浅谈高速铁路客专线(07)009论文_车旺强

摘 要 随着中国铁路市场快速发展,拥有更多国家自主知识产权的技术和产品达到了国际先进水平,并被应用于高速铁路。客专线(07)009道岔是拥有完全国家自主知识产权的高速道岔,被广泛的用于高速铁路正线轨道。道岔作为轨道工程中的最为重要的设备,也是轨道设备中最为复杂、最为薄弱的设备之一。道岔的铺设质量直接关系到后期列车的运营安全、舒适度及设备的维护成本。如何提高道岔的铺设质量,保证列车安全且更为平稳地通过道岔,使乘客体验较高的乘坐舒适度,是高速铁路施工过程中的一项课题。本文结合施工现场中道岔的常见问题和应对措施,进行了阐述和探讨。

关键词 客专线(07)009道岔 施工 问题 解决措施

 1客专线(07)009道岔概述

客专线(07)009无砟道岔设计直向通过速度为350km/h,侧向通过速度为80km/h。道岔全长69.000m,前长31.729m,后长37.271m,辙叉角3°10′47.39″,导曲线半径1100m,岔枕图号采用客专线(07)002-1。道岔区在轨下垫板设1:40轨底坡,岔枕除牵引点处岔枕间距为650mm,与牵引点相邻的两处岔枕间距为575mm外,其他位置岔枕间距均为600mm。

道岔轨距为1435mm道岔轨缝设计宽度8mm,护轨顶面高出基本轨顶面12mm。道岔尖轨部位设置3个牵引点,各牵引点的动程为160mm、118mm、71mm;心轨设计两个牵引点,动程分别为115mm和57mm。道岔钢轨轨下设置5mm厚橡胶垫板,翼轨轨下除趾端第一块及99号岔枕以后部分外均设置7mm厚橡胶垫板,铁垫板均为整体硫化。

客专线(07)009道岔被广泛的应用于高速铁路正线轨道,道岔的施工质量直接关系铁路运营安全。

2常见问题及对策

2.1道岔钢轨及钢轨组件变形

2.1.1产生问题的原因

客专线(07)009高速道岔设计直向通过速度为350km/h,铺设后必须具有高平顺性,如果钢轨件发生变形弯曲,则为列车运行的平顺性和安全性埋下巨大的隐患。从道岔的整个施工过程来看,导致钢轨及钢轨组件产生变形主要有以下几方面的可能性:一是在道岔出厂时钢轨及钢轨组件已经发生变形;二是在道岔钢轨及钢轨组件运输过程中采用的运输车辆和支垫方式不符合要求;三是钢轨及钢轨组件在装卸过程中吊装方案不符合要求;四是钢轨及钢轨件在工地存放时场地不符合要求。

2.1.2解决措施

为了避免道岔钢轨及钢轨组件在施工阶段发生塑性变形,针对产生问题的原因,主要有以下四个方面的解决措施:一是参照道岔进场验收标准做好道岔进场验收;二是采用足够长度的运输车辆,确保道岔钢轨件在运输过程中得到有效的支撑,中间支点间距及钢轨件悬出长度符合要求,且同一钢轨组件支点应位于同一平面内,多层运输时,支点垫木按高度方向垂直设置,确保在运输中不致使其产生塑性变形;三是在钢轨及钢轨组件吊装过程中,采用扁担梁配合柔性吊带在标明的固定起吊点起吊;四是道岔临时存放场地选择坚实平整(或硬化混凝土地面)且排水通畅的地面进行存放,码垛层数不宜多于4层,每层底部采用木质垫块进行垫平,垫木按高度方向垂直设置,支点间距应符合要求,施工中不得采用人工推撬进行装卸作业。

2.2道岔曲股中线偏差超限

2.2.1产生问题的原因

道岔直股中线调整到位后曲股中线偏差超限,此种情况较多的发生在道岔辙叉附近部位。主要原因有以下几点;一是道岔辙叉制造存在误差;二是在组装调整道岔时没有处理好道岔直股、曲股的轨距和支距对线路中线的影响;三是在调整道岔中线时没有充分兼顾曲股;四是在组装道岔时没有控制好尖轨尖端至可动心轨理论尖端的距离,导致曲股线形改变。

2.2.2解决措施

调整道岔直、曲股中线时兼顾线路正线左右线线间距,同时将直股和曲股的误差调整到两个相反的方向,使直股和曲股中线偏向符号相反。合理调整道岔轨距和支距的正负偏差,使其有利于道岔整体线形控制。另外,在组装道岔时严格控制枕木间距以及尖轨尖端至可动心轨尖端的距离,做好线形定位,避免因现场拼装导致不可逆转的线形改变。

