新技术在跨区间无缝线路中的应用

工业技术　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ００Ｙ　．　团圆　新技术在跨区间无缝线路中的应用①　魏强　（北京铁路局北京大机运用检修段　北京　１　０００７　１）　摘要：本文通过介绍跨区间无缝线路施工中绝缘接头的现场胶结，百米定尺轨的使用　长轨的现场焊接，新型轨下结构等方面，叙述　了近年来我固跨区间无缝线路施工工艺，结构改进上的发展。　关键词：无缝线路　施工　新技术　中图分类号：Ｕ２１　３．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７　２－－３７９１（２０１３）０３（ａ）一００８１－０１　不一样，不能承受撕裂力和过大的弯曲与　１．１跨区间无缝线路的定义　撞击，且缺少弹性，其疲劳强度低于焊接接　跨区间无缝线路是指轨条长度跨越区　头。所以在运输和铺设过程中，要尽量避免　间，轨条与道岔直接连接的无缝线路，也称　发生剧烈撞击、摔打或弯曲等行为。　随着区间轨道电路无绝缘自动闭塞技　超长无缝线路。　１．２无缝线路锁定轨温与温度应力的关系　术的出现，区间闭塞消除了绝缘接头，长轨　Ａｌ＝ｏ【・Ｌ・Ａｔ　内的胶结绝缘数量大量减少，通常只在岔　Ａｔ＝Ｔ　一Ｔ　区附近有少量绝缘接头，给无缝线路的施　１３＂　＝Ｅ・￡．＝Ｅ・Ａ１／Ｌ＝Ｅ－ｏ【・Ａｔ　工及养护带来的极大的便利。　式中：△ｌ为钢轨伸缩值，Ｌ为钢轨长度，　近年来出现的现场胶结绝缘施工工　Ａｔ为轨温变化值，钢轨线膨胀系数ｃ【＝１．１８　艺，逐渐取代了以往的胶结绝缘轨，它的主　１概述　高，是目前普遍采用的一种有效可行的焊接　方法。小型气压焊和铝热焊设备简单，便于　携带和移动，适用于施工现场使用。　随着高速铁路、客运专线、既有铁路提　速改造等建设项目的相继实施，传统的现　场焊接方法由于其焊接强度、焊接工效等原　因已不能满足高速、重载、低噪等要求。近年　来出现的移动式闪光焊轨车，采用闪光焊接　Ｘ　ｌ０　／℃，钢的弹性模量Ｅ＝２．１　Ｘ　１０　ＭＰａ。　ｏ．为无缝线路内部的温度应力；￡，为　线应变值，Ｔｓ为锁定轨温，Ｔ为施工轨温。　因此可知：ａ＋＝２．４８　Ｘ（Ｔ。一Ｔ）ＭＰａ　当ｏ．为正值时表示无缝线路内部产生　拉应力，ａ＋为负值时表示无缝线路内部产　生压应力。　根据无缝线路受力原理，无缝线路内部　温度应力的大小取决于轨温变化幅度的大　小，和钢轨长度无关，因此理论上讲无缝线　路的轨条长度可以无限长。在普通无缝线路　上，由于缓冲区的存在，无缝线路的优越性　要优点是：整体结构简单合理，组装简便，　便于开展现场施工操作，另外固化时间短，　施工完毕时即可达到规定的抗剪强度，能　经受住冬季低温、雨雪冰冻和夏季高温天　气的考验。同时也消除了使用胶结轨时与　两侧长轨之间的焊头，降低了焊接成本，减　少了焊头处钢轨的病害隐患。现场胶结绝　缘采用双面搭板接头形式，由复合绝缘夹　板、快固胶、高强度螺栓、绝缘端片和绝缘　套管与钢轨组装在一起构成Ｈ型结构。　２．２钢轨　钢轨是轨道结构的重要部件，是铁路　不能得到充分发挥。缓冲区地段每年养护维　实现高速、重载的基础，提高钢轨的制造精　修的工作量比较大，同时缓冲区的存在对无　度和原始平顺性，增加定尺长度是实现轨　缝线路的受力状态也有不良的影响。为了强　道平顺的根本。多年以来，无缝线路中的长　化轨道结构，适应铁路高速重载运输的需　轨都是在焊轨厂将２５　ｍ定尺钢轨焊接成不　要，我国开始大力发展跨区间无缝线路。跨　超过５００　ｍ的长轨，利用长轨专用运输列车　区间无缝线路消灭了钢轨接头，实现了线路　运送至施工地点，进行无缝线路的施工。施　的无缝化，消除了缓冲区和伸缩区的影响，　工现场根据需要对长轨进行现场焊接，线　全面提高了线路的平顺性和整体性。　