地鐵車(chē)輛段信號(hào)系統(tǒng)軌連線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用分析

朱光文

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院通信信號(hào)設(shè)計(jì)處，陜西 西安 710043）

軌連線(xiàn)是設(shè)置在鋼軌軌縫（魚(yú)尾夾板）兩端的一種導(dǎo)電線(xiàn)纜，其主要作用是保證信號(hào)軌道電路和列車(chē)牽引回流的暢通。在地鐵中，由于地鐵車(chē)輛段牽引回流較大，以往在大鐵路上使用的一塞一焊軌道連接線(xiàn)方式已不能滿(mǎn)足當(dāng)前的使用需求。往往采用大線(xiàn)徑多根數(shù)的方式，較為常見(jiàn)的有 4*95mm2、2*150mm2和 2*185mm2等線(xiàn)徑。

隨著線(xiàn)徑的增大，軌道連接線(xiàn)的連接方式也發(fā)生了變化。目前較為常見(jiàn)的連接方式主要有熱熔焊式軌連線(xiàn)技術(shù)、脹釘式軌連線(xiàn)技術(shù)以及塞釘式軌道連接線(xiàn)等。本文將主要針對(duì)這三類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)、施工安裝、使用情況及軌道對(duì)信號(hào)軌連線(xiàn)設(shè)置要求加以簡(jiǎn)要闡述。

1 軌連線(xiàn)技術(shù)分類(lèi)及主要特點(diǎn)

1.1 熱熔焊式

(1)主要原理：是通過(guò)3CuO+2AL=3Cu+AL2O3+↑(2800℃)放熱反應(yīng)產(chǎn)生的液態(tài)高銅液及AL2O3殘?jiān)鼘?dǎo)線(xiàn)鑄于鋼軌上。(2)產(chǎn)品構(gòu)成：焊藥、模具、夾具以及導(dǎo)線(xiàn)等。(3)技術(shù)特點(diǎn)：電氣性能好，連接牢固程度一般。安裝工藝要求較高，維修不便，由于是高溫焊接，對(duì)鋼軌有熱傷影響。

1.2 脹釘式

(1)主要原理：壓接。將脹釘裝入鉆好的孔中，利用拉鉗將脹套全表面密壓于鋼軌的孔壁上，再用防松螺母將導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)螺尾錐銷(xiāo)與脹套壓接上緊。(2)產(chǎn)品構(gòu)成：脹釘、鉆頭、液壓鉗、鉆機(jī)以及導(dǎo)線(xiàn)等。(3)技術(shù)特點(diǎn)：電氣性能好，連接牢固，不松動(dòng)，不脫落，施工速度快，安裝工藝要求低，易于維修。但在安裝時(shí)注重鉆孔質(zhì)量，必須采用特制鉆頭鉆孔。

1.3 塞釘式

(1)主要原理：擠壓。通過(guò)外力將錐形塞釘強(qiáng)行釘入到鋼軌鉆孔中。(2)產(chǎn)品構(gòu)成：鉆頭、鉆機(jī)、小鐵錘以及導(dǎo)線(xiàn)等。(3)技術(shù)特點(diǎn)：電氣性能好,連接牢固程度一般。施工速度快，安裝工藝要求低。但由于鉆孔與塞釘是錐形接觸，易造成阻值不達(dá)標(biāo)。

2 各軌連線(xiàn)的施工安裝及注意事項(xiàng)

2.1 熱熔焊式

2.1.1 施工安裝:(1)鋼軌打磨除銹。(2)鋼軌加熱。(3)將模具和線(xiàn)纜固定在鋼軌上，并在模具中加入藥粉。(4)點(diǎn)火。(5)卸模具、除渣。(6)粗打磨，完成施工。

2.1.2 施工注意事項(xiàng)：（1）打磨時(shí)，應(yīng)注意打磨時(shí)間，打磨以除去焊接點(diǎn)銹跡為主，避免打磨過(guò)度，造成鋼軌損害，或由于打磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致鋼軌局部溫度過(guò)高，對(duì)鋼軌造成損害。（2）雨雪天及極端寒冷天氣不得施工。（3）根據(jù)接頭大小，控制好藥量，避免溫度過(guò)高造成鋼軌損害。（4）焊接完畢后應(yīng)敲去藥渣，并進(jìn)行粗打磨，避免假焊。

2.1.3 施工效果圖

圖1 熱熔焊式軌連線(xiàn)

2.2 脹釘式

2.2.1 施工安裝

1）根據(jù)鋼軌類(lèi)型及脹釘?shù)囊?guī)格型號(hào)，選擇合適的鋼軌鉆機(jī)卡具及鉆頭。2）將鉆機(jī)及卡具固定到鋼軌上。經(jīng)檢查位置及尺寸無(wú)誤后，開(kāi)始鉆孔。3）鉆孔完成后，待溫度降至常溫時(shí)，將裝有膨脹套的螺尾錐銷(xiāo)旋入拉頭的內(nèi)螺紋中，同時(shí)將脹釘推入鉆好的孔中。4）扳動(dòng)手動(dòng)回位閥，使液壓鉗口回到零位；將拉頭拉桿放入液壓鉗的鉗口中；往復(fù)扳動(dòng)液壓鉗搖柄使之開(kāi)始工作；直至液壓鉗達(dá)到標(biāo)定拉力。5）扳動(dòng)手動(dòng)回位閥，使液壓鉗口回到零位；取下液壓鉗。6）將帶有線(xiàn)端的軌連線(xiàn)壓入螺桿后，旋緊防松螺母。

