1、重载无缝线路更换曲线磨耗轨设计及施工组织方案徐磊（朔黄铁路肃宁分公司，河北肃宁，062350）摘要：本文通过对各项规章的深入研究并结合实践经验，探讨了单股更换无缝线路曲线磨耗轨的更换时机，换轨长度和换轨位置，给出了包括卸轨在内的整个换铺流程的施工组织。关键词：曲线磨耗轨、时机选择、长度及位置、施工组织。0引言随着通过总重的增加，曲线上股钢轨磨耗程度不断加大，单股更换无缝线路曲线磨耗轨的任务逐年增多。为规范施工，卡控质量、确保安全，现就更换曲线磨耗轨的时机选择、长度及位置设计、卸轨及换轨的施工组织及安全措施等方面提出自己的看法，供下一步施工时参考。在原理方面，本文采用最新的铁路线路修理规则（以下2、简称修规）、铁路线路修理规则条文说明（以下简称条文说明）、铁路工务安全规则（以下简称安规）等现行规章，涉及到的具体内容附后；在实践方面，本文是在总结2007-2009年肃宁分公司更换9.225km/共计14条无缝线路曲线磨耗轨的成功经验基础上完成的；关于“逆向放散”有新的论述和做法；本文不探讨普通线路磨耗轨的更换，不分析曲线上股出现磨耗的具体原因。1.更换曲线磨耗轨的时机选择磨耗是钢轨伤损的一种形式。从项目上分为钢轨头部磨耗和波浪形磨耗。钢轨头部磨耗又分为垂直磨耗和侧面磨耗。结合分公司实际，本文主要阐述侧面磨耗轨的更换处理。肃宁分公司利用2006、2007两年的时间将朔黄上行线更换为全区间753、kg/m无缝线路。max120km/h的正线及到发线75kg/m钢轨的侧面磨耗的轻伤标准为16mm，重伤标准为21mm。侧面磨耗应采用专用测量工具“在钢轨踏面(按标准断面)下16mm处测量”。为确保行车安全，并尽量延长钢轨使用寿命，降低成本，避免浪费，曲线磨耗轨应择机更换：1、达到重伤标准的及时更换；2、虽只达轻伤标准，但综合考虑钢轨磨耗的发展速度、长钢轨的招投标、生产及运抵时间等因素提前提报换轨计划；根据修规线路设备状态评定标准“现存曲线磨耗轻伤钢轨扣4分/单股每延长100米”的规定，为避免累计扣分超40分而导致单公里评定为“失格”，也应提前提报换轨计划；3、未达轻伤标准但已接近，磨耗普遍存4、在，且伴有连续轨顶面剥落掉块时，提前提报换轨计划；4、虽未达到轻伤标准但钢轨累计疲劳重伤达到2-4根/km时，应安排换轨大修。管内曲线长度大多短于1km。累计出现2根及以上如核伤的疲劳重伤并采用铝热焊进行焊复处理的，建议考虑将其更换；根据修规线路设备状态评定标准“一年内新生重伤钢轨（不含焊缝）扣20分/根”的规定，对已评定为“失格”的公里线路也需考虑将其成段更换。2.更换曲线磨耗轨的长度及位置设计换轨长度、中部联合接头及始终点位置设计应按以下原则进行：1、设计更换的曲线磨耗轨应将整条曲线覆盖；目的是防止换上后新旧轨磨耗不均，造成打磨顺坡量太大且效果不好。切忌在缓和曲线上插入长轨焊接。缓和曲线是5、半径由到圆曲线半径的渐变段，是曲线管理的薄弱环节在目前采用铝热焊进行施工的前提下更应避免将联合接头设置在缓和曲线上。2、在曲线外适当延长。