一种高地热隧道应力放散锁定的施工方法与流程

1.本发明涉及隧道工程施工方法技术领域，具体涉及一种高地热隧道应力放散锁定的施工方法。


背景技术：

2.应力放散是指无缝线路某一区段的轨条中存在着与设计不符的温差力时，将其重新按照设计要求温度锁定钢轨的作业。由于现场施工中焊接接头应力集中，导致单元轨节中存在应力分散不均匀现象，以及早晚温差原因，导致钢轨热胀冷缩，长此以往钢轨将产生断轨或者胀轨跑道现象。因此需要在现场施工时将应力分布均匀，到达设计轨温，保障钢轨的使用寿命。
3.常规的应力放散分为自然放散和拉伸放散。自然放散工艺流程：施工准备—拆扣件—垫滚筒—安装撞轨器—撞轨—钢轨反弹—拆滚筒—上扣件—做位移观测标记。而拉伸放散施工工艺：施工准备—拆扣件—垫滚筒—安装撞轨器—末端安装拉伸器—每隔相同距离设置临时观测点—测轨温计算各点拉伸量—拉伸钢轨并用撞轨器撞轨、观测各点位移量—各观测点位移量到达要求—停止拉伸钢轨—撞轨—钢轨反弹后停止撞轨—锁定末端钢轨—拆滚筒—上扣件—做位移观测标记。
4.而由于高地热隧道内轨温过高，经过实际测试后发现上述两种方法仍然无法达到常规放散温度条件，这是目前所面临的主要问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种高地热隧道应力放散锁定的施工方法，以解决在高地热隧道内进行施工时，由于轨温过高，常规的两种应力放散方法无法满足放散温度的需要的问题。
6.为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：一种高地热隧道应力放散锁定的施工方法；它包括以下步骤：s1、设置位移观测桩；在需要进行放散锁定施工的长钢轨单元轨节处设置若干个位移观测桩；位移观测桩按锁定单元轨节设置，若存在道岔区则按道岔单元轨节设置；相邻的两个位移观测桩之间距离相等，在纵向的相错量不得超过30m；s2、拆卸扣件；操作人员拆除已铺设单元轨节扣件，将锁紧弹条取下；s3、支垫滚轮；将钢轨抬起，每隔15-16个枕木空垫放一个滚筒于枕木空中间；保证钢轨目视平顺，可以自由伸缩；s4、做位移观测标记；在单元轨节的两端及中部每隔100m的位置做一个钢轨位移观测标记，以观测钢轨在应力放散过程中相对于标记的移动量；s5、撞轨、应力放散；采用拉伸器和撞轨器对单元轨节进行应力放散锁定施工，其中先对单元轨节进行零应力放散，以确保结算拉伸量时钢轨处于零应力状态；在使用拉伸器进行操作前，先在轨道上布置临时位移观测点；
s6、计算拉伸量，并进行对应处理；按照下式计算拉伸量：δl=α x l x (tss-tp)式中；δl为拉伸量，其单位为mm；α为钢轨钢的线膨胀系数，正常情况下，α=11.8x10-6
/℃；l为单元轨节长度，其单位为mm；tss为实际锁定轨温，其单位为℃；tp为铺轨时的平均轨温，其单位为℃；若δl 为负值，说明实际锁定轨温低于铺轨平均轨温，放散后单元轨节会缩短，此时准备一根短轨，放在单元轨节的未锁定端，作临时连接用；若δl 为正值，说明实际锁定轨温高于铺轨平均轨温，放散后单元轨节会胀长，此后则需进行锯轨操作；s7、拉伸钢轨或撞轨以配合多点观测确保放散均匀；用撞轨器撞击钢轨，同时观测各个临时位移观测点的位移量变化情况；只有当钢轨位移发生反弹且各点位移均变化时，视为钢轨达到自由伸缩状态，此时停止撞轨；s8、单元轨节锁定；拉伸长钢轨到位，当各个临时位移观测点的拉伸量与计算拉伸量相符合后保持拉伸器压力及拉伸钢轨的拉伸量；迅速锁定钢轨扣件，每100m一组锁定人员，待锁定完成后撤除拉伸器，检查锁定的拉伸量及各观测点位移量；当拉伸量和各观测点位移量在0~2mm内，则锁定线路成功，质量合格；s9、对位移观测标记编号；位移观测桩的编号按里程增加顺序编号，左右股均以里程增加方向分别编号。
7.优选的，步骤s1中设置位移观测桩时，设置时间需要与无缝线路或无缝道岔锁定同步，且位移观测桩必须在无缝线路锁定前完成设置；在安装的过程中，采用上下行各埋设在膨胀套管上并固定；在单元轨节的末端设临时位移观测零点以观测钢轨末端位移回弹量，在放散下一根单元轨节时，此点进行归零处理；单元轨节起终点的位移观测桩需要与单元轨节焊接接头相对应设置；成对的位移观测桩应垂直于线路方向，在线路两侧对称布置。
8.优选的，在步骤s5中进行零应力放散时，通过在单元轨节末端安放撞轨器，同时在单元轨节上每间隔500m的位置加密撞轨器，施工观测人员在步骤s4中所做的位移观测标记进行观察，撞轨组按统一命令一起撞轨，当所有的观测人员报告负责人钢轨出现反弹迹象时停止撞轨，此时钢轨即达到了零应力状态。
9.优选的，步骤s6中计算拉伸量时，tp通过对单元轨节上每隔300m的轨温取均值获得。