下焊接成１～２　ｋｍ的长轨后，在封闭时间内　进行线上焊接，完成最终的跨区间无缝线　路。无论是焊接还是机械连接，钢轨的接头　跨区间无缝线路目前在我国得到了迅　处总是铁路的最薄弱环节，钢轨的使用故　速的发展，随着近年来施工中不断改革创　障８０％发生在接头处。为了减少长轨内的焊　新，施工工艺和结构改进方面得到了一定　接接头，近年来各钢厂相继开始生产百米　的发展。　定尺钢轨，从而大大减少了钢轨的焊接次　原理，具有双向高低速自走行、钢轨焊接、钢　轨拉伸、保压推凸等功能，能够在不依赖外　接电源的情况下在施工现场进行闪光接触　焊，可以按照施工列车的运行方式进入封锁　区间，快速到达作业地点，焊接作业时无需　辅助焊材和焊剂、速度快、无污染且焊接强　度高，在轨道焊接工程中得到了广泛的应　用。移动式闪光焊轨车为现场钢轨焊接作业　提供了良好的环境，减轻了现场作业的劳动　强度，使现场钢轨焊接质量达到或接近厂焊　钢轨的水平，克服了以往气压焊和铝热焊接　时存在的自动化程度低，质量受人为因素影　响大、质量不稳定的缺点，同时还解决了配　套设备运输难的问题。能满足线上焊、线下　焊、锁定焊等几种工况。　２．４轨下结构　随着运营速度的不断提高，有碴轨道在　列车荷载反复作用下的轨道残余变形积累　很快，从而导致轨道高低不平顺，影响旅客乘　坐的舒适性，增大了轨道养护维修工作量。　在高速客运专线铁路上，采用了板式无　碴轨道等新型刚性轨下结构，全面增强了轨　道的纵、横向约束力，保证了无缝线路的安　全和稳定，提高了高速行车时的安全性和舒　适性，减少了轨道的维修养护工作量。　板式无碴轨道是用双向预应力轨道板　及ｃＡ砂浆替换传统有砟轨道的轨枕和道　砟的一种新型轨道型式，由板下混凝土底　座、ｃＡ砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等　部分组成。与有碴轨道相比，板式轨道具有　更好的整体性、稳定性和耐久性，虽然技术　较复杂，一次性投资要大于有碴轨道，但其　使用寿命周期长，轨道板在使用周期内基　本上免维修，运营过程中维修工作量可减　少７０％以上，能够有效缓解高速铁路运营与　维修的矛盾。　２跨区间无缝线路的新技术　２．１胶接绝缘接头　胶结绝缘接头的使用是跨区间无缝线　路得以发展的重要保证。在普通无缝线路　地段，长轨必须在绝缘接头处断开，两侧设　置缓冲区，从而制约了轨条的长度。随着轨　道结构现代化的发展，为满足铺设跨区间　无缝线路的需要，胶接绝缘接头应运而生。　跨区间无缝线路发展之初，通常采用　厂制胶结轨，运至施工现场，与两侧的长轨　条焊接成一个整体，从而实现了长轨在绝　缘处贯通。胶结绝缘接头具有整体性好、强　度高、刚度大、绝缘性能好、寿命长、养护少　等优点，能适应无缝线路取消缓冲区的要　求。但是胶接绝缘接头与焊接接头本质上　数，降低长钢轨的焊接成本，提高无缝线路　的长轨质量，减少钢轨的长波不平顺，保证　列车平稳运行，提高旅客的乘车舒适度。　目前许多焊轨基地都完成了百米定尺　轨的焊接生产线的改造，百米定尺轨的焊　接技术已经成熟，百米定尺轨的焊接工艺　流程主要由以下工序组成：百米长钢轨卸　车，钢轨选配，调直除锈，焊机焊轨，焊后粗　磨，正火，热调直，长轨存放自然冷却，焊后　精调，焊后精磨，探伤，长轨条存放装车。　２．３焊接　钢轨焊接方法有接触焊、气压焊和铝热　焊，其中应用于厂内焊接的接触焊的质量最　好、效率高、成本低，焊接接头的疲劳强度较　３结语　随着科研创新的不断进行，无缝线路　的施工工艺、结构改进正在向着有利于现　场施工，提高施工质量，保证行车安全的方　向不断发展。　①作者简介：魏强（１９７３－－），男，河北张家口人，工程师。　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　８