直线部分有掉块、鱼鳞裂纹等伤损的，一并就近切除更换；就近直线段焊头有缺陷或伤损的，一并切除更换；就近有气压焊的联合接头的，一并切除更换；延长直线部分不多到单元轨条间“节点”（气压焊、也是联合接头）的，一并延长并切除；曲线位于桥上，延长不多可以出桥的则换铺出桥；具体换铺的始终点还要考虑旧轨的焊头位置及新轨的焊头位置；若下股钢轨有压溃、轨头飞边等病害也要计划更换时，要综合考虑下股钢轨的更换位置，尽量使上下股铝热焊头相对；若相邻两曲线钢轨均有伤损，一条严重，另一条6、不严重，且两曲线间夹直线较短，一条计划更换，另一条下一步计划更换，则计划更换的钢轨位置要考虑下一条曲线的更换；在提报换轨计划时要给新增伤损计划一定的预留量。3、设计单根或多根长钢轨设计换铺长度在500m及以内时，因长轨列车不能运输不长于250m的长轨，故从275-500m间以25m为递增值进行长度设计，且符合联合接头的位置要求；设计换铺长度超过500m时，则要设计两根及以上长钢轨。长钢轨间的线下焊联目前分公司采用铝热焊。其位置要满足联合接头的位置设计要求。长轨条长度应使联合接头不得设置在道口、桥台、桥墩上及不作单独设计的桥上，距桥台边墙不小于2m。位于中跨度桥上的联合接头应布置在1/41/2桥7、跨处，并避开边跨；在大跨度桥上，应远离纵梁断开处，同时尽量避开电务调谐区。3.卸长轨1、施工前准备平碴：将卸碴地段枕头石碴扒平400mm宽。轨下混凝土轨枕间垫衬枕木头：将卸轨始终端各设半枕1根，卸轨搭接量端设半枕2根，中间每150m设半枕1根，调谐区设半枕两根。用道钉将半枕与钢轨钉固。在钢轨的非工作边标识计划换（卸）轨的起点位置、中间搭头位置。穿钢丝绳地点提前掏空轨下石碴。注意穿钢丝绳的位置距计划卸轨位置的距离要小于钢丝绳的长度。2、卸轨程序卸轨前在站内提前松顶层固定轨卡。运行至卸轨地点停车，焊轨厂随车负责人指挥机械操作人员送出钢轨，配合卸轨人员使用钢丝绳固定钢轨。列车启动运行100m后，拆卸8、钢丝绳。按顺序卸下长钢轨。卸完后重新固定顶层钢轨，配合卸轨人员支护长钢轨。3、机具准备序号机具数量备注1钢丝绳及卡子2付备用1付（长轨车配置）2撬棍5根拨轨4根，固定钢丝绳1根3大锤2把固定钢丝绳卡子/备用1把4盒尺1把5齿条压机2台应急使用6道钉道钉锤2个/半枕根2-4把还应适当备用4、人员配置序号人员数量备注1车上配合人员3人配合解锁2人，分轨器操作1人2车下配合人员6人固定钢丝绳2人，拨轨并钉固4人3驻站联络员1人登销记、联络4机车指挥1人5施工负责人1人6技术1人盒尺测量确定打卡位置5、确定钢丝绳打卡位置通过卷扬机的输送长轨落地后轨端一定要伸出计划换轨始端位置；如图所示，技术人员从新轨9、轨端量定L2后，作业人员打卡固定即可。L1新轨落地钢丝绳套扣固定的位置L2轨卡位置待换钢轨待换钢轨始端（卸轨始端）L2 = LL1L钢丝绳撑展后的长度L1计划卸轨始端至钢丝绳套扣固定位置的距离L2从新轨轨端量定设置轨卡的距离6、施工组织中的其他问题多处、多区间、多工队连续卸轨时，施工负责人、机车指挥、车上配合解锁人员、分轨器操作人员、测量定位轨卡人员应固定；车下穿钢丝绳、固定轨卡人员、拨轨及钉固人员可按卸轨处所分别设置。长轨车启动运行100m后拆解钢丝绳及轨卡，迅速追赶列车并将其置于车尾时要注意安全，防止滑倒摔伤。要提前与长轨车随车负责人取得联系，并组织召开施工预备会。7、安全卡控钢丝绳要固定10、牢固，防脱绳伤人；插入撬棍固定端，撬棍要放置在扣件与钢轨间，且“羊角”部分放置在东端（从西向东卸轨）。