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摘要：阜阳至六安铁路，含阜阳枢纽袁寨站及六安地区相关工程。阜阳至六安线路全长167.59km。本论文侧重于长轨的换铺和应力放散及锁定，以及一次性铺设跨区间无缝线路的施工方法及安全质量管理事项。
关键词：铁路；长轨；跨区间
一、工程概况
阜阳至六安铁路，含阜阳枢纽袁寨站及六安地区相关工程，由于本工程只有30Km的工具轨，为了确保有足够的工具轨满足轨排生产，所以采取铺设10到20公里线路就换铺一次长轨，由于受大型机械养护作业时间的制约（大机养护机械是请外单位的）每次都是先换成500m轨，然后再焊接、放散及锁定。
设计内容：铁路等级：I级；
正线数目：单线预留双线条件（控制桥梁墩台一次建成）；
限制坡度：6‰；
设计行车速度：160km/h，平面预留200km/h的条件；
最小曲线半径：3500m；
牵引种类：电力；
机车类型：暂定HX型、SS9；
牵引质量：5000t；
二、施工标准
（1）采用重型轨道标准
采用60kg/m钢轨，铺设无缝线路，III型混凝土轨枕，每公里铺设1667根。
（2）道床
采用双层碎石道砟，面砟0.3m，底砟0.2m；桥上采用单层碎石道床，厚0.35m。
三、施工方法及顺序
本标段新建跨区间无缝线路为一次铺设无缝线路施工，区间线路预铺按照“路基分段成型一段，分段铺轨，分段开通”的原则组织施工。火车和汽车相结合运输路料、机械铺轨、小机整道、长轨换铺后焊联跨区间无缝线路、大机整道分级提速。工地焊接长轨间采用小型移动气压焊，新铺道岔及龙口轨间采用铝热焊，道岔前后接头及信号绝缘位置采用现场冻(胶)结。无缝线路应力放散采用滚筒辅助撞轨法施工，锁定轨温27℃ 一37℃ 。
施工顺序：1、25m轨排的铺设；2、大型机械养护；3、500m长轨的换铺；4、将500m长轨焊接成单元轨节；5、应力放散与轨温锁定。
四、正线无缝线路设计分析
正线轨道袁寨站（不含）至分路口站（不含）按一次铺设跨区间无缝线路设计，分路口至六安增建二线段按普通无缝线路设计。
1、单元轨节布置
单元轨节的布置应根据线路条件、工点情况、施工工艺及养护维修等综合因素研究决定，区间内单元轨节长度宜为1000~2000m，最短不应小于200m，单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路按一个单元轨节设计。单元轨节左右两股钢轨始端的相错量不超过100mm。
2、焊接接头
（1）焊接接头技术条件
工地钢轨焊接应采用接触焊，道岔内及两端与区间线路连接的钢轨锁定焊可采用铝热焊，钢轨焊接前应进行型式实验，确保焊接质量、力学性能指标符合国家现行标准《钢轨焊接接头技术条件》（TB/T1632）的规定，所有焊接接头必须进行打磨。焊接接头平直度的标准应满足下表要求：
焊接接头平直度的标准
（2）焊接接头位置
1）左右股单元轨节锁定焊接接头相错量不宜超过100mm；
2）由道岔前端和辙叉跟端接头焊接决定的道岔全长偏差不得超过±20mm；
3）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路下基础过渡段范围，施工单位可根据实际情况对设计图的单元轨节起止点进行适当调整。
3、位移观测桩和钢轨标记
（1）布置原则
①在无缝线路锁定前埋置观测桩，应埋设牢固可靠，易于观测和不易被破坏。
②以单元轨节为单位成对布置观测桩，每对观测桩标记中心连线应与线路中线垂直。
