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1、无缝道岔铺设与应力放散施工技术研究 摘要：文章以马来西亚沙巴铁路更新改造项目为范例，结合马来西亚沙巴铁路的特点，通过对无缝道岔铺设和应力放散的关键技术进行分析和研究，提出了在马来西亚沙巴铁路无缝道岔铺设和应力放散过程中的一些关键技术。 关键词：无缝道岔；铺设；应力放散；关键技术 1工程概况 沙巴铁路是一条米轨铁路，位于马来西亚沙巴州境内，也是沙巴州唯一的一条铁路，全长约140km，起于沙巴州哥那京那巴鲁市(Kota Kinahalu)，止于丹南(Tenon)小镇。随着城市人口的聚集和经济的发展，公众对交通线的依赖性越来越强，长年失修的既有沙巴铁路已不能满足安全运营要求，因此马来西亚政府计划在既
2、有铁路用地范围内对既有铁路进行更新改造。 既有的沙巴铁路正线数目为单线，轨距为1000mm，线路铺设有长度9144mm的BS60短钢轨，轨枕为木枕。更新改造后的钢轨类型为BS80A新钢轨，并在半径不小于250m地段一次性铺设无缝线路，轨枕除个别小半径曲线低端仍采用木枕外其余均为混凝土枕，扣件采用防盗型弹条扣件，正线道岔采用木岔枕15号单开道岔，站线采用9号单开道岔，道岔内的接头要求全部焊接，道床采用厚度为25cm的单层碎石道床，边坡为1：1.5。项目的主要工程数量有铺轨80.2km，铺设无缝道岔18组，铺碴12万m3。 更新改造后的线路设计轴重为20t，线路最大纵坡10，客车开通运行最大速度达
3、到120kmh，可以很好地满足公众出行的要求。 2马来西亚沙巴铁路无缝道岔概况 2.1主要结构尺寸 根据马来西亚沙巴铁路的政府需求规定以及中铁宝桥股份有限公司关于马来西亚沙巴铁路无缝单开道岔的设计说明，在马来西亚沙巴铁路更新改造工程的正线以及第一环线上计划铺设中铁宝桥股份有限公司设计的BS80A15号无缝单开道岔，设计图号：MCZ06003，其中，道岔全长L=32455mm，前长a=13712mm，道岔后长b=18743mm，尖轨长度为11662mm，辙叉角为62025。其他环线采用中铁宝桥股份有限公司设计的BS80A9号无缝单开道岔，设计图号：MCZ06002，其中道岔全长L=20460mm
4、，前长a=8479mm，道岔后长b=11981mm，尖轨长度为6429mm，辙叉角为34851。 道岔的主要部位及其总体平面布置见图1道岔的总体布置图所示。 2.2马来西亚沙巴铁路无缝道岔的特点分析 2.2.1 国内没有成熟的施工经验 马来西亚沙巴铁路所采用的无缝道岔是米轨道岔，而米轨铁路及米轨道岔在中国极少使用。特别是对于这种米轨无缝道岔的铺设与应力放散，所以很难找到成熟的可供参考的施工经验。 2.2.2允许通过的速度提高 由于取消了道岔内各单元轨间钢轨接头，增加了道岔内钢轨的整体平顺性，道岔允许通过的速度可以大大提高，特别是直向通过速度。政府需求规定道岔的直向设计通过速度为120kmh，道
5、岔的侧向设计通过速度为30kmh。 2.2.3消灭了接头轨缝 为实现跨区间无缝线路，无缝道岔内除固定辙叉前后采用冻结接头外，其余各单元轨间通过焊接联结为无缝道岔，消灭了接头轨缝，杜绝了道岔内部接头病害的发生。 2.2.4岔枕间距统一为600mm 为了便于在道岔以及岔区线路上使用大型机械化养路没备进行机械化养护和维修，无缝道岔在设计时岔枕间距改为统一的600mm。同时为了满足统一岔枕间距的要求，取消了岔后长岔枕的旋转角度，改为岔后长岔枕在直股方向全部垂直于线路中心线。 2.2.5改进转折器部分设计 无缝道岔内转折器采用弹性可弯式尖轨，尖轨尖端为藏尖式，跟端采用限位器结构，同时为了确保正线道岔尖轨
6、的密贴性，在道岔尖轨地段设置两个牵引点，以满足电务系统安装设备的要求。 3无缝遒岔铺设施工技术 3.1道岔现场铺设施工方案 为了确保道岔范围内的道床捣周密实，增加道床的整体稳定性，马来西亚沙巴铁路更新改造工程的无缝道岔施工采用预铺岔枕、线路养护达标、换铺岔轨方案。施工前根据设计图纸，进行现场定位，在道岔铺设位置的设置岔位控制桩，铺设底碴并摊平碾压，在底碴顶面用临时铁垫板、临时钢轨组装临时轨排，以临时轨排的形式将岔枕预铺在道岔位置的线路上，捣固道床，待道床密实后，再换铺道岔岔轨等。 其施工工艺流程见图2无缝道岔铺设工艺流程图 3.2施工要点 3.2.1施工准备 施工前，依照设计图将道岔材料详细地