防车上长钢轨卸轨后偏载。非天窗作业，接触网有电车上作业人员不能出防护网，金属工具与接触网带电部分保持2m以上距离。启车停车速度要慢。卸车速度不超5km/h；运行速度不超规定标准。卸轨后及时支护并加强巡视防胀轨。6、质量要求卸轨始终端位置要准确。 控制搭接量。两轨头应相错，不得顶死。分轨器将钢轨拨出轨枕头外。4.更换曲线磨耗轨施工卸长钢轨后要及时组织更换。（一）换轨前准备工作1、用实际锁定轨温测试仪测量换铺段及其前后、对股钢轨实际锁定轨温，在适当考虑锁定轨温衰减理论、管段设计锁定轨温为285的基11、础上，综合确定换铺段铺设锁定轨温。2、将线下需焊联的长钢轨采用铝热焊焊联，并检查合格。3、工务、电务、供电完成现场工作量调查，并形成统一的施工组织方案。组织方案要形成“两图一表”。4、将各组的分段地点在现场用红油漆标明；按每隔15根轨枕分别设置1根滚杠和1个竖向滚筒（仅在曲线部分设置）的原则将其位置标明，分别用红油漆标在相邻的两个枕木头上，“”为滚杠，“”为竖向滚筒。5、将曲线要素用白油漆打在枕木上，垫板厚度表明在枕木上。6、将撞轨器运至现场，并将撞轨器摆放到位。根据需要在始终端备用枕木头。7、将始端、终端锯轨点标在钢轨上。复紧始端逆向放散外50m及终端逆向放散外50m的线路螺栓。长轨条位置不12、当时利用撞轨器将线下长轨条撞轨对位。在始终端锯轨点外设置临时位移观测点。8、将待换钢轨处的立螺栓松动后复紧，夏天可涂油。如曲线使用0、6挡板座，注意施工前备用2、4挡板座。9、检查机具设备状态是否良好，燃油是否充足。有必要时施工前一日运至现场并看守。10、施工前一日的换铺时段每半小时测量一次自然轨温，预测次日施工轨温条件。11、组织召开施工预备会，协调各专业工作。12、人员完成技术交底工作，并分工到人。13、提前一天报施工计划，18点前到行车室进行施工登记，并给单轨车要号。次日施工前1小时到行车室再次登记。换轨主要工具线桥工队序号机具数量备注1铝热焊设备2套始终端各放1套2焊药4包2包备用3拉13、伸设备2套始终端各放1套4锯轨设备灭火器2+套2个线桥工队2套，工务工队为线桥备用2套、其他据切割旧轨头数定5打磨设备3台1台备用6吹风降温或保温设备2台工务工队序号机具数量备注1防护用品响墩6个，作业标2个，信号旗2付， 移动停车信号牌2个，减速地点标2个，移动减速信号牌（25km/h、45km/h各2个）万吨减速防护地段终端信号牌1个 ；对讲机：线桥4台，工务若干2撞轨器卡头板牙2台2个2个换轨长度400m以内可不上撞轨器；400-800m上一台；800-1000m上两台3臌包夹板普通夹板夹板螺栓带帽、垫2付4付24条应急使用4翻轨撬棍撬棍齿条压机若干40根4台根据换轨的长度、组织确定翻轨14、撬棍的数量；齿条压机为应急用序号机具数量备注5滚杠竖向滚筒扁铲机动扳手根个4把台每15根轨枕配滚杠1根（含逆向放散）、曲线部分每15根轨枕设竖向滚筒1个；扁铲是铲除粘连在轨底的胶垫用；机动扳手根据换轨长度、组织等计算配置6枕木头单口扳手大锤4个4把把始终端各2个；大锤根据换轨长度及配合拉伸情况配置7补偿电容连接线打眼设备个2套根据现场拆除情况并考虑适当备用确定数量；含钻头测量用工具：轨温表4块（始终端各2块）、焊头测温枪2把、10m以上钢尺2把、盒尺2把、1m平直尺2把、钢板尺2把、弦线2条、道尺若干、25mm标准卡具2个。