2.3滑床板吊板或铁垫板离缝

2.3.1产生问题的原因

道岔滑床板吊板或铁垫板离缝其主要原因是:在道岔组装过程中没有将枕木、钢轨及垫板上的杂物清理干净、铁垫板上的弹性垫板没有安放到位,或者是滑床板上的弹性夹没有安装到位扣压住钢轨,导致道岔浇筑混凝土时枕木、垫板、钢轨之间没有紧密接触,存在离缝,造成后期不可逆转的质量缺陷。

2.3.2解决措施

道岔组装过程中,将各部件上的杂物清理干净。道岔拼装调试后,混凝土浇筑前,安排专人采用塞尺进行滑床板与钢轨、垫板与钢轨的密贴性检查,对存在离缝有间隙的部位及时检查原因进行整改。检查弹性夹是否安装到位,同时采用扭矩扳手对道岔岔枕螺栓及扣件螺栓进行扭矩检测。确保枕木、垫板(含滑床板)、钢轨之间密贴无间隙。

2.4尖轨密贴不到位或轨距块与垫板间离缝

2.4.1产生问题的原因

随着机械化的发展,工人们在道岔组装作业过程中摒弃了人工作业,采用了更多的自动化机械设备代替人工作业。在布设方正完道岔枕木,安装垫板和扣件的过程中,人们更多地直接选择电动扳手,按道岔枕木前后顺序依次进行岔枕螺栓的紧固作业,将螺栓扭力一次施加到位。因在施工中一次将扭力施加到位,岔枕同一端先紧固的螺栓和扣件系统将施加给钢轨一个横向的力,导致钢轨在水平方向上产生微小的位移。紧固扣件先后顺序的随机性导致钢轨横向位移方向的随机性。故在扣件安装结束后,钢轨在水平方向在不同位置发生了不同方向的位移,促使钢轨出现微小的方向偏差,轨距块与扣件之间发生了离缝,尖轨作为自由轨未受到扣件约束,形成微小的位移差,从而使尖轨与基本轨之间产生了不密贴或密贴不到位的情况。

2.4.2解决措施

在布设道岔枕木完成后,在转辙器部位优先按设计图纸尺寸调整好道岔转辙器部分框架尺寸,再依次紧固岔枕及扣件螺栓。安装岔枕螺栓和扣件螺栓时,采用2人同时对枕木同一端同一根钢轨两侧的螺栓用人工同步进行预紧固的方式紧固,再用塞片式塞尺检查尖轨的密贴性,最后根据尖轨密贴情况采用电动扭力扳手进行终紧。

2.5道岔辙叉部位曲股出现反超高

2.5.1产生问题的原因

在施工中,精调到位的道岔在浇筑混凝土后辙叉位置附近曲线出现反超高。结合现场实际情况及施工工艺分析其主要原因,辙叉部位岔枕长度远大于其他部位,辙叉组合件结构重量大,竖向调整杆刚度不够,处于辙叉部位枕木的中间部分在较长的时间的荷载施加作用后会发生向下微小的弯曲变形,导致反超高出现。

2.5.2解决措施

为了避免辙叉部位组合件施加的荷载使岔枕中部位置发生向下弯曲变形,可以采取在辙叉部位加密竖向支撑。具体的做法为采用刚度较大的钢材加工A、B型竖向平衡支撑调节钢板(见下图),采用A型、B型竖向平衡支撑钢板托住道岔辙叉部位的钢轨组件,在杆件下方支垫5mm厚钢垫片,防止竖向支撑调节杆件压入支撑层或底座混凝土中,可以有效的避免辙叉部位曲股出现反超高。

A型支撑钢板 B型支撑钢板

2.6混凝土浇筑后岔前及岔后无枕段轨排发生上浮

2.6.1产生问题的原因

道岔拼装调试完成后,在浇筑混凝土过程中,由于轨排受到混凝土的竖直方向向上的浮力大于轨排自重,导致轨排上浮。

2.6.2解决措施

在浇筑混凝土时,如果道岔岔位前后无砟轨道已浇筑施工完成,则将岔前部分轨排及岔后无枕段钢轨延伸至已浇筑的道床上,进行精调并用扣件将其固定在已浇筑完成的道床上与其连接。如道岔前后无砟轨道均未进行施工,则将组装好的轨排延伸出混凝土浇筑范围至少6m,并完成精调和固定(如条件允许可直接采用地锚固定)。

