重载铁路有碴轨道施工技术

刘勇

摘要：随着重载铁路的发展，对重载铁路有碴轨道的施工技术要求也在不断提高。本文综合分析世界各国铁路重载运输组织模式的基础上，创新性地提出重载铁路的分类，即全开放模式、全封闭模式及半封闭模式。在我国山西中南部铁路通道设计为重载铁路，主线采用有碴轨道，主要按照轨排生产、轨排铺设、长钢轨铺设、无缝线路的施工工序来进行的。本文通过一些例子详细介绍了重载有碴轨道施工工艺及工艺创新以及施工作业程序，阐述了有碴轨道工程的施工技术关键措施和质量控制标准，并指出动态检测能否达标是轨道工程质量控制的关键。从而为铁路部门开展重载运输、合理选择重载铁路轨道施工技术的发展提供借鉴。

关键词：重载铁路；轨排生产线；轨距；长钢轨

中图分类号： F530文献标识码： A

引言

铁路重载运输是在一定的技术装备条件下，扩大列车编组长度，大幅度提高列车质量，充分利用运输设施的综合能力，采用大功率内燃或电力机车牵引达到一定质量标准的运输方式。轨道是客运专线铁路固定设备的重要组成部分，其高平顺性是保证开通时达到设计速度的关键。就像我国客运专线铁路只有一次铺设跨区间无缝线路，才能保证轨道具有良好的平稳性，以确保行车安全并有良好的旅客乘坐舒适度，因而客运专线铁路正线轨道均按一次铺设跨区间无缝线路设计。以下结合相关技术标准，简要介绍我国铁路有碴轨道工程的施工作业程序、施工技术要点和质量控制标准等。我国重载铁路轨道设计主要参数铁路等级为I级；正线数目为双线；普通地段的最小曲线半径为是1200 m、困难地段为800 m；设计速度要求为客车160 km/h、货车120 km/h。我国自行设计建造的第一条快速铁路客运专线是我国正在修建的秦沈客运专线全长405 km，为双线。该线为一次铺设跨区间无缝线路，线路开通时列车运行速度160 km/h以上。我国既有铁路无缝线路铺设是在道床、路基稳定的条件下，将工厂100m的定尺轨焊接成250～500 m的长钢轨运至施工现场，并且利用换轨车换铺线路，平均每1-2km焊成单元轨节，每个单元轨节焊接后，进行线路放散、锁定，使整个区间成为无缝线路。目前国内还没有一次铺设无缝线路的施工方法建成的铁路。

有碴轨道工程施工作业程序

考虑到轨道是客运专线固定设备的重要组成部分，开通时达到规定速度的关键就是要保证开通线路时其高平顺性的良好。而且因为新铺设的长钢轨线路具有无缝线路的特性，大轨缝或胀轨跑道等问题在钢轨热胀冷缩的前提下极有可能发生，直接对工程质量和行车安全造成了不可估量的损失。因此，应采用“流水作业法”对有碴轨道一次铺设跨区间无缝线路建设，在完成铺设长钢轨线路后，及时对单元轨节联合接头焊接、上碴整道、应力放散锁定成无缝线路工作完工。施工中应注意减少扰动路基基床表层，严格按照一次铺设跨区间无缝线路的要求进行施工，以此来保证轨道工程施工质量。其中最典型的要算秦沈客运专线有碴轨道工程的施工，其施工作业程序如下图所示。

有碴轨道工程施工技术要点及质量控制标准

基地钢轨焊接

采用基地接触焊焊接长钢轨。焊接前根据设计要求编制配轨计划表，并对待焊钢轨进行质量检查与验收。长钢轨焊接的工艺流程包括选配轨、轨端处理、轨头调直、正火、焊接、焊缝冷却、焊缝粗打磨、钢轨四向调直、焊缝精打磨、焊缝探伤、验收、储存等过程。对基地钢轨焊接质量控制的标准是待焊钢轨质量应符合铁路钢轨相关技术条件的规定。钢轨焊接接头检验分生产检验和型式检验，检验应符合铁路钢轨焊接的相关要求。每个钢轨焊头均应进行超声波探伤检查。其检验结果应符合以下规定：钢轨焊头不允许有低接头对其进行纵向打磨平顺。用1m直尺测量钢轨焊接接头，允许平直度偏差范围应符合相关规定；钢轨焊头轨顶面及侧面应予打磨。轨头及轨底上圆角保持在在1m范围内应圆顺，母材打磨深度不得超过0.5 mm；钢轨焊头在轨底上表面焊缝两侧各150 mm范围内及距两侧轨底角边缘各35 mm的范围内应打磨平整；焊缝两侧各100 mm范围不得有明显的压痕、碰痕、划伤等缺陷。同时要求焊头不得有电击伤。