③跨区间无缝线路按单元轨节等距离成对设置位移观测桩，桩间距离不大于500m。单元轨节长不足500m整倍数时，可适当调整桩间距离。单元轨节起终点的观测桩宜与单元轨节间的焊接接头对齐，纵向相错量不得大于30m。
④无缝线路长轨条的起点、终点以及距离长轨条起终点100m的位置各设1对位移观测桩。
⑤长大隧道的隧道口，特大、大桥两端增设位移观测桩。
⑥跨区间无缝线路每组道岔应设置5对位移观测桩，在道岔前、道岔后、限位器、距离道岔50m处各设1对位移观测桩。
⑦长钢轨锁定后，应立即在钢轨对应位置用红色和白色油漆进行钢轨标记，标记内容包括锁定日期和锁定轨温。标记应清晰、可靠、耐久。
（2）观测桩结构型式及设置位置
①路肩上的观测桩：可在路肩上垂直埋设钢筋混凝土桩，桩顶截面为方形（100×100mm）或圆形（直径100mm），采用C15混凝土预制，桩顶用模板定型抹平，中心垂直预埋刻划拉线十字丝的直径16mm圆钢。桩顶面应高于路肩面20mm，并采用水泥砂浆将观测桩固于路基中。长度视埋入路基的深度确定，埋深应不小于0.5m。观测桩埋设于路肩中心。位移观测桩可以利用接触网支柱进行设置。
②车站内的观测桩：可设在站台侧壁上。
③桥上的观测桩：可设置于桥梁固定支座附近稳固的桥面结构上，设置高度高于軌面50～100mm。
五、主要工序及过程控制
1、工具轨制作轨排，机械进行轨排铺设
路基交铺后，通过N17普通平板车将在轨排基地制作好的线路轨排（25 m 长）运到工程线内，然后利用换装架配合DJ32型铺轨机进行线路铺轨施工。由于工具轨数量有限，每铺完10Km之后，前方进行铺轨架梁，后方开始进行补碴、采用190捣固机捣固整道，待大机养后进行500m长轨的换铺，由于换轨与架梁要交叉作业，所以新换铺的长轨在未进行应力放散就需锁定，所以本工程采用高温锁定的过渡办法来临时满足整个工程进度需求。
2、大机整道
新建地段，大型机械养护车通过分路口车站的24号道岔直接进出工程线，大机组包括捣固、稳定车和道床整型车，稳定车在桥梁地段不作业。大机整道与K车补砟同步进行。线路整道后，先通过K车补充道砟，再进行大机整道。线路开通前，完成大机整道“二捣四稳”，线路达到60 km／h通行条件。开通线路，利用天窗点大机分次整道，同时利用K车补充道砟，线路分级提速。
3、长轨换铺作业流程
3. 1 长轨条装车、运输、卸车
⑴ 长轨条在长轨基地进行检查、配轨装车，确保方向、数量、轨型等完全准确后再进行装车，利用基地内群吊将长轨条分层装入长轨运输列车，锁定；
⑵装车完毕，长轨车出基地进入工程线运输，按车辆及运输要求的车速运行，禁止溜放；
⑶卸长轨：检查卸轨地段是否有缺渣或满渣现象，如有此情况应及时拉平石渣。列车运行至卸轨地点，将尾车对准卸轨起点停车，并设置好防护，卸轨负责人确认钢丝绳与长轨联接后，指挥作业中车的卷扬机将长轨牵引到位，按要求用卡子固定好后，再指挥机车开动。卸轨作业要求机车起动平稳，速度均匀，按3—5km/h速度运行。
3. 2长轨换铺
⑴准备工作
①备齐和检修施工机具、设备，按计划把换轨所需的材料运散到工地。（所需扣件、焊轨机、撞轨器、拉伸机等）
②拨顺待铺长轨，曲线地段尽量把上股长轨拨近旧轨，下股长轨可拨一定数量的S弯。
③丈量钢轨，标好拉伸测点，选配好龙口轨。
⑵慢行作业
①进行换长轨前的扣件拆除，以200米长为一个单位进行人员的分组、分工。并将所需更换的P50扣件回收，P60扣件到位。
②根据技术参数做好影响长轨落槽的准备工作（锯空搭头等）并将工机具摆放至下一根轨条待用的位置。（如撞轨器，拉伸机等）
⑶换轨作业
①施工负责人接到施工命令后， 作业人员拆除轨枕的全部扣件和更换钢轨扣板。
