重要的技术资料，是计算轨温变化幅度的依据。

3 无缝线路温度力的分布及组成

无缝线路内部的温度力，是由焊接长钢轨的自由伸缩受限制而产生的，而限制长钢轨自由伸缩的因素是阻力。在无缝线路焊接长钢轨的两端，限制其自由伸缩的阻力是接头阻力，在无缝线路的全长范围内，限制其自由伸缩的阻力是道床纵向阻力。

温度应力式无缝线路分为固定区、伸缩区和缓冲区。固定区是长钢轨不因轨温变化而伸缩的区段；伸缩区在长钢轨的两端，一般长约50～100m；缓冲区有2～4根标准长（12.5m或 25m）钢轨组成，以便于设置轨缝。普通无缝线路的固定区及其两端伸缩区的总长，一般为1 000～2 000m，如因其他设备或施工条件限制时，不短于300m。

4 无缝线路的铺设

无缝线路的铺设主要工程项目，由钢轨焊接、装运与铺设三项作业组成。

4.1 钢轨焊接

分厂焊与工地焊。①厂焊是由焊轨厂将无孔的标准轨，用气压焊法或接触焊法焊成长250～500m的长钢轨。经质检合格后，由长钢轨运输列车运至铺设现场。②工地焊是在铺设工地用焊轨车按设计长度将长钢轨焊联成长轨条。工地焊接亦称联合接头焊接。焊接时环境温度应在0℃以上，焊后探伤并热处理。

4.2 长钢轨的装运

承轨台上存放的长钢轨，装运时应注意①每根长钢轨的起吊、横移、下落的操作要保持同步；②下落就位要准确到位；③每装好一层，要立即上好长钢轨间隔铁，同时紧固长钢轨锁定装置，严防列车运行中长钢轨横向移位或纵向串动；④列车的押运人员，要作好监护，途中停车要进行检查，确保运行安全。长钢轨运至工地后，卸轨操作人员，按卸轨操作工艺，将长钢轨卸下，放在轨枕两侧端部。

4.3 封锁前的准备

①方正长轨条始终端；②埋设位移观测桩；③拨顺并串动长轨条，放散初始应力，使始端拨入时能与线路上钢轨吻合；④备齐终端龙口轨和锯轨机等工具；⑤散布扣件及橡胶垫板、垫片。在封锁前的慢行时间，轨枕扣件隔一卸一，卸下始终端各两套接头螺栓。

4.4 长轨条的铺设

施工领导人要准确记录长轨始、终端落槽时轨温，其平均值为锁定轨温，如锁定轨温不在设计锁定轨温范围内，铺后必须进行应力放散或调整，并重新锁定。低温铺设时，要配备钢轨拉伸器张拉钢轨，提高锁定轨温值，使之符合设计规定。终端落槽合拢时，严禁用氧乙炔焰切割钢轨或撞轨合拢。长轨条锁定后应立即做好位移观测标记。线路开通后应全面按标准复紧扣件、调整轨距、整正线路。

5 跨区间或全区间长轨条的铺设

按每段长度为1500m左右依次铺设，以一個封锁点铺设锁定的轨条长度为管理单元，铺设方法分为连入法铺设和插入法铺设。

5.1 连入法铺设

轨温处在设计锁定轨温范围以内或以下，适用此法。进行换轨作业时，如轨温适度，先将新铺单元长轨条始端与已铺的相邻单元长轨条终端直接焊连。如轨温低于设计锁定轨温的下限，新轨落槽后，每15 m左右支垫一滚筒，先拉伸后焊连，使锁定轨温符合设计要求。焊连时采用具有拉伸功能的小型气压焊机焊接，便于拉伸到位后立即施焊。电气化区段采用不停电换轨作业方法施工，用待铺的单元长轨条作为接触网的临时回流线，遇有胶结绝缘接头，必须设置临时接续线。

电化区段不停电换轨作业，必须解决因拆出旧轨铺入新轨而中断的接触网回流通道问题。为此，利用了待换的长轨条作为接触网回流通道。长轨条两端各采用长度分别为30m和4m截面积为70mm2 的铜线两根，采用新旧钢轨交替连接的方法，解决了铺轨时新旧轨进出换轨车龙口时回流通道不中断的问题。具体做法：①线路封锁后，在长轨条的连入端（始端）用两条各长30m的铜线，将线路上已换入的新轨与待轨长轨条连接起来， A，B和A1，B1；在长轨条的合拢端用两条各长4 m的铜线，将待换长轨条与线上旧轨连接起来， C，D和C1，D1；连好后拆除旧轨始终端的接续线。②将新旧长轨条引进各自的龙口后，换轨车即可前进，待新轨落槽换轨车暂停，用两条各长4 m的铜线将合拢轨连接起来， E，F 和E1，F1，连好后拆除长30 m的铜线，换轨车启动作业。③换轨车临终端之前停车，用始端拆下的30 m长铜线，将换轨车龙口之后铺设中的长轨条与线路上合拢端的旧轨连接起来， G，H和G1，H1，连好后立即拆除4 m长的连接铜钱，换轨车继续前进，直至新旧轨合拢。

为保证不停电换轨作业正常进行，必须选拔人员培训，专门负责回流线的安装与拆除工作。作业时要穿着安全服及绝缘鞋。

5.2 插入法铺设

在轨温高于设计锁定轨温上限的情况下采用。换轨作业时，在新铺单元长轨条与已铺单元长轨条之间，插入长度不短于6 m的临时缓冲轨。此法可在任意自然轨温条件下，分段依次铺设。待轨温适宜季节，取出缓冲轨插入短轨放散应力，而后进行最终焊接。施工时应注意：①原则上可任意自然轨温条件下铺设，但如有可能还是要尽量在设计轨温范围内，或靠近设计锁定轨温的条件下铺设。②在低于设计锁定轨温条件下铺设时，最好用12.5m钢 轨作为缓冲轨。③终焊的施工温度，最好在较低温度下进行，采用拉伸法放散应力。④终焊最好选用小型气压焊机施焊。如采用铝热焊法，应配备宽臂距拉伸机作业。

6 结语

通过对以上关键环节进行了严格的技术控制，中铁十九局集团六公司承建的吉图珲客运专线已完成的无缝线路施工合格率100%，完全满足了设计要求。