无缝线路曲线区段更换钢轨相关问题探究

华 枫 上海铁路局杭州工务段

无缝线路曲线区段更换钢轨相关问题探究

华 枫 上海铁路局杭州工务段

更换跨区间无缝线路曲线钢轨日益频繁，并且是一项繁琐、艰巨的工作。介绍曲线新长轨条卸车后的定位放置，包括防止长轨条向外倾覆和减少长轨条纵向位移，重点对长轨条的弧线差计算原理及龙门轨错前量设置进行探究。

无缝线路曲线钢轨；弧线差；龙门轨错前量

近年来，随着铁路高密度、高运量的运营以及列车运行速度的提高，但无缝曲线钢轨侧磨现象日益严重，特别是小半径无缝曲线钢轨侧磨尤为突出，小半径无缝曲线钢轨的更换周期缩短。车间管内对于成段更换曲线磨耗钢轨施工计划较多，施工中参加人员也较多，因而，成段更换曲线钢轨是一项频繁、艰巨的工作。本文对更换无缝曲线钢轨施工现场中遇到的相关问题进行探究。

1　曲线新长轨条卸车后的定位放置

1.1防止长轨条向外倾覆

对于准备换入的曲线长轨条，一般由长轨车卸下，长度约250 m。准备换入的新长轨条在道床肩部道砟预先整平后，根据《普速铁路工务安全规则》第2.6.8条“准备换入的长轨应放在道床肩上（无砟桥桥枕上）”进行定位放置。但在现场施工前，刚卸车的曲线上股长轨条往往由于曲线半径较小、卸车速度过快、道床肩部道砟松散等原因，虽有枕木头使旧轨与新轨进行联结，但仍易发生向外倾覆现象。

对于此类情况，采用1.0 m~1.2 m短绝缘轨距拉杆对既有钢轨与新长轨条轨底进行联接，每根绝缘轨距拉杆的间距为25 m~50 m，对防止长轨条向外倾覆效果较为明显（见图1）。

图1 短绝缘轨距拉杆安装示意图

1.2减少长轨条纵向位移

在新长轨条卸轨到位后，由于线路纵断面的坡度存在与列车过车后的不规则振动，钢轨由于温度变化产生的自由伸缩等，使准备换入的新长轨条存在纵向位移。为减少钢轨的纵向移动，控制施工前钢轨进行现场复核后的定位。采取安装铸造穿销式防爬器，将新长轨利用防爬器与部分混凝土枕进行联结，利用摩阻力减少钢轨的纵向位移，每个防爬器的间距约为25 m~50 m（见图2）。

图2 纵向防爬器安装示意图

2　长轨条的弧线差计算及龙门错前量设置

2.1长轨条的弧线差计算

在成段更换无缝线路曲线钢轨时，一般将整个曲线全长与部分直线地段钢轨进行更换，对曲线外侧新长轨与既有侧磨轨的弧线差进行计算是确保施工时新长轨条龙门能够焊接到位的基础。

如图所示，AA’和BB’分别为曲线既有上股钢轨和准备换入新长轨的轨头中心线，两股中心线的长度差即为曲线外股弧线差 △l：

式中：φ1、φ2——分别为新长轨上A、A’点的切线与曲线始切线的夹角；

R1、R2——分别为新长轨与既有上股钢轨中心线的半径；

S——既有上股钢轨轨头外侧与新长轨轨头内侧轨顶面下方16 mm处的距离：D+新长轨轨头宽度，一般P60钢轨取（D+73）mm（见图3）。

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图3 曲线外股弧线差计算示意图

（1）对于圆曲线，A、A’两点分别为圆曲线的始点和终点，由于，则弧线差为：

式中ly、R2分别为既有旧长轨圆曲线的长度和半径。

（2）根据常用缓和曲线表达公式，则有：

式中：l0——缓和曲线长度；

l1、l2——分别为缓和曲线起点至A、A’点的距离。

当A、A’两点分别为缓和曲线的始点和终点时：l1=0、l2= l0，则整个缓和曲线内钢轨曲线外股弧线差为：

根据式（2）、式（5）整个曲线（包括圆曲线和两端缓和曲线）的弧线差为：

2.2龙门错前量计算

按照现有更换无缝线路曲线钢轨施工工艺流程，在施工前对新旧长轨现场长度进行复核是确保施工正点的关键。在施工流程中，当旧长轨拨出线路后，新长轨的一头先拨入线路，再依次将新长轨条拨入线路。由于新长轨与旧轨之间的弧线差存在，在拨入新长轨后，新长轨会伸向旧轨切割龙门处。因此，在施工前复核时，通过计算使曲线旧侧磨长轨比新长轨（施工前进行切割）适当错前，以便施工时节约时间。若错前量过小会使龙门口瞎缝，导致铝热焊接受阻；若错前量过大会导致长轨需要进行撞轨移位。因此预留适当的长轨错前量，是确保龙门能够准确无误合上的关键。根据新长轨曲线对称的原理，当新长轨拨入至曲线曲中的位置时，长轨将向另一端进行伸缩，故先拨入龙门的预留量为：

式中：A为铝热焊接预留焊接轨缝（法铝为（23～27）mm，德铝（27～30）mm）

3　现场实例

沪昆线上行191 km618 m至192 km223 m为曲线地段：右曲、P60钢轨、砼枕、枕木配置1760根/km、起缓为80 m、终缓80 m、曲线全长为604.41 m，现场实测上股钢轨轨头外侧与新长轨轨头内侧间距为65 cm，根据式（7）：

注：由于现场法铝焊剂较多，故A一般取为25.0 mm。

4　注意事项

（1）在进行施工前现场长轨条复核时，要注意多次取平均值，确定两轨条的距离S。对于S前后几次差值较大时，应适当拨正新长轨，再进行测量。

（2）对于新长轨一头拨入后，要每隔10 m在混凝土枕两螺杆间放置滚筒，以便新长轨能自由伸缩。

（3）在碰到信号机的胶接绝缘接头时，由于胶接绝缘接头要事先利用天窗进行线下切割胶接，此时要分段进行计算，确保胶接绝缘接头位置不变。

（4）在日常施工中碰到更换曲线下股垂磨轨时，下股新长轨会有一个错前量，仍可以按照式（7）进行求解，但在式（8）中为进行龙门预留量计算。

［1］铁路职工岗位培训教材编审委员会［M］.铁路线路工.

［2］宋太平.成段更换曲线段钢轨方法探讨［J］.同煤科技，2014（12）∶41-42.

［3］尹克俭.成段更换曲线磨耗轨施工方法［J］.铁道运营技术.1998（4）∶30-32.

责任编辑：许耀元

来稿日期：2016-05-20