CRTSⅡ型无砟轨道更换长轨施工方法

蒋 兵 上海铁路局上海工务段

CRTSⅡ型无砟轨道更换长轨施工方法

蒋 兵 上海铁路局上海工务段

结合京沪高铁下行线K1167.200～K1167.700更换长轨施工，重点介绍CRTSⅡ型无砟轨道高速铁路更换长轨施工方法，并分析了轨道板伤损控制、长轨条固定及限界控制等施工控制要点。

更换长轨；施工；控制要点

高速铁路运营过程中逐步出现擦伤等钢轨伤损，对钢轨成段伤损地段需要进行更换长轨处理。CRTSⅡ型无砟轨道高速铁路因其轨道结构及现场工况与普通有砟线路存在较大差异，在CRTSⅡ型无砟轨道高速铁路上进行更换长轨施工从卸轨更换、、旧轨回收、新轨打磨、逐级提速等方面均需精心组织，确保施工顺利。本文以京沪高铁下行K1167.200～K1167.700更换长轨施工为例,介绍CRTSⅡ型无砟轨道高速铁路更换长轨施工方法,为无砟轨道高速铁路组织更换长轨施工提供借鉴。

1 概述

京 沪 高 铁 下 行 K1167.200～K1167.700右股钢轨顶面连续压伤,深度达到重伤，需对右股更换500 m范围钢轨，根据既有轨源使用2根250 m长轨。施工地段线路允许速度310 km/h，CRTSⅡ型无砟轨道结构，位于直线地段，线路坡度0.25‰；线路上既有钢轨为攀枝花钢厂生产的P60 U71Mn(K)轨型，扣件为福斯罗300-1扣件系统；施工地段锁定轨温为25℃。

2 施工方法及流程

整个施工分为五个阶段连续四天进行。第一阶段使用长轨车卸新轨；第二阶段换轨、焊接；第三阶段使用长轨车收旧轨；第四阶段使用钢轨打磨车对换轨区段钢轨进行打磨；第五阶段逐级提速至常速。

2.1 施工条件

利用施工天窗进行，卸轨施工封锁时长300 min。卸轨前京沪高铁下行K1167.200～K1167.700限速160 km/h，卸轨后至收轨结束前限速80 km/h，大修段、电务段配合施工。换轨施工封锁时长330 min，换轨施工开通后首列限速45 km/h、第二列至收轨前限速80 km/h，电务段配合施工。收轨施工封锁时长300 min，收轨施工开通后首列限速120 km/ h、第二列限速160 km/h至另有命令时止，大修段、电务段配合施工。钢轨打磨施工封锁时长300 min，钢轨打磨施工开通后限速160 km/h、200 km/h、250 km/h各一列后恢复常速，电务段配合施工。

2.2 分阶段实施

2.2.1 卸轨

卸轨由大里程向小里程方向进行，卸下的长轨放置于道心待换，使用短拉杆与既有一股钢轨连接固定。

（1）准备工作。

由工务段组织进行现场调查确定好卸轨起终点位置并做好现场标记，加工400×220×160（mm）短木枕头、1200×80× 80（mm）木条和950 mm长轨距拉杆若干。大修段根据确定的卸轨方向准备好长轨列车和待卸长轨条。

（2）施工方法及步骤。

①施工开始后工务段卸轨配合人员在每处电务设备（导线）两端道心处各放置1根木条，其余地段每隔30米左右均匀放置2根木条。木条主要用于架空卸下长轨条以保护电务设备和安装短拉杆固定长轨。

②卸轨配合人员自卸轨起点开始在轨道板两线间侧承轨槽间隔内放置3根枕木头，之后25 m范围内每间隔1个承轨槽放置1根枕木头，每根250 m长轨条端部均按此放置枕木头。枕木头主要用于架空卸下长轨条以保护轨道板。

