淺談無縫線路位移觀測及應力放散.doc

淺談無縫線路位移觀測及應力放散摘要：目前，無縫線路已被廣泛應用于鐵路建設當中，當無縫線路位移異常時，我們?nèi)绾握_的采取措施也尤為重要；文章針對以上兩個問題，以青藏線西格段跨區(qū)間無縫線路為例介紹了無縫線路位移觀測分析方法及應力放散施工。關鍵詞：無縫線路 鎖定軌溫 應力放散 位移觀測1.無縫線路位移觀測的意義 無縫線路鎖定軌溫指的是把長軌條扣接于軌枕時的軌溫，即鎖定時的軌溫。鎖定軌溫不是一直不變的，無縫線路的不均勻爬行，即長鋼軌被局部的壓縮或拉伸會改變無縫線路縱向力的分布，相對的改變長鋼軌的鎖定軌溫。如果實際鎖定軌溫比原鎖定軌溫高很多，在冬季由于氣溫降低，鋼軌內(nèi)部溫度拉力增大，可能發(fā)生斷軌，反之可能發(fā)生脹軌。因此，掌握無縫線路的位移量即實際鎖定軌溫的變化規(guī)律，對保證無縫線路的運營安全具有重要意義。2. 位移觀測樁法在無縫線路長軌條鋪設鎖定之前，在線路兩側(cè)同樣里程處按照一定的原則布設觀測點，稱為位移觀測樁。長鋼軌可能由于各種原因發(fā)生縱向位移，因此，可利用位移觀測樁對長鋼軌位移量進行測量，利用長鋼軌位移量掌握溫度力分布、實際鎖定軌溫及其變化規(guī)律。位移觀測樁法是當前我國規(guī)范所規(guī)定必需采用的檢測無縫線路溫度力分布和鎖定軌溫變化的重要手段。3.應變法概述對于某一特定長度為L的鋼軌，當軌溫變化幅度為時，其自由伸縮量為 ，當軌溫升高時，相當于被壓縮了一個。這一，亦可稱之為未能實現(xiàn)的伸長量，用來表示。它在量值上等于 ，但符號相反，所以有 =從而可得用應變法求鎖定軌溫的嚴格理論公式，即式中，鋼軌的線膨脹系數(shù)，； 未能實現(xiàn)的伸縮量；相對零應力軌溫的軌溫變化幅度（），以升溫為正，反之為負；零應力軌溫，即長度被固定的鋼軌，當溫度力為零時的軌溫（）。對于未能實現(xiàn)的伸長量，或者說鋼軌處于受壓狀態(tài)時，只有軌溫下降，才能達到零應力軌溫，因此上式中應取負值。相反的情況則取正值。如已知，則在軌溫為時鋼軌未能實現(xiàn)的應變?yōu)?。由此可知，如軌溫變化，則鋼軌的溫度應力將變?yōu)榱?，或者說溫度應力為零。因此，零應力軌溫等于。這就是應變法的基本原理。4.“零應力”綜合放散法簡介“零應力”綜合放散法是重新設定無縫線路鎖定軌溫的一種放散方法。先將單元軌條的約束力解除，并放置在滾筒上，通過撞軌，使鋼軌充分自由伸縮，處于“零應力狀態(tài)”時，測量的軌溫為“零應力軌溫”，如果“零應力軌溫”不在設計鎖定軌溫范圍內(nèi)，再根據(jù)單元軌條長度、設計鎖定軌溫計算鋼軌的伸長量，使用長度控制法將單元軌條鎖定軌溫設定在設計鎖定軌溫范圍內(nèi)。該方法主要適用于鎖定軌溫不明、不準或長軌伸縮變形或線路不均勻爬行，改變了鎖定軌溫。5. 位移觀測及“零應力”綜合放散的應用5.1 位移觀測樁設置及觀測數(shù)據(jù)例如：青藏線某段單元軌條長2Km，設計鎖定軌溫155，技術資料中實際鎖定軌溫左股15.3，右股15.5。