7、进行一次检查、核对与整理工作。按转辙器、辙叉及护轨，连接部分及岔枕分别仔细清点材料数量和检查规格质量。对钢轨、岔枕要逐根丈量注明尺寸，特别注意基本轨及辙后垫板的规格是否与道岔的开向相符。检查所铺的道岔与线路钢轨类型是否相同，同时检查引轨、异型轨及垫板是否配套。清点后的零配件分类摆放整齐。如有缺少、损坏、尺寸及类型不符者，将进行补充、修理及更换。 铺设前，首先平整场地，进行道岔测量定位，并在场地内钉立各单开道岔的岔头、岔心、岔尾等控制桩，同时对岔头和岔尾控制桩用混凝土进行保护，便于道岔铺设施工时控制道岔位置。按设计道床宽度和坡度预铺底碴，采用自卸汽车运输，推土机平整，人工配合底碴整平，压路机碾压
8、密实。 3.2.2岔枕预铺及线路养护 将准备好的划有岔枕间隔尺寸标记的细铁线缠在木桩上，两端对准更换道岔的起终点，钉在地面上拉紧。按照这根铁线的方向、问隔尺寸，并根据岔枕长度的顺序，摆齐、摆正岔枕。摆齐、方正岔枕后，采用临时铁垫板、钢轨与岔枕一起组装成临时轨排，以临时轨排的形式将岔枕预铺在道岔位置的线路上。然后分层捣固道床，拨正线路，使岔枕以下的道床密实，并确保岔枕位置整齐、方正。 3.2.3岔轨换铺 在岔枕下线路捣同密实，达到稳定后，即可以拆除临时铁垫板、钢轨，换铺道岔岔轨。检查各部分间隔尺寸、尖轨密贴情况，补全全部道钉，上紧各部螺栓，同时做好道岔前后的临时线路连接，使轨道连接方向顺直。道岔
9、铺设后，当连接线没有铺设前，辙叉后加铺一节临时钢轨。 4无缝道岔应力放散施工技术 4.1单组道岔为应力放散单元 道岔应力放散时将单组道岔作为一个应力放散单元进行应力放散。主要原因是考虑到限位器位移、道岔尖轨的位置控制等因素。将一组道岔作为应力放散单元，可以防止限位器位移太大，易于道岔尖轨的位置控制。特别是在站内道岔较为集中的岔区位置，以单组道岔作为一个应力放散单元进行应力放散，可以避免多组道岔一起进行放散应力，从而造成限位器位移太大。以及道岔尖轨的位置很难控制的现象出现。 4.2 辙叉位置保持不变 道岔应力放散时保持辙叉位置不变。一方面因为道岔的辙叉部分一般不会跑道，因此没有必要对其进行应力放
10、散或移动，另一方面考虑到道岔的辙叉部分在制造方面的特点，移动和位置调整均比较困难，它的位置变动很可能会引起查照间隔、护背距离等一系列尺寸的改变，不利于道岔的铺设，因此将道岔的辙叉部分作为应力放散的零点。 4.3 彻底放散直、曲基本轨 考虑到在跨区间地缝线路中无缝道岔的受力特性，无缝道岔可能会受到相当于1.33倍的区间温度应力，因此道岔应力放散时对道岔的直基本轨、曲基本轨进行彻底放散。对于与尖轨相邻的基本轨首先卸除铁垫板上的锚固螺栓等配件，使铁垫板与道岔钢轨同时位移。应力放散完成后，采用小锤轻打铁垫板使其返回原来位置。同时在施工中保证岔枕位置稳定，避免重新方正岔枕。 4.4两层塑料垫板叠加替代滚
11、筒放散应力 施工现场一般采用在轨下放置一定数量的滚筒、配合专用的拉轨器、撞轨器等设备来彻底放散长钢轨的应力。道岔范围内的应力放散中，由于道岔内部的连接钢轨横向布置较多，空间位置紧张，因此在对道岔实施应力放散时，采用在轨下放置一定数量的滚筒较难实施。 经过对滚筒的功能分析，找到了下述3种替代方案。即在轨下放置一定数量的30mm的钢管、两层四氟板或两层塑料垫板来代替滚筒，在降低整体高度的同时也便于设备的撤出。考虑到本项目道岔钢轨与岔枕之间设计有塑料垫板，在经过进一步的分析研究后，采用一定数量的两层塑料垫板叠加一起代替滚筒放置在轨下，进行放散应力。 4.5无缝道岔锁定温度与区间保持一致 由于在跨区间
12、无缝线路中单组无缝道岔作为一个应力放散单元进行应力放散，因此整组道岔内的锁定温度确保在设计锁定轨温范围内的同一温度下。为了确保在同一温度下锁定。在现场可以采用对扣件先隔几紧一随后补齐的方法进行锁定。 同时。为了避免温度应力在道岔位置出现集中，确保无缝道岔锁定温度与区间一致，无缝道岔锁定温度与前后单元轨节锁定轨温之差控制在2之内。 5结束语 为了配合业主分段开通的要求，马来西亚沙巴铁路第一段约20km的轨道线路首先于2007年11月顺利贯通，包括对其中2个车站内的10组无缝道岔进行铺设。 马来西亚沙巴铁路跨区间无缝线路以及无缝道岔的成功铺设，为我们积累了宝贵经验的同时，也为整个项目的顺利完工奠定了基础，为企业获得了良好的社会和经济效益。一方面通过对无缝道岔铺设技术的研究，采用换铺岔轨的办法解决了道床捣固不密实的难题，另一方面通过对无缝道岔应力放散技术的研究，以单组道岔为放散单元，采用塑料垫板代替滚筒进行应力救散，在节约施工成本的同时也彻底放散了道岔内部应力，使无缝道岔更加稳定。 马来西亚沙巴铁路是一条米轨铁路，这些具体做法不一定完全适用于其他项目。但是它的成功实施可能会对类似的施工项目提供参考和借鉴。 11
