无缝线路曲线地段应力放散实践与探讨

摘要：由于日常的养护维修、线路大中修施工作业、列车碾压等其他外部环境因素影响，无缝线路会不断产生位移和应力衰减，从而使锁定轨温下降，造成无缝线路不稳定，危及铁路行车安全。文章结合侯马北工务段日常维修放散、大修放散过程中曲线地段应力放散的实践，对存在的一些问题、注意事项、处理措施及意见等进行了探讨。

关键词：曲线零应力状态；应力放散；锁定轨温；维修放散；曲线地段

中图分类号：U213 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0095-03

正常情况下，无缝线路在设计锁定轨温范围内锁定后，固定区随着轨温的变化受拉或受压，而且各处的应力是均匀一致的，能满足强度和稳定的要求，不会发生胀轨或断轨。但是，由于日常的养护维修、线路大中修施工作业、列车碾压等其他外部环境因素影响，无缝线路会不断产生位移和应力衰减，从而使锁定轨温下降，造成无缝线路不稳定，危及铁路行车安全，此时就要对不符合规定要求的无缝线路进行应力放散，重新锁定线路。

1 问题的提出

在日常的维修放散、大修放散施工中发现，总体来说直线地段应力放散施工简单容易，而曲线地段应力放散施工相对困难，撞轨拉伸时曲线变形，造成轨距变化量大，改道困难，曲线钢轨内部各点的应力是否达到技术标准“匀、够、准”，曲线地段钢轨容易翻倒等问题，如何有效缓解或减少此类问题的发生，值得我们考虑，（1）曲线地段应力放散过程中曲线如何变化；（2）曲线地段应力放散撞轨时如何确保长轨条撞至零应力状态；（3）曲线地段应力放散拉伸过程中如何解决钢轨容易翻倒问题。

2 问题的分析阐述

2.1 曲线地段应力放散过程中曲线如何变化

要确保曲线地段应力放散达到技术标准：“匀、够、准”，必须先弄清楚应力放散施工过程中长轨条不同阶段的受力情况及曲线变化情况。

2.1.1 当线路扣件未松动时，长轨条处于受拉或受压状态。

2.1.2 当线路扣件完全松开，龙口处切断钢轨时，此时长轨条处于不受拉或不受压状态，但钢轨内部各点应力处于不均匀状态，仍存在部分残余应力。

2.1.3 钢轨撞轨阶段，钢轨内部残余应力消失，撞至各观测点反弹后，此时长轨条处于零应力状态。

2.1.4 当钢轨轨温不在设计锁定轨温范围内时，采用滚筒结合拉伸配合撞轨的方法来消除温差。目前普遍采用YLS-1000型钢轨拉伸机（额定牵引力1000kN，油缸行程500mm），根据现场实测轨温及锁定轨温计算出拉伸量，撞轨配合拉伸，各观测点位移到位，撤滚筒、整正胶垫，锁定线路，长轨条内部各点应力“匀、够、准”。

2.1.5 当钢轨轨温处于设计锁温范围内时，采用滚筒结合撞轨法进行施工，撞至各观测点反弹后，即可撤除滚筒、整正胶垫，锁定线路。

2.2 撞轨及拉伸阶段曲线存在的问题

撞轨、拉伸阶段曲线钢轨容易变形，造成轨距变化量大，改道困难，同时难以保证钢轨内部各点应力均匀。

2.2.1 钢轨撞轨阶段，在日常施工中普遍存在这样的问题：应力放散施工时，曲线地段在不断向龙口方向撞轨过程中，曲上股的外股扣件会逐渐密贴钢轨、扣板上浮且挤压轨枕立螺栓，里股扣件容易下台。

2.2.2 钢轨拉伸阶段，放散地段有曲线时，在拉伸过程中曲上股的里股扣板会逐渐密贴钢轨、扣板上浮且挤压轨枕立螺栓，里股扣板易上台，外股扣板离缝逐渐变大且扣板易下台并压到轨底，即曲线处于被拉直状态，而且拉伸量较大、拉伸速度较快时，曲线地段钢轨容易翻倒。