觀測到的位移量如下：無縫線路位移觀測分析記錄表股別位移觀測樁號1#2#3#4#5#6#7#位移觀測樁距離（m）100300600600300100左股位移量（mm）5-2-613-71-4位移量差（mm）-7-419-208-5軌溫變化值（）-5.9-1.12.7-2.82.2-4.2右股位移量（mm）01-865-3-10位移量差（mm）1-914-1-8-7軌溫變化值（）1-22-0.1-2.3-5.9注：以里程增加方向的位移量為“+”，反之“-”，“-”時說明兩樁之間鋼軌被壓縮鎖定軌溫降低，反之，鎖定軌溫升高。根據(jù)“應變法”分析結果表明：1.1#-2#樁間左股鎖定軌溫降低5.9，右股鎖定軌溫升高1，且左右股鎖定軌溫相差7.1；2. 5#-6#樁間左股鎖定軌溫升高2.2，右股鎖定軌溫降低2.3，且左右股鎖定軌溫差4.3；3. 6#-7#樁間左股鎖定軌溫降低4.2，右股鎖定軌溫降低5.9，右股鎖定軌溫為9.6。以上數(shù)據(jù)表明此單元軌節(jié)1#-2#樁間左股鎖定軌溫已達到9.4低于設計鎖定軌溫，且左右股鎖定軌溫差超限；5#-6#樁間左右股鎖定軌溫差接近超限；6#-7#樁間右股鎖定軌溫達到9.6低于設計鎖定軌溫。鑒于以上觀測分析此單元軌節(jié)應力不均勻，需進行應力放散。5.2 “零應力”綜合放散法放散過程5.2.1 施工工藝該單元軌節(jié)設計鎖定軌溫155，根據(jù)現(xiàn)場施工條件及該單元軌條實際鎖定軌溫不能準確判斷，確定該無縫線路放散及鎖定方式采用“零應力”綜合放散法施工工藝。1）“零應力”綜合放散法就是在單元軌條在零應力狀態(tài)下通過計算鋼軌準確的實際鎖定軌溫后計算放散量配合拉伸器及滾筒的應力放散方法。2）基本工藝流程如下：施工準備一設置臨時位移觀測點單元軌條中部切開鋼軌一拆卸扣件一軌下墊滾筒一撞軌、鋼軌自由伸縮一軌溫測量在單元軌條中部龍口處測量鋼軌位移量一計算確定鋼軌拉伸量鋼軌拉伸、撞軌一落軌一鎖定線路一設置位移觀測標志。5.2.1 放散施工1)放散應力時，應每隔100m左右設一臨時位移觀測點，觀測鋼軌的位移量，及時排除影響放散的障礙，達到應力放散均勻、徹底。2)此單元軌節(jié)長度為2km，龍口設在單元軌節(jié)中部1km位置處，在單元軌節(jié)100m、500m、1500m、1900m處安置撞軌器向單元軌節(jié)中部撞擊。在單元軌節(jié)的中部每股鋼軌設置一臺拉伸器拉伸鋼軌使拉伸量傳遞均勻。鋼軌拉伸量由下式計算：現(xiàn)場單元軌節(jié)中部龍口處軌溫5時通過撞軌自由伸縮拉開軌縫值為100mm，由此可以推算現(xiàn)場鋼軌原鎖定軌溫高于5，且溫差為，此單元軌節(jié)的實際鎖定軌溫為9.2，低于設計鎖定軌溫155。本次放散計劃將單元軌節(jié)鎖定為16，計算拉伸量，鎖定軌溫提升值=16-9.2=6.8，根據(jù)公式=160mm，將鎖定軌溫提升6.8需拉伸鋼軌160mm。由于龍口處采用鋁熱焊接技術，實際鋸軌量=拉伸量+預留焊縫寬度（25mm），最終確定鋸軌量為185mm。鋼軌拉伸量達到預留焊縫寬度后，拉伸器保壓，撤出滾筒，安裝扣件，鎖定線路，焊接龍口。3)線路鎖定后，應立即在鋼軌上設置縱向位移觀測的“零點”標記，按規(guī)定開始觀測并記錄鋼軌位移情況。4)兩股鋼軌宜同步鎖定，線路鎖定后才能撤出拉伸器。6.總結通過此次無縫線路位移觀測及應力放散施工的實踐，說明該施工技術是