②轨道车到达施工地点后，换轨轨道车牵引换轨小车，利用换轨车平板上的两个电动葫芦将长轨条吊起，并放入平板两侧的定位槽内，然后轨道车带动换轨车向待换轨方向行走；
③待长轨条头部快到换轨车悬臂位置时利用悬臂上的两个电动葫芦将旧轨吊起插入悬臂端的定位槽内，同时将长轨条放到承轨槽内，然后继续进行长轨的更换；
④更换长轨作业之后，后续的上扣件人员以组为单位进行扣件的紧固，如进行曲线上的长轨更换作业时，在换长轨的同时应在曲线上股的龙口附近处进行拉伸，曲线下股的龙口附近进行送弯道得以配合长轨条的更换直至单元轨节更换完毕；利用快速夹板将两长轨条夹紧，直到所有的长轨条全部更换完毕。
⑤长轨条落槽锁定后，全面检查轨距、水平，按验收标准整修达标，全面复拧轨枕扣件；施工负责人全面检查线路状态和限界，确认符合放行列车条件后，通知调度取消封锁，开通线路。由于本段线路采用先换铺成500m长轨，然后再进行单元轨节施工的方法，所以换铺的线路采用高温进行线路预锁定，锁定轨温控制在38——45℃之间，所有长轨之间不留轨缝。最后将换下的工具轨回收到基地进行轨排生产。
5、将长轨焊接成单元轨节
工地焊接以气压焊为主，通过钢轨二次锯轨和拉伸机串轨以调整钢轨焊缝位置和保证焊接时顶锻力。钢轨端面打磨、焊接、正火和打磨可采用流水作业方式。
新铺道岔岔内和长轨间龙口(主要是与既有线拨接口及交叉口前后)采用铝焊施工，铝焊施工焊缝预留25～28 mm轨缝。现场冻结在道岔焊接完成后进行，冻结施工综合岔区线路锁定进行，冻结轨温与所在单元轨节锁定轨温一致，冻接接头螺栓扭距达到900 N•m。工地焊接前先将厂焊长轨焊联成单元轨节，再将单元轨节焊接为跨区间无缝线路，单元轨节间焊接应与单元轨节锁定一并进行。钢轨及道岔工地焊接接头均采用超声波探伤无损检测。
6、应力放散与轨温锁定
根据气温的变化与轨温的变化规律，采用滚筒应力放散与综合应力放散2种施工方法。即当轨温低于锁定轨温时，采用拉伸与滚筒等综合放散施工；当轨温接近锁定轨温时采用滚筒自然放散施工；当轨温超过锁定轨温时不能放散施工。用位移观测来确定钢轨应力放散情况及锁定轨温，撞击钢轨，轨下垫活动滚轮设备，保证钢轨应力放散均匀并及时落位锁定。
六、质量保证措施
1)做好设计文件、设计标准的审核和落实，严格质量标准，施工过程加强工序监控和过程检测。
2)杜绝不合格材料进场和使用，特别是涉及工程结构本身的材料，使用知名度高的品牌货，按规定进行二次抽检和复检。
3)轨枕锚固需进行硫磺砂浆配合比选试验，钢轨焊接进行型式试验，并按规定进行周期抽检。
4)轨枕螺栓抗拨力、道床碾压密实度、钢轨焊接接頭均进行施工质量检测。
5)加大对施工专业人员的培训使用，加大对新设备新器具的投人，以一流的人员、技术、设备来提高施工质量。
6)轨枕锚固和钢轨焊接避开冬季低温、大风、雨雪天气，确因施工紧急时，采取防护措施。
7)规范施工管理，就施工操作、质量检测、过程控制等制定施工作业指导书，以阶段工作、分步工作、分项工作、分步工序及各工种人员、各设备、各材料的质量合格来确保工程质量。
七、 效果评价
1) 阜阳至六安铁路，含阜阳枢纽袁寨站及六安地区相关工程属于探索性施工工艺，通过上述施工组织、技术管理和控制措施的实施，完成了施工任务，并取得了良好的经济和社会效益。
2)在完成施工生产的同时，也总结和归纳出了既有线改造人工铺设无缝线路的施工工法，为今后施工积累了经验。
3)在既有线行车条件下，如何实现铺轨整道质量一次性达到200 km／h的使用条件，还有待日后进一步探索和总结
参考文献：
[1]TB 1632—91，钢轨焊接技术条件[S]．
[2]TB 2098．89，无缝线路铺设及养护维修办法[S]．
