(中国铁路济南局集团有限公司)
摘要:京胶联络线是联接京沪线及胶济线两大繁忙干线的枢纽,是典型的客货共用繁忙线路,道床严重脏污、板结严重,钢轨磨耗较为严重,其原有的轨道线形发生了较大的变化,为了恢复道床弹性,提升既有线路设备的状态,进行本次清筛、换轨设计,保证列车的安全舒适运行。
关键词:清筛;换轨;无缝岔区改造;优化
京胶联络线是联接京沪线及胶济线两大繁忙干线的枢纽,是典型的客货共用繁忙线路,为国家Ⅰ级铁路,主要行驶电力机车,车站电气集中,区间为ZPW2000A四显示自动闭塞系统。其下行既有铺设为60kg/m钢轨跨区间无缝线路,配置为1667根/km的Ⅲa型钢筋混凝土轨枕,Ⅱ型弹条扣件,Ⅰ级碎石道砟的轨道结构。经过一周期铁路运营,道床严重脏污、板结严重,钢轨磨耗较为严重,其原有的轨道线形发生了较大的变化,为了恢复道床弹性,提升既有线路设备的状态,进行本次清筛、换轨设计,保证列车的安全舒适运行。
1大修清筛
1.1线路平面优化
该段设计最大曲线半径3000m、最小曲线半径300m,最短夹直线长度26.83m。线路平面结合大修清筛进行校正。同时通过调整既有曲线要素优化夹直线不足,保证线路运行安全。设计中曲线K2+079.71-K2+178.36与曲线K2+208.62-K2+856.61间、曲线K4+796.38-K4+914.04与曲线K4+942.65-K5+051.84间夹直线长度经曲线优化调整后,满足《铁路线路修理规则》(铁运[2006]146号文)“第3.7.4条……反向曲线两超高顺坡终点间的夹直线长度在允许速度不大于120km/h的线路极个别情况下不足25m时,正线不应短于20m,站线不应短于10m。”的规定要求。本段设计中曲线K3+675.60-K3+772.87后接济南东站17#道岔(混凝土枕60kg/m钢轨12号单开道岔,图号:专线4228),现场既有夹直线长度为3.75m,经曲线优化调整后设计夹直线长度为4.42m,本次设计较既有有所改善。
1.2道床
本次大修清筛设计道床顶面宽度按无缝线路顶面宽度标准,应符合《铁路线路修理规则》(铁运[2006]146号文)第3.2.2条规定:速度小于等于160km/h无缝线路,顶面宽度应达到3.4m;半径小于等于600m曲线外侧道床应加宽0.10m。
1.3线路拨移
北园站K0+687.8-K1+034.2处右侧相邻站台,且与站台间有纵向盖板沟,线路应进行大机拨道清筛,又因站台范围内K0+734.5-K1+756.6处为2-10.5m混凝土板梁桥,影响清筛及拨道,故此处线路K0+687.8-K0+777按人工清筛处理,K0+777-K1+034.2进行大机拨道清筛。同时K1+015.75-K1+034.2处位于既有曲线地段,施工过程中应根据现场施工进度确定好曲线位置,清筛完成后线路应及时恢复其平面状态。该处清筛起点K0+777位于站台内,影响清筛机收放挖掘链,拆除K0+777-K0+782处站台5米。
济南东站K4+410-K4+922处右侧有注水井,注水井边缘距钢轨外缘约0.9-1.1m,不满足清筛机清筛宽度要求,线路应进行大机拨道清筛,清筛完成后线路恢复原平面状态。
1.4纵向排水槽
本次清筛北园站K0+687.8-K1+034.2右侧与站台间有排水沟影响线路清筛,需要在清筛施工前拆除,填铺一级石砟。清筛完成后线间增设砟底式纵向钢筋混凝土排水槽,排水槽底标高维持既有。纵向排水槽及基础每20m设沉降缝,缝宽2cm。顶部填塞M10水泥砂浆,中下部填塞沥青木板。沟壁设泄水孔,每1m设一处,反滤层尺寸0.2×0.2×0.2m,纵坡4%。施工采用明挖法,纵向排水槽采用挡土板支护不放坡。基础底部必须夯实,基坑回填土密实。施工时应注意避开电缆,必要时横向移动电缆。
2换轨大修
2.1设计锁定轨温范围
根据《铁路无缝线路设计规范》(TB10015-2012)中各地区最高、最低气温及最高、最低轨温资料,该段线路所经济南地区最高轨温62.5℃,最低轨温-19.7℃,轨温变化幅度82.2℃,确定设计锁定轨温的上限33℃和下限23℃。
k2+211.00~k2+847.57计636.57m,位于R-300m小半径曲线范围内,既有铺设Ⅲ型钢筋混凝土轨枕、1667根/km配置,弹条Ⅱ型扣件。根据《东莱线小半径曲线无缝线路设计检算》,钢轨允许温降69.3℃、允许温升32.2℃,设计锁定轨温范围:上限tm=38℃、下限tn=32℃。扣件扭矩应为120~150N.m。