10.优选的，在执行步骤s5、s7和s8操作前，均需要提前对钢轨降温至需要的温度范围，同时保持温度至步骤结束本发明有益效果：本发明提供了滚筒自然放散法和滚筒拉伸放散法相结合施工的手段，同时辅助以钢轨降温，以满足在高地热隧道内轨温过高的条件下，放散操作不易进行处理的问题；较正常温度下的钢轨焊接及放散锁定达到了同样的施工质量和效率，确保了作业人员的安全，最终实现了在高地热的环境下顺利作业，达到提高工；效、节约成本和缩短工期的目的。
具体实施方式
11.下面结合具体的实施例对本发明进行进一步介绍：
实施例：本实施例提供一种高地热隧道应力放散锁定的施工方法；它包括以下步骤：s1、设置位移观测桩；在需要进行放散锁定施工的长钢轨单元轨节处设置若干个位移观测桩；位移观测桩按锁定单元轨节设置，若存在道岔区则按道岔单元轨节设置；相邻的两个位移观测桩之间距离相等，在纵向的相错量不得超过30m；设置位移观测桩时，设置时间需要与无缝线路或无缝道岔锁定同步，从而在施工时准备足够的人力、仪器和工具材料，确保无缝线路初始锁定位置被准确标志；无缝线路按锁定单元轨节500m等距离设置位移观测桩，当单元轨节长度不足500m整倍数时，可适当调整桩间距离；位移观测桩必须在无缝线路锁定前完成设置；在安装的过程中，采用上下行各埋设在膨胀套管上并固定；用不锈钢螺丝固定。具体埋设方式是：在凸台上埋设十字测量标志，用直径10mm不锈钢圆柱制作，采用植筋胶埋入凸台中，有砟轨道地段设在电气化立柱基础面上，其埋设顶面平齐混凝土面；同时在同一垂直面的钢轨轨腰处贴上观测标尺（红杆标示一端贴上来车方向），标尺的“0”刻度与标示点对齐，由专职人员采用准直仪进行观测。
12.正线每股道的左右两股钢轨均设置标尺，且保持与准直仪通视。岔前、岔后每根钢轨均设置标尺，限位器处在直基本轨和直尖轨上设置标尺。标尺中间设零点，标尺采用铝合金材料制成，表面涂反光油漆，尺寸为20
×
100mm，厚度为0.5mm，最小刻度为1mm。
13.在单元轨节的末端设临时位移观测零点以观测钢轨末端位移回弹量，在放散下一根单元轨节时，此点进行归零处理；设置正式位移观测桩零点标记。在位移观测桩与轨头外端相对应处，做出清晰的、规范的标记，对现场位移观测桩编号并注标识；位移观测桩可利用线路两侧的接触网基础、线路集装或其他，固定在建筑物上；单元轨节起终点的位移观测桩需要与单元轨节焊接接头相对应设置；成对的位移观测桩应垂直于线路方向，在线路两侧对称布置，同时位移观测桩应与电务设备错开s2、拆卸扣件；操作人员拆除已铺设单元轨节扣件，将锁紧弹条取下；s3、支垫滚轮；将钢轨抬起，每隔15-16个枕木空垫放一个滚筒于枕木空中间；保证钢轨目视平顺，可以自由伸缩；s4、做位移观测标记；在单元轨节的两端及中部每隔100m的位置做一个钢轨位移观测标记，以观测钢轨在应力放散过程中相对于标记的移动量；s5、撞轨、应力放散；采用拉伸器和撞轨器对单元轨节进行应力放散锁定施工，其中先对单元轨节进行零应力放散，以确保结算拉伸量时钢轨处于零应力状态；在使用拉伸器进行操作前，先在轨道上布置临时位移观测点；进行零应力放散时，通过在单元轨节末端安放撞轨器，同时在单元轨节上每间隔500m的位置加密撞轨器，施工观测人员在步骤s4中所做的位移观测标记进行观察，撞轨组按统一命令一起撞轨，当所有的观测人员报告负责人钢轨出现反弹迹象时停止撞轨，此时钢轨即达到了零应力状态。
14.s6、计算拉伸量，并进行对应处理；按照下式计算拉伸量：δl=α x l x (tss-tp)式中；δl为拉伸量，其单位为mm；α为钢轨钢的线膨胀系数，正常情况下，α=11.8x10-6
/℃；l为单元轨节长度，其单位为mm；tss为实际锁定轨温，其单位为℃；tp为铺轨
时的平均轨温，其单位为℃；tp通过对单元轨节上每隔300m的轨温取均值获得；若δl 为负值，说明实际锁定轨温低于铺轨平均轨温，放散后单元轨节会缩短，此时准备一根短轨，放在单元轨节的未锁定端，作临时连接用；若δl 为正值，说明实际锁定轨温高于铺轨平均轨温，放散后单元轨节会胀长，此后则需进行锯轨操作；s7、拉伸钢轨或撞轨以配合多点观测确保放散均匀；用撞轨器撞击钢轨，同时观测各个临时位移观测点的位移量变化情况；只有当钢轨位移发生反弹且各点位移均变化时，视为钢轨达到自由伸缩状态，此时停止撞轨；s8、单元轨节锁定；拉伸长钢轨到位，当各个临时位移观测点的拉伸量与计算拉伸量相符合后保持拉伸器压力及拉伸钢轨的拉伸量；迅速锁定钢轨扣件，每100m一组锁定人员，待锁定完成后撤除拉伸器，检查锁定的拉伸量及各观测点位移量；当拉伸量和各观测点位移量在0~2mm内，则锁定线路成功，质量合格；s9、对位移观测标记编号；位移观测桩的编号按里程增加顺序编号，左右股均以里程增加方向分别编号。
15.在执行步骤s5、s7和s8操作前，均需要提前对钢轨降温至需要的温度范围，同时保持温度至步骤结束。