[3]TB 10413—2003，铁路轨道工程施工质量验收标准[S]．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：铁路；长轨；跨区间
一、工程概况
阜阳至六安铁路，含阜阳枢纽袁寨站及六安地区相关工程，由于本工程只有30Km的工具轨，为了确保有足够的工具轨满足轨排生产，所以采取铺设10到20公里线路就换铺一次长轨，由于受大型机械养护作业时间的制约（大机养护机械是请外单位的）每次都是先换成500m轨，然后再焊接、放散及锁定。
设计内容：铁路等级：I级；
正线数目：单线预留双线条件（控制桥梁墩台一次建成）；
限制坡度：6‰；
设计行车速度：160km/h，平面预留200km/h的条件；
最小曲线半径：3500m；
牵引种类：电力；
机车类型：暂定HX型、SS9；
牵引质量：5000t；
二、施工标准
（1）采用重型轨道标准
采用60kg/m钢轨，铺设无缝线路，III型混凝土轨枕，每公里铺设1667根。
（2）道床
采用双层碎石道砟，面砟0.3m，底砟0.2m；桥上采用单层碎石道床，厚0.35m。
三、施工方法及顺序
本标段新建跨区间无缝线路为一次铺设无缝线路施工，区间线路预铺按照“路基分段成型一段，分段铺轨，分段开通”的原则组织施工。火车和汽车相结合运输路料、机械铺轨、小机整道、长轨换铺后焊联跨区间无缝线路、大机整道分级提速。工地焊接长轨间采用小型移动气压焊，新铺道岔及龙口轨间采用铝热焊，道岔前后接头及信号绝缘位置采用现场冻(胶)结。无缝线路应力放散采用滚筒辅助撞轨法施工，锁定轨温27℃ 一37℃ 。
施工顺序：1、25m轨排的铺设；2、大型机械养护；3、500m长轨的换铺；4、将500m长轨焊接成单元轨节；5、应力放散与轨温锁定。
四、正线无缝线路设计分析
正线轨道袁寨站（不含）至分路口站（不含）按一次铺设跨区间无缝线路设计，分路口至六安增建二线段按普通无缝线路设计。
1、单元轨节布置
单元轨节的布置应根据线路条件、工点情况、施工工艺及养护维修等综合因素研究决定，区间内单元轨节长度宜为1000~2000m，最短不应小于200m，单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路按一个单元轨节设计。单元轨节左右两股钢轨始端的相错量不超过100mm。
2、焊接接头
（1）焊接接头技术条件
工地钢轨焊接应采用接触焊，道岔内及两端与区间线路连接的钢轨锁定焊可采用铝热焊，钢轨焊接前应进行型式实验，确保焊接质量、力学性能指标符合国家现行标准《钢轨焊接接头技术条件》（TB/T1632）的规定，所有焊接接头必须进行打磨。焊接接头平直度的标准应满足下表要求：
焊接接头平直度的标准
（2）焊接接头位置
1）左右股单元轨节锁定焊接接头相错量不宜超过100mm；
2）由道岔前端和辙叉跟端接头焊接决定的道岔全长偏差不得超过±20mm；
3）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路下基础过渡段范围，施工单位可根据实际情况对设计图的单元轨节起止点进行适当调整。
3、位移观测桩和钢轨标记
（1）布置原则
①在无缝线路锁定前埋置观测桩，应埋设牢固可靠，易于观测和不易被破坏。
②以单元轨节为单位成对布置观测桩，每对观测桩标记中心连线应与线路中线垂直。
③跨区间无缝线路按单元轨节等距离成对设置位移观测桩，桩间距离不大于500m。单元轨节长不足500m整倍数时，可适当调整桩间距离。单元轨节起终点的观测桩宜与单元轨节间的焊接接头对齐，纵向相错量不得大于30m。
