城市轨道交通无缝线路应力放散与锁定施工技术

摘要：在xx轨道交通2号线西延伸段轨道工程无缝线路应力放散及锁定施工中，认真总结以往轨道施工的经验，并根据城市轨道交通无缝线路施工的特点制定具有针对性的应力放散及锁定施工方案，保证了无缝线路放散及锁定的施工质量，为列车安全平稳的运营提供了有力的技术保障。

关键词：轨道交通、无缝线路、应力放散及锁定、滚筒放散法、综合放散法

一、概述

中铁xx局集团承建的上海轨道交通2号线西延伸段轨道工程是连接上海两大国际机场即浦东国际机场与虹桥国际机场的重要轨道交通线路，是为迎接2010年中国上海世界博览会所兴建的，是为了让世界人民了解上海、了解中国的重要窗口。上海轨道交通2号线西延伸段轨道工程全线正线部分全部铺设无缝线路，而应力放散及锁定是铺设无缝线路的关键技术之一，是保证列车安全平稳的重要技术保障。

在施工中，我公司精心组织了一批专业技术人员，通过对以往施工经验的总结和针对无缝线路应力放散与锁定施工特点的分析，制定出一套针对无缝线路放散不均匀、线路锁定不科学的施工方案。此套施工方案通过在上海轨道交通2号线西延伸段轨道工程中的实践与应用，取得了良好效果，保证了运营后的2号线西延伸轨道工程平稳舒适、方便快捷。 二、应力放散及线路锁定施工方案

在应力放散及线路锁定施工中除必须考虑轨温对放散效果的影响之外，还必须考虑小半径曲线及大坡道对放散效果的影响。在上海轨道交通2号线西延伸段轨道工程中，线路全部为地下线路，最小曲线半径为400m，并且有4条之多，曲线长度最长为526.88m，最大坡度为29.6‰，坡道长度42.938m。在上海地区，隧道内一般情况下轨温变化不会超过±5℃，但是我公司在放散施工时正处于初春季节，气温变化比较大，因此对轨温也产生了一定的影响。此种情况我公司的技术人员已经提前预料到，并针对具体情况制定了不同的施工方案。 1、轨温满足设计要求情况下的施工方法

在施工准备期间必须定时、定点的对轨温进行测量，一旦确定出某个时间段

的轨温处于设计允许范围之内时立即组织人力对已经焊接好的线路进行放散施工，此种放散施工方法称之为“滚筒放散法”施工方法，更具体的讲应该是在施工轨温满足设计要求的情况下，松开准备放散段的全部扣件，用起道机顶起钢轨并支垫滚轮，滚轮设置间距为8m，并用重锤依次连续敲击钢轨的施工方法。放散完毕之后立即进行锁定，锁定顺序从长轨条中间向两边进行锁定，首先应对长轨条中间20m范围内的扣件逐个安装并上紧螺栓，再向长轨条两边每隔3根轨枕安装一套扣件并上紧螺栓。

2、轨温低于设计轨温情况下的施工方法

在轨温低于设计轨温情况下时，采用“综合放散法”的施工方法。“综合放散法”是指在轨温低于设计轨温的情况下，采用拉轨器配合“滚筒法”并用重锤依次连续敲击钢轨的施工方法。在施工时拉轨器安装在另一侧钢轨上，但是必须提前计算出理论拉伸长度，并作好标记，设置钢轨位移观测桩，松开放散段全部扣件，支垫滚轮，滚轮设置间距为8m，拉伸钢轨过程中，从拉轨器开始沿线路敲击钢轨，直至将钢轨拉伸至标记位置，去除滚轮，开始锁定，锁定顺序从拉轨器位置开始，首先对拉轨器位置50m范围内的扣件进行全部安装并上紧螺栓，再每隔3根轨枕安装一套扣件并上紧螺栓。 3、小半径曲线及大坡道地段的施工方法

为保证整条无缝线路放散的均匀性，施工中对小半径曲线地段采用小区段应力放散即仅针对小半径曲线地段专门进行放散的方法；对于大坡道地段应采用顺坡应力放散，这样就可以减小放散的不均匀性。 4、位移观测桩的布置

由于在施工过程中根据不同地段的不同情况采取了多种的应力放散方法，长轨条的长度也就不同，在施工时对位移观测桩的布置主要遵循下图，图1—钢轨位移观测桩布置图。 5、应力放散均匀性的判别

在轨温满足设计要求的情况下，由于在应力放散施工中钢轨基本处于自由伸缩状态，敲击钢轨时，如长轨条端部发生反弹，且单元轨条头尾温差不超限，可认为放散均匀，线路可以锁定。

放散均匀的判定主要应用在综合放散法中，因为钢轨在拉伸时，钢轨应力

分布会不均匀，应采取逐渐拉伸的办法，直至拉伸至计算长度。沿钢轨长度方向设置位移观测点，测量钢轨拉伸前后的位移量，用实际位移与计算位移相比较，如果实际拉伸长度与计算值、实际位移与计算位移相差都很小且各点数据基本呈线形变化则说明放散均匀。

基本轨跟端或 单元轨节起点

基本 轨跟端或单元轨节起点

基本轨跟端或

单元轨节起点

1200m＜单元轨节

50m 100m 位移观测桩

100m 基本轨跟端或单元轨节起点

900m＜单元轨节≤1200m

单元轨节中部

位移观测桩 基本轨跟端或单元轨节起点

100m 500m＜单元轨节≤900m

基本轨跟端或单元轨节起点 250m＜单元轨节≤500m

位移观测桩 单元轨节长度小于等于250m

基本轨跟端或单元轨节起点 基本轨跟端或单元轨节起点 基本轨跟端或单元轨节起点 单元轨节中部 单元轨节中部 基本轨跟端或单元轨节起点 位移观测桩 单元轨节中部

图1—钢轨位移观测桩布置图

以北新泾站至威宁路站（淞虹路站至北新泾站采用“滚筒法”放散）1.5km

的长轨条“综合法”放散法为例，沿线每隔100m设置一个位移观测桩，对放散时钢轨的位移进行观测，设计轨温允许范围为25℃±5℃，施工轨温为18℃，根据△L=aL（Ts-Tp）来计算放散量。

式中△L—放散量（m）；

a—钢轨的线膨胀系数，a=1.18×10-5/℃ L—单位轨节长度（m），L=1500m； TS—钢轨的实际锁定轨温（℃），Ts=25℃； TP—铺设长轨时的平均轨温（℃），Tp=18℃。

计算得△L=123.9mm，以每隔300m的观测点位移值为例，判断放散是否均匀：

理论位移量与实际位移观测值对照表

位移观测点 理论计算位移量(mm) 1 2 3 4 5

从上表可以看出，虽然理论计算值与实际观测值稍有差异，但是差异不大，不妨将差异归咎于观测误差，因此在北新泾站至威宁路站长轨条“综合法”放散法施工中放散效果应该是比较好的，可以判定为均匀放散。 三、结论

通过上海轨道交通2号线西延伸段轨道工程无缝线路应力放散及锁定的施工，我公司通过对以往施工经验的认真总结，并针对城市轨道交通无缝线路施工的特点制定了详细的、具有针对性的、满足施工要求的施工方案，通过施工的实际检验，效果非常好，为运营后的上海轨道交通2号线西延伸段创造了良好的运营条件，保证了列车安全、平稳、舒适的运营。

24.78 49.56 74.34 99.12 123.9 实际位移量(mm) 23.99 48.89 73.34 97.87 122.79 备注 300m 600m 900m 1200m 1500m