2.2.3 钢轨拉伸到位后，撤除滚筒锁定线路，由于曲线被拉直造成轨距变化量大，改道极其困难。

结合日常施工，2013年3月12日，侯马北工务段组织在南同蒲上行线张礼-临汾间K627+100-K626+100m处应力放散施工（其中K626+100-K626+640位于直线地段、K626+640-K627+020位于曲线地段，龙口位置位于K627+100m处），封锁时间4∶30～6∶30，施工轨温2℃，锁定轨温26℃。当封锁命令下达后，施工队伍组织松扣件、支垫滚筒，待扣件全部松动、滚筒支垫完毕后开始组织撞轨，在撞轨过程中未指定专人盯控曲线地段扣件、扣板变化情况，待拉伸作业结束后才观察到曲线上股外股扣件80%下台率且压到轨底，而曲线上股的里股扣件上台居多，恢复锁定线路时造成极大困难且施工当日仅完成单股放散工作量，影响施工效率，浪费人力、物力、财力。

针对此次施工，分析其存在的主要问题：（1）未考虑季节原因，3月份4∶30～6∶30分的施工封锁点不太适宜进行应力放散施工；（2）曲线地段未指定专人负责，盯控其变化过程，扣件的变化情况，滚筒的支垫方向等；（3）盲目认为放散1km轻而易举，未考虑现场实际情况，在龙口方向有380m曲线且施工轨温较低，而钢轨拉伸机在拉伸作业时采取一步到位政策，从而导致了曲线翻倒、扣板上台、扣板下台、改道困难等情况的发生。

3 解决问题的措施及建议

3.1 采用滚筒配合撞轨法

应力放散施工时，尽量选择钢轨轨温在设计锁温范围内进行施工，长轨条撞至自由状态时即可锁定线路，减少拉伸工序，提高工作效率，且钢轨处于零应力状态时锁定线路，有效提高放散质量，即采用滚筒配合撞轨法施工。

3.2 使长轨条撞至零应力状态

无论是采用滚筒配合撞轨法还是滚筒结合拉伸配合撞轨法进行施工，都必须先使长轨条撞至零应力状态，施工中确保曲线地段达到零应力状态。

无缝线路应力放散要求每隔50～100m设置临时观测点，曲线地段应每隔50m设置一个临时观测点，随时掌握长轨条位移量及扣件、扣板情况。在不断撞轨过程中，当各观测点钢轨位移量变化不大、微量变化时，以曲线上股为例，此时各点观测人员着重注意曲线上股外口扣板与钢轨接触情况，若整条曲线上股外口扣板均与钢轨顶死，且扣板呈现上浮趋势，说明钢轨已达零应力状态，即可停止撞轨。endprint

3.3 采用滚筒结合拉伸配合撞轨法进行放散

长轨条撞至零应力状态后，若钢轨轨温不满足锁定要求，需采用滚筒结合拉伸配合撞轨法进行放散，拉伸过程中曲线地段钢轨容易翻倒，如何尽量避免，最大限度确保施工安全。

3.3.1 合理设置撞轨点，曲线地段不宜超过300m，避免撞轨造成的应力不均匀，分段撞轨，促使钢轨释放温度力。

3.3.2 应力放散过程中，轨下需支垫滚筒，以此来减小钢轨阻力，使钢轨尽量自由伸缩。垫滚筒时需撤下胶垫并清理轨底，滚筒间隔5～6m，确保中间各点轨底离开胶垫。滚筒尺寸：一般为Ф22～24mm圆钢，长度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲线地段支垫滚筒时，滚筒需支垫在曲线的下股一侧方向，且能够保证钢轨纵向移动时滚筒不落出轨枕。当钢轨拉伸机开始拉伸时，曲线呈现被拉直状态，滚筒支垫在下股一侧，能极大程度上确保钢轨不易翻倒。

3.3.4 曲线地段松动扣件时，螺帽不宜松动过高，滚筒垫起后螺帽与平垫的垂直距离1mm即可，既能确保放散质量，不影响钢轨伸缩，又能有效防止钢轨拉伸过程中翻倒。

3.3.5 长轨条放散过程中，拉伸配合撞轨，钢轨拉伸器压力保持在0～40MPa之间为佳。当压力超过40MPa时，必须进行保压，通过撞轨释放温度力，传递力量，使钢轨内部应力均匀，不能仅仅依靠拉伸器强制拉伸使龙口合拢，造成长轨条内部应力不均匀，锁温不准，且曲线地段钢轨易翻倒。当钢轨拉伸器压力降至允许范围内时，再次拉伸结合撞轨，达到理想锁定轨温，锁定线路。