预铺底层道碴

对路基面(含隧道、桥梁)检验合格后，才能预铺道碴。预铺底层道碴可采用道碴摊铺机一次摊铺压实成形，或采用其它布碴机配合碾压机进行铺设。根据铺轨实际情况，选择自卸汽车供碴或运碴列车供碴。底层道碴施工中尽可能避免对路基基床表面的破坏、扰动，尽可能的加大底层道碴铺设、整平、压实。底层道碴厚度宜为15 cm，单线宽度一般为4.5m，保持碴面应平整，中间不应凸起。质量控制标准：铺设完成的碴面应在铺碴宽度、厚度等断面尺寸及中间凹槽等外形方面应符合设计规定；用3 m靠尺检查表面平整度，各方向误差不应大于2 cm。轨枕中部的道床不得凸出；道碴摊铺压实后，密度不宜小于1.6g /cm3。

铺枕铺轨

单枕铺设法很适合正线轨道铺设，主要设备由牵引车、铺轨机、枕轨运输列车、运枕龙门吊等组成。质量控制标准要求轨道中心线与线路设计中心线保持一致，允许偏差的范围为30 mm；保持轨枕正位垂直轨道中心线，保持枕间距为60 cm，其所允许的偏差为±2 cm，因此连续6根轨枕的距离为3 m±3 cm；单元轨节起止点不应设置在不同轨道结构过渡段以及不同线下基础过渡段范围；左右两股钢轨的钢轨胶接绝缘接头应相对铺设，且绝缘接头轨缝绝缘端板距轨枕边缘不宜小于10 cm。

（四）分层上碴整道

铺轨后应使用大型机械化整道作业车组分层上碴、分层整道。长钢轨铺设后应及时上碴整道或进行单元轨焊接，为确保线路稳定，第一次上碴整道应及时进行。分层上碴整道施工主要设备包括风动卸碴车、机械化整道作业车组(简称MDZ车组，由起道道捣固作业车、配碴整形作业车、动力稳定作业车等设备组成)。分层上碴整道施工工艺流程见图3

长钢轨轨道铺设

施工方法底层道碴铺设完毕并验收合格后，采用单枕连续铺设法进行铺设长钢轨轨道作业,即利用PC—NTC或TCM—60型铺轨机组将长钢轨按一定间距拖卸到道床上,轨枕按设计间距单根连续铺设,收拢长钢轨形成轨道。质量控制标准：轨道中心线与线路设计中心线应一致,允许偏差为30mm；轨枕应与轨道中心线垂直。轨枕按1 667根/km的标准铺设,即枕间距为600 mm,允许偏差为±20 mm,连续6根轨枕的距离为3 m±30 mm；Ⅲ型弹条扣件的初始扣压力不小于11 kN；长钢轨就位合龙后,始终端应方正,焊接接头位置宜相对,相错量不超过100 mm。

工地钢轨焊接

在线路基本达到稳定、整道基本作业完成后再对工地钢轨焊接进行作业。接触焊、铝热焊和气压焊三种方法经常被用于工地钢轨焊接，因此，对于这个问题宜优先采用铝热焊和接触焊，最大程度的完成工地钢轨焊接。其质量控制标准必须符合基地长钢轨焊接的相关标准。

钢轨打磨及轨道检测

在开通运营线路之前,对全线钢轨进行打磨,在完成列车打磨后,根据轨面状态,可采用列车运行打磨、停车打磨、成型打磨等方式进行作业,对于某些局部位置不能使用打磨机械进行的，需要采用其他方法对其进行打磨。打磨后不平度为1 m范围内，误差不超过0.2 mm。轨道检测包括动态检测和静态检测两种类型,检测各项目质量必须达到铁路轨道不平顺管理标准中关于工程验收的规定,这是保证有渣轨道工程质量的关键。

四、结语

本文通过对有渣轨道施工方法和质量控制标准的研究，并借鉴国内既有有渣轨道施工的实践先例和我国铁路有渣轨道的有关研究成果，本文列举了几点有碴轨道工程的施工技术要点及质量控制标准，本文通过客运专线的铺轨工程实践所得的经验，分析了我国铁路有渣轨道的技术措施，以期把我国铁路铺轨施工技术提高到一个新的水平，以确保建设世界一流客运专线铁路总体目标的实现。

参考文献：

[1]何均成. 重载铁路有碴轨道施工技术[J]. 铁道建筑技术,2013,S1:183-186.

[2]李向国,康琳. 客运专线铁路有碴轨道工程施工技术探讨[J]. 铁道建筑技术,2006,02:54-57.

[3]李向国,岳渠德,况勇,康琳,陈浩,严恒山,许建军,吴启新. 秦沈客运专线区间有碴轨道工程施工技术[J]. 铁道标准设计,2001,05:1-2.