④无缝线路长轨条的起点、终点以及距离长轨条起终点100m的位置各设1对位移观测桩。
⑤长大隧道的隧道口，特大、大桥两端增设位移观测桩。
⑥跨区间无缝线路每组道岔应设置5对位移观测桩，在道岔前、道岔后、限位器、距离道岔50m处各设1对位移观测桩。
⑦长钢轨锁定后，应立即在钢轨对应位置用红色和白色油漆进行钢轨标记，标记内容包括锁定日期和锁定轨温。标记应清晰、可靠、耐久。
（2）观测桩结构型式及设置位置
①路肩上的观测桩：可在路肩上垂直埋设钢筋混凝土桩，桩顶截面为方形（100×100mm）或圆形（直径100mm），采用C15混凝土预制，桩顶用模板定型抹平，中心垂直预埋刻划拉线十字丝的直径16mm圆钢。桩顶面应高于路肩面20mm，并采用水泥砂浆将观测桩固于路基中。长度视埋入路基的深度确定，埋深应不小于0.5m。观测桩埋设于路肩中心。位移观测桩可以利用接触网支柱进行设置。
②车站内的观测桩：可设在站台侧壁上。
③桥上的观测桩：可设置于桥梁固定支座附近稳固的桥面结构上，设置高度高于軌面50～100mm。
五、主要工序及过程控制
1、工具轨制作轨排，机械进行轨排铺设
路基交铺后，通过N17普通平板车将在轨排基地制作好的线路轨排（25 m 长）运到工程线内，然后利用换装架配合DJ32型铺轨机进行线路铺轨施工。由于工具轨数量有限，每铺完10Km之后，前方进行铺轨架梁，后方开始进行补碴、采用190捣固机捣固整道，待大机养后进行500m长轨的换铺，由于换轨与架梁要交叉作业，所以新换铺的长轨在未进行应力放散就需锁定，所以本工程采用高温锁定的过渡办法来临时满足整个工程进度需求。
2、大机整道
新建地段，大型机械养护车通过分路口车站的24号道岔直接进出工程线，大机组包括捣固、稳定车和道床整型车，稳定车在桥梁地段不作业。大机整道与K车补砟同步进行。线路整道后，先通过K车补充道砟，再进行大机整道。线路开通前，完成大机整道“二捣四稳”，线路达到60 km／h通行条件。开通线路，利用天窗点大机分次整道，同时利用K车补充道砟，线路分级提速。
3、长轨换铺作业流程
3. 1 长轨条装车、运输、卸车
⑴ 长轨条在长轨基地进行检查、配轨装车，确保方向、数量、轨型等完全准确后再进行装车，利用基地内群吊将长轨条分层装入长轨运输列车，锁定；
⑵装车完毕，长轨车出基地进入工程线运输，按车辆及运输要求的车速运行，禁止溜放；
⑶卸长轨：检查卸轨地段是否有缺渣或满渣现象，如有此情况应及时拉平石渣。列车运行至卸轨地点，将尾车对准卸轨起点停车，并设置好防护，卸轨负责人确认钢丝绳与长轨联接后，指挥作业中车的卷扬机将长轨牵引到位，按要求用卡子固定好后，再指挥机车开动。卸轨作业要求机车起动平稳，速度均匀，按3—5km/h速度运行。
3. 2长轨换铺
⑴准备工作
①备齐和检修施工机具、设备，按计划把换轨所需的材料运散到工地。（所需扣件、焊轨机、撞轨器、拉伸机等）
②拨顺待铺长轨，曲线地段尽量把上股长轨拨近旧轨，下股长轨可拨一定数量的S弯。
③丈量钢轨，标好拉伸测点，选配好龙口轨。
⑵慢行作业
①进行换长轨前的扣件拆除，以200米长为一个单位进行人员的分组、分工。并将所需更换的P50扣件回收，P60扣件到位。
②根据技术参数做好影响长轨落槽的准备工作（锯空搭头等）并将工机具摆放至下一根轨条待用的位置。（如撞轨器，拉伸机等）
⑶换轨作业
①施工负责人接到施工命令后， 作业人员拆除轨枕的全部扣件和更换钢轨扣板。
②轨道车到达施工地点后，换轨轨道车牵引换轨小车，利用换轨车平板上的两个电动葫芦将长轨条吊起，并放入平板两侧的定位槽内，然后轨道车带动换轨车向待换轨方向行走；