3.3.6 龙口位置的选择也尤为关键，现场工作量分析调查时，详细了解放散区段的线路状况，一是龙口位置尽量确定在直线地段，二是曲线地段尽量远离龙口，放在龙尾位置，离龙口距离越远拉伸量就越小，对曲线的影响也就越小。

3.3.7 施工过程中一旦发生曲线翻倒情况，必须果断采取措施，在施工点充裕的情况下，松开钢轨拉伸机重新进行拉伸，此时必须确保曲线地段扣件完整，滚筒方向支垫正确且不落出轨枕，且严格按允许范围压力进行拉伸，拉伸时配合撞轨，再次拉伸到位恢复线路；若施工点紧张，必须及时采取措施，从曲线头部开始恢复扣件，逐扣板压钢轨，隔5根枕木锁定2套扣件，最终恢复线路结构。

4 效果

通过日常施工经验总结，并将该方法在日常施工中付诸实施，长轨条能达到应力放散技术标准：匀、够、准，且曲线地段钢轨不易翻倒，施工点内完成施工，按时开通线路，确保各项安全。然而目前仍存在很多问题需要加以研究解决，是否能有更加科学的方法来完善曲线地段达到零应力状态时曲线处于的状态，是否能借助于更先进更强的设备来提高施工质量、推进施工进度。

参考文献

[1] 铁路线路修理规则[S].北京：中国铁道出版社，2013.

作者简介：佘庆（1987-），男，江苏南通人，大秦铁路股份有限公司侯马北工务段助理工程师，研究方向：铁道

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3.3 采用滚筒结合拉伸配合撞轨法进行放散

长轨条撞至零应力状态后，若钢轨轨温不满足锁定要求，需采用滚筒结合拉伸配合撞轨法进行放散，拉伸过程中曲线地段钢轨容易翻倒，如何尽量避免，最大限度确保施工安全。

3.3.1 合理设置撞轨点，曲线地段不宜超过300m，避免撞轨造成的应力不均匀，分段撞轨，促使钢轨释放温度力。

3.3.2 应力放散过程中，轨下需支垫滚筒，以此来减小钢轨阻力，使钢轨尽量自由伸缩。垫滚筒时需撤下胶垫并清理轨底，滚筒间隔5～6m，确保中间各点轨底离开胶垫。滚筒尺寸：一般为Ф22～24mm圆钢，长度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲线地段支垫滚筒时，滚筒需支垫在曲线的下股一侧方向，且能够保证钢轨纵向移动时滚筒不落出轨枕。当钢轨拉伸机开始拉伸时，曲线呈现被拉直状态，滚筒支垫在下股一侧，能极大程度上确保钢轨不易翻倒。

3.3.4 曲线地段松动扣件时，螺帽不宜松动过高，滚筒垫起后螺帽与平垫的垂直距离1mm即可，既能确保放散质量，不影响钢轨伸缩，又能有效防止钢轨拉伸过程中翻倒。

3.3.5 长轨条放散过程中，拉伸配合撞轨，钢轨拉伸器压力保持在0～40MPa之间为佳。当压力超过40MPa时，必须进行保压，通过撞轨释放温度力，传递力量，使钢轨内部应力均匀，不能仅仅依靠拉伸器强制拉伸使龙口合拢，造成长轨条内部应力不均匀，锁温不准，且曲线地段钢轨易翻倒。当钢轨拉伸器压力降至允许范围内时，再次拉伸结合撞轨，达到理想锁定轨温，锁定线路。

3.3.6 龙口位置的选择也尤为关键，现场工作量分析调查时，详细了解放散区段的线路状况，一是龙口位置尽量确定在直线地段，二是曲线地段尽量远离龙口，放在龙尾位置，离龙口距离越远拉伸量就越小，对曲线的影响也就越小。

3.3.7 施工过程中一旦发生曲线翻倒情况，必须果断采取措施，在施工点充裕的情况下，松开钢轨拉伸机重新进行拉伸，此时必须确保曲线地段扣件完整，滚筒方向支垫正确且不落出轨枕，且严格按允许范围压力进行拉伸，拉伸时配合撞轨，再次拉伸到位恢复线路；若施工点紧张，必须及时采取措施，从曲线头部开始恢复扣件，逐扣板压钢轨，隔5根枕木锁定2套扣件，最终恢复线路结构。

4 效果

通过日常施工经验总结，并将该方法在日常施工中付诸实施，长轨条能达到应力放散技术标准：匀、够、准，且曲线地段钢轨不易翻倒，施工点内完成施工，按时开通线路，确保各项安全。然而目前仍存在很多问题需要加以研究解决，是否能有更加科学的方法来完善曲线地段达到零应力状态时曲线处于的状态，是否能借助于更先进更强的设备来提高施工质量、推进施工进度。

参考文献

[1] 铁路线路修理规则[S].北京：中国铁道出版社，2013.