其他机具如拆除护轨用的丁字扳手、拆除夹板用的单口或活动扳手等根据实际需15、要配置。（二）换轨点前工作1、提前2小时到现场，将各组的机具、材料搬运到各自负责的地段，留一台机动扳手放在始端备用。机具到位后再次检查状态。2、散放滚杠、竖向滚筒，撤除枕木头，拆除新轨上的道钉，将新轨拨靠近既有钢轨（注意不要太近，以免有碍机动扳手使用）；帮助线桥搬运始终端的工具（两端各搬运两个枕木头，一台发电机，一台齿条压机，一台锯轨机，气温较低时一个装好热水的保温桶）。3、始终端锯新轨。新轨轨端一般伸出旧轨的锯轨点，而新轨又处于上股的外侧，新轨入槽后有一定的伸长量。为使新轨省时、省力地入槽，并确保始端尽快组织焊联、终端钢轨也能入槽，需要提前计算伸长量并对线下新轨实施切割。方法如下：新轨始端的16、锯轨点确定新轨的锯轨点对应旧轨锯轨点的位置旧轨的锯轨点L1=L缓lL圆l2RR+25预计旧轨截开后的收缩量 L缓缓和曲线长（m）L圆圆曲线的计算长（m）l新旧轨的间距（取平均值）（mm）L1预留新轨入槽始端的伸长量（mm）注：a. L圆一般取曲线圆曲线长度的2/3为宜。b.25mm为铝热焊标准焊缝值。c.一般计算时可将25mm的标准焊缝与预计旧轨截开后的收缩两互相抵消。则有L1=L缓l2/3L圆全长l2RR+d.通过计算L120mm时，以取120mm为宜（初设滚杠已滚落，磨阻力太大，无法按计算伸长）新轨终端的锯轨点确定对应旧轨锯轨点的位置新轨的锯轨点旧轨锯轨点L2=L缓l1/3L圆长 l2RR17、+25+预计旧轨截开后的收缩量 +0.0118 L换（设计锁温计算时的轨温）注：为保险起见，L2计算通常用下式代替： L2=1/3L圆全长lR+0.0118 L换（设计锁温计算时的轨温）4、线桥工队始、终端打磨新旧轨。5、给点前，与值班员确认最后一趟车通过施工地段可进行扣件隔一松三及撤除轨距杆作业。（三）换轨流程1、给点后，两端防护员设置封锁防护，设置短路铜线。2、线桥检测工队完成线上旧轨始、终端锯轨。工务各组人员松所有螺栓，摘除扣件（摘扣件时不宜把挡板座摘掉，注意不要遗漏扣件耽误拨旧轨）。电务人员摘除电容，调谐区引入线。锯旧轨时读取始终端的轨温。3、扣件全部拆除后，一组人员由始端向终端将旧轨18、拨向道心。后面跟两人恢复胶垫，上滚杆，滚筒。注意滚杆放置位置，在两立螺栓中间位置，不得靠立螺栓，圆曲线2/3处往始端的滚杠在承轨槽靠终端一侧。圆曲线2/3处往终端的滚杠在承轨槽靠始端一侧。4、待旧轨从始端拨出后，由另一组人从始端开始拨入新轨并安排始端新轨50m上扣件。待始端新旧轨间25mm标准卡具顶死后新轨始端50m复紧扣件，始端对轨焊联。拨新轨到后期感到费力或新轨出现“臌肚”现象时，可改由终端拨入或利用撞轨器配合拨新轨。 5、新轨入槽后进行上扣件、重新调整滚杠位置（统一放置在靠始端一侧）、安装撞轨器，锯旧轨并拨出，拆除旧轨夹板等作业。注意要先将调谐区，桥上钢轨锯成标准轨，将锯好钢轨运到路肩。19、终端提前上好宽臂距的拉伸机。6、始端焊好且焊头冷却至300以下后，松开先期锁定的50m扣件，开始向终端方向轻撞轨或大锤振轨，释放初始应力，待撞轨器处或新轨终端位移出现反弹后停止。