③施工开始后长轨车由大里程方向进入封锁区间运行到卸轨起点。车上操作人员拆除钢轨锁定，推送长轨条使轨条头部到达卸轨口位置，待长轨条头部平稳落在卸轨起点枕木头上后，配合人员将提前准备好的钢丝绳一端固定在K1167.710处的右股钢轨上，另一端用钢轨卡子固定在待卸长轨条头部。长轨列车机车以小于5 km/h的速度牵引长轨车向小里程方向移动。长轨因一端固定而被缓缓拖下落至沿线轨道板上的短枕木上，当长轨落地25 m左右后长轨车停车，卸轨配合人员使用压机、撬棍、钢轨抬钳将卸在枕木头上的长轨拨至道心存放。长轨车继续向小里程方向卸车，工务段配合人员跟随在后拨长轨条至道心，并按同样方法卸下第2根长轨条。

④长轨条全部拨至道心后拨直拨顺长轨方向，在放置木条处安装短拉杆与右股线上钢轨连接，固定卸下的长轨条。检查卸下的长轨条顶面超出线上钢轨顶面限界情况，新卸下的钢轨顶面不高于线上钢轨顶面10 mm。

⑤长轨车运行至预定的保养点停放，等待回收旧轨。

2.2.2 换轨

更换长轨由中间向两端分别拨出旧轨、两端向中间分别拨进新轨、使用德国铝热焊工艺线上焊接3处的方法进行。换下的长轨摆放道心，切割成2根250米长轨条，并将大里程端旧长轨条运至与小里程端旧长轨条并排摆放以满足长轨车收轨要求。

2.2.2.1 准备工作

（1）由工务段组织换轨施工队伍及机具，主要包括拨轨组、扣件组、龙门组、焊接组、焊缝探伤组、安全技术把关组等施工人员分组及相应机具、材料。

（2）高铁车间施工前将施工范围内轨道几何尺寸进行逐根枕测量并用油漆标注于承轨台侧面。

（3）技术人员确定新旧钢轨切割位置并画好切割线。

2.2.2.2 工方法及步骤

（1）施工开始后龙门组施工人员在换轨两端连接2.5 m横向导线，切割两端新轨多余搭头；拨轨组人员同步拆除拉杆后将新轨拨至承轨台边缘；电务人员拆除电务导线。

（2）旧轨割轨人员及机具到达新长轨搭头处在确认导线连接到位后按指定位置使用氧割割轨并取出气割的轨端。

（3）中间龙门处钢轨断开后扣件组施工人员拆除施工范围内全部扣件，外侧扣件摆两线间底座板靠边，内侧扣件摆北股内侧轨脚处两承轨槽间，扣件严禁摆放道心。

（4）龙门组在两端指定位置切割线上钢轨；扣件完全拆除后拨轨组集中到中间龙门处由中间向两端拨出旧轨，旧轨跨过新轨摆放道心，拨旧轨时扣件组同步配合拆除轨底胶垫。

（5）旧轨完全拨出后拨轨组由两端龙门向中间拨新轨入槽。两端新轨头部落槽后焊磨组人员使用焊缝调节块控制焊缝并使用轨缝调整器调整焊缝。

（6）扣件组待新轨就位50 m左右距离时作业人员立即安装扣件锁定，锁定范围为焊缝向中间20 m范围，锁定到位后焊磨组焊接钢轨。

（7）新轨到位后同步测量轨温，根据轨温决定是否拉伸；需拉伸时根据拉伸量确定中间龙门处两端新轨切割线，如轨温正好不需拉伸则预留28 mm焊缝，使用轨缝调整器适当拉直轨条。

（8）拉伸或拉直轨条后扣件组安装全部扣件，焊磨组焊接钢轨。电务人员进行新轨钻孔倒棱，安装电务导线。

（9）钢轨气割人员对大里程端旧轨在指定位置进行气割（气割2处将长轨分成3段以便于人工运轨）。对换下的两根旧轨条小里程端头部向内76 mm轨腰处气割2个方孔40×40（mm），间隔924 mm。

