聶文成
摘要:隨著我國交通運輸業(yè)的快速發(fā)展,鐵路交通也得到了突飛猛進的發(fā)展。在無縫線路的施工過程中,應力放散以及調(diào)整是施工過程中必須要十分重視的問題。接下來,本文將結(jié)合筆者多年相關(guān)工作經(jīng)驗,詳細論述無縫線路應力放散及調(diào)整分析。
關(guān)鍵詞:無縫線路應力放散調(diào)整
無縫線路就是將標準長度的鋼軌進行焊接,從而形成長鋼軌線路。無縫線路是現(xiàn)階段軌道結(jié)構(gòu)中非常重要的一項技術(shù),在世界各國得到了飛速發(fā)展。無縫線路有一個重要特點,軌條長度隨著溫度變化而發(fā)生改變,但是,在扣件的約束下,無法進行自由伸縮,進而在內(nèi)部產(chǎn)生巨大溫度力。為了更好的保障無縫線路的穩(wěn)定與強度,必須充分掌握軌條溫度力與變化規(guī)律。通過應力放散,進一步消除溫度對線路的影響,最大限度的保障線路的穩(wěn)定性能。
1 無縫線路應力放散的含義與作用
如果鎖定軌溫度上升,鋼軌就會伸長,進而需要釋放溫度壓力,縮短鋼軌長度。如果鎖定軌溫度下降,鋼軌就會縮短,進而需要釋放溫度壓力,伸長鋼軌長度。為了更好的保障行車安全,若無縫線路的溫度過高,必須釋放一定溫度壓力。上述這些情況統(tǒng)稱為應力放散。通過應力放散,進一步改變軌條長度,一般情況下,通過改變緩沖軌長度的方式進行調(diào)節(jié)。
應力放散可以看作是釋放溫度力的過程以及重新鎖定軌溫過程,應力放散的最終目的是調(diào)節(jié)無縫線路的鎖定軌溫,使其溫度變得更加合理,進而緩解無縫線路所承擔的溫度力。通過應力放散,盡可能避免無縫線路鋼軌折斷、跑道以及脹軌等問題。
應力放散及調(diào)整的組織施工非常嚴密,對于技術(shù)水平的要求比較高,對鋼軌上積累的應力進行有序的、人為性作業(yè)。必須全面掌握好施工前期的準備工作以及基本工作、施工要點的分析,結(jié)合現(xiàn)場實際情況靈活使用,進一步保障應力放散的均勻、徹底。
2 無縫線路應力放散的具體情況分析
通過大量的研究實踐證實,在下面情況發(fā)生時,必須進行應力放散:①實際的鎖定軌溫超過設(shè)計的鎖定軌溫,或者說兩股軌條之間的實際溫度相差5度以上。②鎖定軌溫不準確或者不清晰。③全區(qū)間以及跨區(qū)間的兩條相鄰單元之間軌條鎖定溫度超過5度,在同一區(qū)間中,最高軌條溫度與最低軌條溫度相差10度以上。④前期鋪設(shè)或者后期的維修方式不合理,使得軌條不能進行正常伸縮。⑤在無縫道岔以及固定區(qū)域發(fā)生嚴重的位移不均勻情況。⑥線路軌向不良,碎彎比較多。⑦測試結(jié)果顯示,溫度力分布不均勻。⑧施工以及處理線路故障等原因使得原來的鎖定軌溫發(fā)生變化。⑨在低溫情況下鋪設(shè)軌條,拉伸不均勻或者拉伸不到位。從整體上來說,應力放散或者應力調(diào)整就是溫度力的釋放,其最終目的就是改變鎖定軌溫,使應力保持一致、均勻,盡可能保障軌道行車的安全進行。
放散量的計算$L=L.B(TS*-TS),在公式中,L表示需放散的鋼軌長度,B表示鋼軌的線膨脹系數(shù),TS*表示應力放散后的鎖定軌溫,TS*需要在設(shè)計軌溫范圍之內(nèi)。TS表示原來的鎖定軌溫,也就是經(jīng)過列車爬行之后的實際鎖定軌溫。需注意,如果是超長無縫線路的伸長放散,鋸軌量需要在伸長放散量的基礎(chǔ)上加上焊縫寬度。如果是縮短放散,則鋸軌量需要在伸長放散量的基礎(chǔ)上減去焊縫寬度。
3 無縫線路應力放散的具體方法研究
3.1 滾筒法
控制溫度,將滑動摩擦力轉(zhuǎn)變成為滾動摩擦力是滾筒法應力放散的基本特點。應用滾筒法的前提就是放散軌溫與設(shè)計鎖定溫度相吻合。滾筒法操作簡便,而且應力放散比較均勻,但是,需要中斷停車。其基本操作過程如下分析:做好前期的準備工作,安排人員到位,使放散軌溫與設(shè)計鎖定溫度相吻合。然后封鎖區(qū)間,并將全部的防爬器以及扣件松開,在墊板與鋼軌底每隔10米插入滾筒,最大限度的使鋼軌保持自由伸縮的狀態(tài)。通過放散前后的阻力差以及軌溫差使得自然條件下鋼軌自由伸縮。為了更徹底、快速的伸縮,使用撞軌器沿著放散方向撞擊鋼軌或者使用木錘敲擊鋼軌,當完成放散量達到放散軌溫之后,需要即刻鎖定線路。當行車條件滿足之后,恢復線路行車。這種方式,一般需要使用特制的滾筒。這種滾筒的制作非常簡單,將圓鋼截成150毫米的節(jié)段就可以。在具體的放散過程中,使用木錘敲擊鋼軌,能夠促進鋼軌伸縮,進一步提升放散效率。撞軌器的撞擊效果更加滿意。如果使用撞軌器放散,如果是伸長放散,可以每隔一公里設(shè)置一個撞軌點;如果是縮短放散,可每隔500米設(shè)置一個撞軌點。由于上坡地段或者曲線的摩阻力比較大,應該適當減小間隔。