读取轨温，测量始终位移观测点的钢轨收缩量，计算拉伸量并配锯轨。终端拉伸量计算：L拉=0.0118L换（T设-T0） 单位：mm L换换铺新轨长度（m） T设设计锁定轨温 T0释放初始应力后读取的轨温配轨量计算：L配=L拉+l1+l2+25 单位：mm l1始端位移观测点的旧轨收缩量（mm） l2终端位移观测点的旧轨收缩量（mm）撞轨器处拉伸量的计算：L撞=L拉L始/L换+l1 单位：mm L始撞轨器距离换铺始端的距离（20、m）7、终端根据配轨量配锯轨,同时计算始终端逆向放散的长度。始端逆向放散的长度l=247.895.037t/91 单位：m t取始终端实际锁定轨温与释放初始应力后读取的轨温差。终端逆向放散的长度计算同上8、用撞轨器或大锤配合终端拉伸，同时始终端分别快速松开计算逆向放散长度的扣件，到位后终端锁定逆向放散部分及新轨50m开始焊联，同时锁定线路。注意终端焊联开始后，工务作业人员不要有撞击钢轨的作业。 另：拉伸结束后，配合电务工队打眼。撤除撞轨器，滚杠，滚筒，调整轨距，锁定线路。9、线路锁定完毕后，组织人员拨出线下旧轨；配合线桥检测工队探伤，如探伤不合格，上鼓包夹板并打眼做临时处理。10、拆除两端横向21、联接线，请电务人员测试轨道电路。12、待达到工务、电务、供电电开通放行条件后，撤除封锁防护，改设慢行防护，开通线路。注意检查机具不要侵限。13、两趟慢行后，达到线路整修合格。（四）安全注意事项1、施工前在行车室施工登记，按施工计划填写，内容不要写错，填写后核实一下区间及行别。注意邻线轨道车或其他路用列车通过。2、驻站防护员与现场防护员要联系畅通，严禁在电台里说无关工作的话，严禁长时间占用电台，现场防护要精神集中，点前准备工作时，如有车通过要及时通知作业人员下道，下道前检查机具是否侵限。3、远方防护必须在接到封锁命令后再设响墩。施工结束后及时撤除响墩，插上慢行标（第一列25km/h；第二列45k22、m/h）。4、施工人员必须在上行线路肩避车，严禁跨线避车，下道要及时，严禁抢道。5、在拨旧轨，入新轨时，工务工队作业人员应做到听从口令、统一行动，严禁人员跨钢轨行走，防止钢轨伤人。6、在没有封锁前严禁松扣件，确认好没有车再松扣件。7、抬各种机具时要统一指挥，步调一致，尤其是撞轨器，防止碰伤砸伤作业人员。拨轨时严禁肩扛撬棍跑动，防止撬棍伤人。8、锯轨、铝热焊施工中注意防火、防灼烧，提前备用灭火器。（五）应急预案1、时间紧张，组织完成或达到如下条件开通放行列车：焊头轨温降至300以下，且完成粗打磨；扣件紧固完成隔二紧一；线路几何尺度达到保养标准；机具材料无超限；电务、供电达到开通条件。2、终端无时间焊联时，要先完成拉伸锁定，后在终端插入不短于6m的钢轨并联结。3、焊头探伤不合格时进行臌包夹板打眼加固，以后及时安排处理。参考文献：1 中华人民共和国铁道部.铁路线路修理规则M.北京：中国铁道出版社，20062 中华人民共和国铁道部.铁路线路修理规则条文说明M.北京：中国铁道出版社，20093 中华人民共和国铁道部.铁路工务安全规则M.北京：中国铁道出版社，2006作者简介：徐磊（1982-），助理工程师，现任职于朔黄铁路肃宁分公司。联系电话：13722768931