（10）拨轨组分三次将大里程端旧轨条向小里程方向运轨约250 m距离，保证小里程端两根旧长轨条头部对齐，满足长轨车收轨要求。

（11）运轨结束后拨轨组对旧长轨条在气割处钻孔上夹板连接，待两根旧长轨条到位后，安装拉杆使道心长轨条与一股线上钢轨连接固定，两根长轨之间使用铁丝捆扎牢固。

（12）扣件组进行轨道几何尺寸回检、精调，焊接结束后检查焊缝平直度，探伤人员进行焊缝探伤，全面检查并开通线路。

2.2.3 收轨

换下的旧轨保持长轨条状态，使用长轨车进行回收，长轨车由小里程向大里程方向回收旧轨。

（1）准备工作

①在小里程方向旧长轨条轨腰按距端部216 mm和356 mm左右距离使用氧焰气割两个眼孔，孔径40 mm左右，本项工作在换轨当天完成。

②长轨车在保养点时，收轨人员将滚道梁全部打开并固定好。

（2）工方法及步骤

①工务段配合人员拆除固定旧长轨条使用的拉杆及捆扎用的铁丝，使旧长轨条完全处于自由状态；在旧轨条大里程方向端部位置，在道心横向放置2根短枕木（规格：1 450mm×160mm×220 mm）并用扒钉固定，用于阻挡收轨时道心旧轨条向大里程方向窜动；在旧轨条大里程方向头部的轨底放置2个滑轮并将滑轮固定好，防止长轨车用钢丝绳拉旧轨条时，旧轨条头部在轨道板滑动时碰擦损伤轨道板。

②施工开始长轨车运行至收轨起点后，将牵引机车解挂并向大里程方向运行出旧长轨条范围。

③长轨车对位后由收轨配合人员将道心旧轨条头部用压机打高并放下收轨小车连接好，长轨车以小于5 km/h速度向大里程方向收轨，待地面旧轨还剩余25 m左右时长轨车停车，使用车上卷扬装置将地面剩余旧轨回收上车并锁定好，回收小车、关闭滚道梁，机车连挂后运行至预定车站。

④工务段配合人员回收木条、枕木头、轨距拉杆等，检查开通线路。

2.2.4 钢轨打磨

主要对新换钢轨进行钢轨廓形打磨，采用道岔打磨大机进行，使新、旧轨廓形一致，确保列车高速运行动态平稳，大机打磨过程中工务技术人员需适时对打磨过地段钢轨进行轮廓测量，达到预定打磨效果后停止打磨。

2.2.5 逐级提速

逐级提速自大机打磨结束线路开通后首列开始，确认车按160 km/h运行,其后列车按 200 km/h,250 km/h,300 km/h（常速）各一列进行逐级提速。每速度等级列车工务段均安排技术人员进行添乘确认，无动态不良反应方进行下一速度等级提速。

3 施工控制要点分析及措施

3.1 轨道板伤损控制

由于CRTSⅡ型无砟轨道高速铁路轨道结构与有砟线路的差异，在无砟轨道高速铁路进行更换长轨施工对轨道板的保护是关键环节之一，本次施工在卸长轨、换长轨、收长轨各个环节均存在损伤轨道板的可能，主要可能项及控制措施如下：

3.1.1 长轨条对轨道板的损害

卸长轨时长轨头部、尾部着地时存在伤损轨道板可能，采取了长轨条头、尾部轨道板垫木枕头、拉索固定待卸长轨端部进行拖拽式卸轨的方法进行控制。收长轨时长轨可能窜动造成轨道板伤

损，采取了旧长轨条尾部使用木枕固定防止窜动的方法进行控制。

3.1.2 工机具对轨道板的损害

卸长轨、换长轨过程中拨动钢轨、气割钢轨使用的工机具均可能造成轨道板伤损。采取的控制方法是拨动长轨条时使用钢轨抬钳并尽可能做到轻起轻放，撬棍作为配合工具要求在轨枕板接缝内借力，不得利用承轨台借力；气割钢轨时在气割处下方轨道板面放置一块铁板防止氧焰烧伤轨道板；焊接时坩埚下方放铁板置并铺沙防止铁水溅出烧伤轨道板。