③待长轨条头部快到换轨车悬臂位置时利用悬臂上的两个电动葫芦将旧轨吊起插入悬臂端的定位槽内，同时将长轨条放到承轨槽内，然后继续进行长轨的更换；
④更换长轨作业之后，后续的上扣件人员以组为单位进行扣件的紧固，如进行曲线上的长轨更换作业时，在换长轨的同时应在曲线上股的龙口附近处进行拉伸，曲线下股的龙口附近进行送弯道得以配合长轨条的更换直至单元轨节更换完毕；利用快速夹板将两长轨条夹紧，直到所有的长轨条全部更换完毕。
⑤长轨条落槽锁定后，全面检查轨距、水平，按验收标准整修达标，全面复拧轨枕扣件；施工负责人全面检查线路状态和限界，确认符合放行列车条件后，通知调度取消封锁，开通线路。由于本段线路采用先换铺成500m长轨，然后再进行单元轨节施工的方法，所以换铺的线路采用高温进行线路预锁定，锁定轨温控制在38——45℃之间，所有长轨之间不留轨缝。最后将换下的工具轨回收到基地进行轨排生产。
5、将长轨焊接成单元轨节
工地焊接以气压焊为主，通过钢轨二次锯轨和拉伸机串轨以调整钢轨焊缝位置和保证焊接时顶锻力。钢轨端面打磨、焊接、正火和打磨可采用流水作业方式。
新铺道岔岔内和长轨间龙口(主要是与既有线拨接口及交叉口前后)采用铝焊施工，铝焊施工焊缝预留25～28 mm轨缝。现场冻结在道岔焊接完成后进行，冻结施工综合岔区线路锁定进行，冻结轨温与所在单元轨节锁定轨温一致，冻接接头螺栓扭距达到900 N•m。工地焊接前先将厂焊长轨焊联成单元轨节，再将单元轨节焊接为跨区间无缝线路，单元轨节间焊接应与单元轨节锁定一并进行。钢轨及道岔工地焊接接头均采用超声波探伤无损检测。
6、应力放散与轨温锁定
根据气温的变化与轨温的变化规律，采用滚筒应力放散与综合应力放散2种施工方法。即当轨温低于锁定轨温时，采用拉伸与滚筒等综合放散施工；当轨温接近锁定轨温时采用滚筒自然放散施工；当轨温超过锁定轨温时不能放散施工。用位移观测来确定钢轨应力放散情况及锁定轨温，撞击钢轨，轨下垫活动滚轮设备，保证钢轨应力放散均匀并及时落位锁定。
六、质量保证措施
1)做好设计文件、设计标准的审核和落实，严格质量标准，施工过程加强工序监控和过程检测。
2)杜绝不合格材料进场和使用，特别是涉及工程结构本身的材料，使用知名度高的品牌货，按规定进行二次抽检和复检。
3)轨枕锚固需进行硫磺砂浆配合比选试验，钢轨焊接进行型式试验，并按规定进行周期抽检。
4)轨枕螺栓抗拨力、道床碾压密实度、钢轨焊接接頭均进行施工质量检测。
5)加大对施工专业人员的培训使用，加大对新设备新器具的投人，以一流的人员、技术、设备来提高施工质量。
6)轨枕锚固和钢轨焊接避开冬季低温、大风、雨雪天气，确因施工紧急时，采取防护措施。
7)规范施工管理，就施工操作、质量检测、过程控制等制定施工作业指导书，以阶段工作、分步工作、分项工作、分步工序及各工种人员、各设备、各材料的质量合格来确保工程质量。
七、 效果评价
1) 阜阳至六安铁路，含阜阳枢纽袁寨站及六安地区相关工程属于探索性施工工艺，通过上述施工组织、技术管理和控制措施的实施，完成了施工任务，并取得了良好的经济和社会效益。
2)在完成施工生产的同时，也总结和归纳出了既有线改造人工铺设无缝线路的施工工法，为今后施工积累了经验。
3)在既有线行车条件下，如何实现铺轨整道质量一次性达到200 km／h的使用条件，还有待日后进一步探索和总结
参考文献：
[1]TB 1632—91，钢轨焊接技术条件[S]．
[2]TB 2098．89，无缝线路铺设及养护维修办法[S]．
[3]TB 10413—2003，铁路轨道工程施工质量验收标准[S]．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。