设备管理单位如未在上述锁定轨温范围内锁定钢轨,应及时进行放散,按照设计锁定,确保无缝线路安全。
2.2钢轨及联结零件
2.2.1钢轨
本段线路设计铺设60kg/mU75V新轨无缝线路。长轨采用百米定尺钢轨,曲线地段下股钢轨采用曲线缩短轨。曲线半径R≤1000m的曲线地段设计采用在线热处理钢轨。
2.2.2联接零件
缓冲区钢轨接头螺栓使用ф24mm、12.9级施必牢(SPL)防松(螺母)紧固件,接头螺栓扭力矩应达到1300-1400N·m;标准轨地段钢轨接头螺栓使用ф24mm、10.9级鱼尾螺栓,接头螺栓扭力矩不小于900N·m;设备管理单位在日常养护维修过程中,应进行螺栓除绣涂油,保持螺栓清洁不生锈。
2.2.3预留轨缝
长轨条与缓冲区标准长度钢轨之间、缓冲区相邻标准长度钢轨之间的预留轨缝,应满足最高轨温时轨缝大于零、最低轨温时轨缝小于构造轨缝的要求。缓冲区钢轨接头相错量不得大于40mm;在设计锁定轨温上、下限范围内,缓冲区轨缝与设计轨缝相比,误差不得大于2mm。标准轨地段接头相错量直线地段不得超过20mm,曲线地段不得超过20mm加缩短轨缩短量的一半。如因配轨不当,接头相错量较大时,不得用增减轨缝尺寸的方法调整接头相错量。
2.3无缝道岔改造
2.3.1既有道岔
北园站27#、16#、20#道岔均为60kg/m钢轨12号单开道岔(道岔图号专线4228),既有道岔辙叉为整铸辙叉,岔内、整铸辙叉接头为普通接头。
2.3.2道岔无缝化改造范围及方案
北园站道岔无缝化改造共计3组。道岔无缝化改造设计如下:
(1)北园站27#道岔既有整铸锰钢辙叉更换为合金钢组合辙叉,尖轨、基本轨及岔后道岔保护轨同步更换新料。岔后道岔保护轨与设计长轨进行焊接。无缝道岔接头处理方式:岔内、岔外的绝缘接头采用现场胶接绝缘接头,胶接接头质量应符合《钢轨胶接绝缘接头技术条件》(TB/T2975)的要求。岔前、岔后和岔内的普通接头均采用焊接接头,焊接作业质量应符合《钢轨焊接》(TB/T1632)的要求。
(2)北园站16#、20#道岔既有整铸锰钢辙叉更换为合金钢组合辙叉,尖轨、基本轨同步更换新料。16#~20#岔间轨更换为62.21mU75V新轨;2#道岔既有为无缝道岔,岔后保护轨锯割1.2m后与设计轨条进行焊接,16#~2#岔间轨更换为100.63mU75V新轨。
2.2.3配套工程
北园站16#道岔岔后侧向(5股)k1+439.23处为普通绝缘接头,自普通绝缘接头往北园方向为长轨,往济南东方向为一节25m钢轨及一节12.5m钢轨。同时在k1+313.69~k1+363.72处用两节25m再用轨设置缓冲区与既有长轨连接。
(1)轨枕配置
该地段既有铺设新Ⅱ型混凝土轨枕,1600根/km配置,不符合铺设无缝线路技术标准,锁定前项目执行单位应增加轨枕配置达到铺设无缝线路技术条件,5股k1+313.69~k1+427.62计113.93m采用新Ⅱ型钢筋混凝土轨枕增加配置至1840根/km。
(2)道床
该地段范围内道床顶宽为3.1m,不符合铺设无缝线路技术标准,锁定前项目执行单位应补充碎石石砟达到铺设无缝线路技术条件,确保无缝线路运营安全。
(3)锁定轨温范围
16#道岔侧向(5股)k1+377.95~k1+411.22曲线(R-420,L-33.27),铺设无缝线路时根据《铁路线路修理规则》(铁运〔2006〕146号)第3.10.4条规定应作特殊设计。根据新阜联络线上行小半径曲线铺设无缝线路的设计检算结果,允许温降为73.8℃、允许温升32.0℃。本次设计的小半径曲线(R-420)地段范围内允许存在工地焊接接头,设计锁定轨温范围:上限tm=37℃、下限tn=31℃。
3结语
线路大修设计应立足改善既有线路设备,确保行车安全,消除不符合技术要求的地段,减小工程量和施工难度。通过对京胶联络线清筛及换轨设计后,线路设备得到彻底改善。施工后,项目管理单位应加强日常保养,确保无缝线路运营安全。
参考文献
[1]国家铁路局.TB10098—2017铁路线路设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2017.
[2]陶柏峰.京沪线“集中修”线路大修设计与施工方案研究[J].上海铁道科技,2008(4):30-32.
[3]《铁路线路修理规则》(铁运[2006]146号文)