3.2 长轨条固定及限界控制

由于施工需分阶段进行，卸下的长轨条和换下的长轨条需在运行条件下在线路道心上摆放，因此对长轨条进行固定及限界控制至关重要，措施如下：

3.2.1 长轨条固定

根据CRTSⅡ型无砟轨道结构特点，本次施工采取短拉杆将长轨条和一股线上钢轨进行连接的方式进行固定。

由于长轨条摆放于道心，本次采用的拉杆长为950 mm并预先加工好，固定长轨条时每30 m左右安装一根拉杆。由于安装拉杆必须保证轨底与轨道板之间有空隙，因此安装拉杆处必须使用木条垫在长轨条底部，CRTSⅡ型无砟轨道钢轨底部至轨道板面约80 mm间距，木条的厚度以80 mm进行加工，同时受上述间距影响，拉杆轨卡的高度必须控制在80 mm内，因此需对拉杆轨卡进行打磨减小轨卡高度确保能够安装。

由于施工期是夏季高温时节，安装拉杆固定长轨条时还必须考虑长轨条的伸缩问题，因此在安装拉杆时线上钢轨侧拉杆轨卡螺栓应紧到位，长轨条上拉杆轨卡螺栓不能紧死，应预留一定空隙使长轨条可进行温度应力伸缩以防止长轨条在道心伸缩变形。

3.2.2 长轨条限界控制

根据车辆部门要求，道心长轨条顶面高度不得超过既有规定面25 mm，本次施工对长轨条顶面高度计划控制在既有轨顶面高度向上10 mm内，因此垫长轨条轨底的木条应尽可能保证加工精度，使其厚度不影响到长轨条高度超限。长轨卸下和换下后，还必须使用弦绳置于既有的左右股钢轨顶面测量道心长轨条的顶面高度，并在钢轨顶面高点处逐处测量，确保没有一处高度超限。对轨底木条摆放位置差异引起的钢轨扰曲逐一检查，发现高度超限时立即调整木条位置确保长轨条顶面高度控制在计划范围内。

4 结束语

文中介绍的无砟轨道高速铁路更换长轨施工为局管内CRTSⅡ型无砟轨道高速铁路运营线路首次进行此类施工，并通过实践证明了其施工方法的安全性、合理性和可靠性。文中介绍的施工方法，对CRTSⅡ型乃至其他类型无砟轨道高速铁路进行类似施工提供了积极经验，具有借鉴、指导意义。

[1]中华人民共和国铁道部.高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）.北京：中国铁道出版社，2012.

[2]李超雄，等.高速铁路无砟轨道线路养护维修.北京：中国铁道铁道出版社，2011.

责任编辑：万宝安 胡雄伟

来稿日期：2014-12-10

表3 轨道精调作业完成后检测静态允许偏差

6 取得的效果

利用此方法轨道精调后我段静态测量TQI值7项指标上行1.59下行为1.58平均1.59，圆满完成了预期目标。满足了列车动态检测安全性、稳定性和平稳性要求，在385 km/h速度条件下TQI值7项指标下行线2.16、上行线2.06、上下行平均2.11。轮轴横向力、脱轨系数和轮重减载率均满足评判标准的要求；转向架未出现横向失稳，横向稳定性满足评判标准的要求；车体横向、垂向平稳性等级达优，为杭长高铁后期开通运营打好了坚定基础。

7 结束语

轨道精调作业流程及方法的探索是工务部门一项长期又艰巨的任务，这次的轨道精调虽然取得了前所未有的成绩，但也存在着许多不足之处，如由于施工单位精调材料提供不及时而影响精调进度，由于前期轨道精测数据不准确而导致方案错误造成返工等。这些问题都有待于我们这一代工务人进一步去摸索和总结，从而为今后高铁轨道精调积累更有价值的经验。

责任编辑：万宝安 胡雄伟

来稿日期：2015-01-06