2.7岔枕上螺栓套管失效或扣件螺栓失效

2.7.1产生问题的原因

枕木布设时,作业人员采用撬棍插入岔枕螺栓孔进行方枕作业,破坏套筒丝扣。采用电动扭力扳手时在螺栓丝扣没有对好位的情况下进行紧固作业,导致套筒失效。安装螺栓时没有使用油脂润滑,电动扳手扭力超标导致套筒失效。此问题在道岔后期调整的时候比较常见。

2.7.2解决措施

方正枕木时,禁止作业人员在枕木螺栓孔位置插入撬棍进行枕木方正。安装紧固螺栓时,应涂润滑油脂。安装螺栓时,首先采用人工的方式将螺栓拧入套筒后,再使用电动扭矩扳手进行紧固。采用电动扭矩扳手进行紧固作业时,扭矩应符合设计要求,并按比例对电动扭矩扳手紧固的螺栓扭矩进行抽检,不达标时及时进行调整。

2.8道岔转辙机安装错位及道岔护轨无法安装

2.8.1产生问题的原因

道岔转辙机安装错位的原因主要是在布设道岔枕木时没有控制好枕木间距,导致道岔转折机安装后转辙机拉杆与钢轨上的孔位错位没有对齐。同时,由于在组装过程中没有将护轨同步安装,导致护轨位置轨枕间距没有得到纠正,致使浇筑混凝土后护轨孔位和护轨垫板上的孔位无法对中,护轨无法安装。

2.8.2解决措施

在布设道岔枕木时,采用长尺(100m)测量,避免误差积累,同时采用拉力计控制钢卷尺的拉力,确保拉力与校检时的拉力大小一致,同时采用方尺对枕木进行方正。将枕木布设方正到位后,同步安装护轨及转辙机,并进行工电联调,调试无误后拆除转辙机进行混凝土浇筑。

2.9尖轨根端部位限位器子母块不居中

2.9.1产生问题的原因

道岔锁定是应使尖轨方正、限位器字母块居中,两侧间隙值偏差不应大于0.5mm。道岔尖轨根端限位器不居中,主要原因有:一是与道岔前后连接的轨道应力放散不到位、不均匀;二是道岔锁定焊接时未在设计锁定轨温下进行;三是尖轨焊接时限位器子母块没有调整居中。

2.9.2解决措施

道岔焊接时确保道岔内部几何尺寸调整到位,限位器子母块居中。道岔锁定焊接在设计锁定轨温条件下进行。相邻轨道长轨应力放散均匀,锁定轨温符合设计要求。

2.10胶结绝缘接头施工后夹板螺栓与扣件干涉

2.10.1产生问题的原因

60kg/m钢轨胶结绝缘接头鱼尾夹板螺栓孔间距依次为140mm、140mm、160mm、140mm、140mm,夹板中间到边缘螺栓中心间距为360mm,岔枕间距为600mm,扣件及胶结绝缘接头夹板均采用24的螺栓和36的螺帽,36的螺帽对角尺寸为41mm,即当枕木间距及锯轨位置相对偏差超过19mm时会存在扣件与胶结绝缘夹板螺栓干涉无法安装的现象。

胶结绝缘接头螺栓与道岔枕木相对位置关系图

2.10.2解决措施

采用长尺定位岔枕位置,方尺对枕木进行方正,准确定位。对绝缘接头位置根据设计图纸准确定位,严格控制胶结绝缘位置岔枕间距及锯轨位置。胶结绝缘施工时应在锁定轨温条件下进行施工,避免因温度原因引起钢轨位移。

3结束语

道岔是轨道结构中不可缺少的一部分,其结构复杂,施工精度要求高,质量控制环节多,施工过程质量控制直接影响后续的工程质量和列车运营安全。因此,在过程中必须加强道岔施工质量控制,将所有问题消灭在施工阶段;以期减少运营维护中造成的经济损失,务必杜绝给铁路运营工作带来任何安全隐患。

参考文献:

[1] TB10754-2018高速铁路轨道工程施工质量验收标准.北京:中国铁道出版社,2019.

[2] TB/T 3307-2014高速铁路道岔制造技术条件.北京:中国铁道出版社,2015.

[3] TB/T 3302-2013高速铁路无砟轨道道岔铺设技术条件.北京:中国铁道出版社,2013.

[4] TB∕T 3302-2013高速铁路无砟轨道道岔铺设技术条件.北京:中国铁道出版社,2013.

[5] 时速350公里客运专线铁路60kg/m钢轨18号单开道岔(无砟)铺设图【客专线(07)009】.中铁宝桥集团有限公司,2009.

论文作者:车旺强

论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期

论文发表时间:2020/4/27

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