作者简介：佘庆（1987-），男，江苏南通人，大秦铁路股份有限公司侯马北工务段助理工程师，研究方向：铁道

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3.3 采用滚筒结合拉伸配合撞轨法进行放散

长轨条撞至零应力状态后，若钢轨轨温不满足锁定要求，需采用滚筒结合拉伸配合撞轨法进行放散，拉伸过程中曲线地段钢轨容易翻倒，如何尽量避免，最大限度确保施工安全。

3.3.1 合理设置撞轨点，曲线地段不宜超过300m，避免撞轨造成的应力不均匀，分段撞轨，促使钢轨释放温度力。

3.3.2 应力放散过程中，轨下需支垫滚筒，以此来减小钢轨阻力，使钢轨尽量自由伸缩。垫滚筒时需撤下胶垫并清理轨底，滚筒间隔5～6m，确保中间各点轨底离开胶垫。滚筒尺寸：一般为Ф22～24mm圆钢，长度160mm，尺寸一致。

3.3.3 曲线地段支垫滚筒时，滚筒需支垫在曲线的下股一侧方向，且能够保证钢轨纵向移动时滚筒不落出轨枕。当钢轨拉伸机开始拉伸时，曲线呈现被拉直状态，滚筒支垫在下股一侧，能极大程度上确保钢轨不易翻倒。

3.3.4 曲线地段松动扣件时，螺帽不宜松动过高，滚筒垫起后螺帽与平垫的垂直距离1mm即可，既能确保放散质量，不影响钢轨伸缩，又能有效防止钢轨拉伸过程中翻倒。

3.3.5 长轨条放散过程中，拉伸配合撞轨，钢轨拉伸器压力保持在0～40MPa之间为佳。当压力超过40MPa时，必须进行保压，通过撞轨释放温度力，传递力量，使钢轨内部应力均匀，不能仅仅依靠拉伸器强制拉伸使龙口合拢，造成长轨条内部应力不均匀，锁温不准，且曲线地段钢轨易翻倒。当钢轨拉伸器压力降至允许范围内时，再次拉伸结合撞轨，达到理想锁定轨温，锁定线路。

3.3.6 龙口位置的选择也尤为关键，现场工作量分析调查时，详细了解放散区段的线路状况，一是龙口位置尽量确定在直线地段，二是曲线地段尽量远离龙口，放在龙尾位置，离龙口距离越远拉伸量就越小，对曲线的影响也就越小。

3.3.7 施工过程中一旦发生曲线翻倒情况，必须果断采取措施，在施工点充裕的情况下，松开钢轨拉伸机重新进行拉伸，此时必须确保曲线地段扣件完整，滚筒方向支垫正确且不落出轨枕，且严格按允许范围压力进行拉伸，拉伸时配合撞轨，再次拉伸到位恢复线路；若施工点紧张，必须及时采取措施，从曲线头部开始恢复扣件，逐扣板压钢轨，隔5根枕木锁定2套扣件，最终恢复线路结构。

4 效果

通过日常施工经验总结，并将该方法在日常施工中付诸实施，长轨条能达到应力放散技术标准：匀、够、准，且曲线地段钢轨不易翻倒，施工点内完成施工，按时开通线路，确保各项安全。然而目前仍存在很多问题需要加以研究解决，是否能有更加科学的方法来完善曲线地段达到零应力状态时曲线处于的状态，是否能借助于更先进更强的设备来提高施工质量、推进施工进度。

参考文献

[1] 铁路线路修理规则[S].北京：中国铁道出版社，2013.

作者简介：佘庆（1987-），男，江苏南通人，大秦铁路股份有限公司侯马北工务段助理工程师，研究方向：铁道

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