3.2 列車碾壓法
控制溫度,將靜摩擦力轉(zhuǎn)變成為動摩擦力是列車碾壓法的基本特點。應用列車碾壓法的前提就是放散軌溫與設(shè)計鎖定溫度相吻合。列車碾壓法施工簡便,不用中斷行車,但是,放散不徹底、不均勻。集合應力放散的方向,可以將列車碾壓法分為三種不同情況:①順列車方向端放散。在雙線地段,充分利用單向行車的應力放散特點,將沿列車方向的始端鎖定,換好終端緩沖區(qū)的調(diào)節(jié)軌,將其他路段的正向防爬器松開,并松動中間扣件,通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。②逆列車方向端放散。在雙線地段,充分利用單向行車的應力放散特點,將沿列車方向的終端鎖定,將其他路段的正向防爬器松開,并松動中間扣件,將正向防爬器打緊,通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。③兩端放散。在雙線地段,充分利用單向行車的應力放散特點,將沿列車方向的終端鎖定,將一半長度路段的正向防爬器松開,并松動中間扣件,將正向防爬器打緊,通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。另一半則將沿列車方向的終端鎖定,將這一半路段的正向防爬器松開,并松動中間扣件,將正向防爬器打緊,通過列車通過時的軌溫變化以及震動來放散應力。兩端放散的應力分散方法比較適合線路較長的地段,而且軌縫累計值與放散長度相差無幾。松動部分空間是列車碾壓的前提,墊板與軌底之間的摩擦比較大。因此,想要達到預計的放散量,通常情況下,實際軌溫要略高。即便如此,放散也不均勻,端部放散比較理想,終端放散效果比較差。特別是離軌道端部500米以上的地段,實際鋼軌走動量非常小。正是因為這樣的特點,才將撞軌作為一種輔助方式。
3.3 拉軌法
拉軌法顧名思義就是通過控制長度,通過物理機械力量促使鋼軌達到放散或拉伸的目的。拉軌法無須受到軌溫條件以及季節(jié)的變化,但是,放散不徹底,還需要終斷行車。通過這種方式封鎖線路,可以與滾筒方式相互結(jié)合,進一步降低線路阻力,有效提升放散效果。要想有效避免撞拉伸縮與自由伸縮之間的相互抵消,可在滾筒上讓長軌自由伸縮,零應力狀態(tài)下再次撞拉。通過這種方式,可以準確的掌握放散后的軌溫。
4 無縫線路應力調(diào)整策略
應力調(diào)整的方式相對比較簡單。通常來說,保持兩端伸縮區(qū)域不動,按照列車的實際運行方向,全部或部分松開固定區(qū)防爬器,對于鋼筋混凝土地段,還需要將扣件松開。伴隨著列車震動以及溫度變化,適當伸縮鋼軌,進一步調(diào)整應力。要想進一步提升應力調(diào)整結(jié)果,還可以通過拉軌或者撞軌方式進行。在應力調(diào)整完成之后,將扣件與防爬器擰緊,進而恢復行車。這種調(diào)整方式比較適合于急于調(diào)整且行車密度較大情況。應力調(diào)整需要在軌溫與鎖定軌溫相吻合時,如若不然,會導致線路新的受力不均情況。如果在應力調(diào)整之后,對原來鎖定鋼軌的影響比較嚴重,需要進行適當放散,使其達到設(shè)計范圍。
5 結(jié)語
無縫線路應力放散與調(diào)整是一項涉及范圍廣、學科知識廣的系統(tǒng)性工程,任何一個環(huán)節(jié)都會對施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響,因此,必須綜合考慮多方面因素,加強應力放散分析,更好的保障列車行車安全。
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