2.2.2 施工注意事項(xiàng)

1）所使用鉆孔機(jī)具應(yīng)夾持穩(wěn)固，進(jìn)刀時(shí)鉆頭無(wú)擺動(dòng)，同時(shí)淋水降溫，避免因鋼軌溫度過(guò)高，對(duì)鋼軌造成損傷。2）鋼軌鉆孔應(yīng)使用階梯鉆頭，以確?？椎募庸ぞ?。3）脹釘推入到鋼軌鉆孔后，必須經(jīng)液壓鉗（拉脹工具）拉脹后，方能有效連接。液壓鉗的選用需根據(jù)不同規(guī)格的脹釘選用不同拉力的液壓鉗。

2.2.3 施工效果圖(見(jiàn)圖2)

2.3 塞釘式

2.3.1 施工安裝

1）根據(jù)塞釘?shù)囊?guī)格型號(hào)，選擇合適的鋼軌鉆頭在鋼軌上打孔。2）鉆孔打好后，將塞釘推入鉆孔，用小鐵錘打入。具體以鋼軌內(nèi)側(cè)露出1－5毫米為準(zhǔn)，且不松動(dòng)為宜。

圖2 脹釘式軌連線(xiàn)

2.3.2 施工注意事項(xiàng)

1）塞釘不得打彎或打堆。2）鉆孔打好后應(yīng)及時(shí)安裝塞釘，避免鉆孔生銹。

2.3.3 施工效果圖

圖3 塞釘式軌連線(xiàn)

3 目前現(xiàn)有各連接方式的使用情況

目前，在現(xiàn)有的地鐵使用的連接線(xiàn)技術(shù)中，脹釘式及熱熔焊式均有使用。對(duì)于塞釘式，由于其錐面體塞釘在軌腰看似緊配合，其實(shí)存在微觀的氣隙，隨著晝夜溫差變化，空氣漲縮引發(fā)水氣進(jìn)入其結(jié)合面，銹蝕在所必然。信號(hào)維修人員檢修過(guò)程中需要經(jīng)常繼續(xù)釘入。待塞釘至根部時(shí)連接線(xiàn)就會(huì)報(bào)廢。另外由于地鐵軌連線(xiàn)線(xiàn)徑較粗，在鋼軌上的鉆孔較大，對(duì)鋼軌也易造成傷害。因此，在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中，當(dāng)采用大線(xiàn)徑軌連線(xiàn)時(shí)，很少使用塞釘式。只有在非電化區(qū)段以及無(wú)牽引回流軌上使用少量的塞釘式軌連線(xiàn)。

脹釘式軌連線(xiàn)目前為新型的連接技術(shù)，使用時(shí)間不長(zhǎng)，主要分布在廣州，深圳，北京，天津，南京、長(zhǎng)春、武漢二期以及西安等近期開(kāi)通的城市軌道線(xiàn)中，其一般為國(guó)產(chǎn)居多。

熱熔焊式軌連線(xiàn)技術(shù)，目前主要以進(jìn)口產(chǎn)品為主。主要分布于早期的北京地鐵1、2號(hào)線(xiàn)；上海地鐵、武漢輕軌一期、天津輕軌等線(xiàn)路中。

4 軌道專(zhuān)業(yè)對(duì)信號(hào)軌連線(xiàn)的設(shè)置要求

信號(hào)軌連線(xiàn)應(yīng)盡量采用栓接的方法。栓接時(shí)，在鋼軌軌腰鉆孔的直徑不得大于25mm，孔中心間距不得小于150mm。

若采用焊接方法，則必須滿(mǎn)足以下技術(shù)要求：(1)只能在軌腰中部實(shí)施焊接，且焊點(diǎn)間距不得小于300mm。(2)在鋼軌上實(shí)施焊接的方法及工藝，必須保證施焊后鋼軌機(jī)械性能損失在一定范圍內(nèi)：抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度不小于母材80%、硬度不低于母材90%、沖擊韌性不低于母材60%。(3)每一處焊點(diǎn)均應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷，探傷前需將施焊處溫度冷卻到50℃以下，澆水冷卻時(shí)的鋼軌溫度不得高于240℃，施焊處不得產(chǎn)生過(guò)燒、裂紋等有害缺陷。(4)施焊處鋼軌的金相組織應(yīng)為珠光體，允許有少量鐵素體，但不允許出現(xiàn)馬氏體或明顯的貝氏體組織。(5)焊接熱影響區(qū)的晶粒度與母材相比，差值不得大于一級(jí)。

小結(jié)

綜上所述，軌道專(zhuān)業(yè)對(duì)信號(hào)軌連線(xiàn)設(shè)置的要求，主要是針對(duì)鋼軌損傷的預(yù)防，意在通過(guò)對(duì)信號(hào)設(shè)置要求的規(guī)定，盡可能的避免和減少對(duì)鋼軌的損傷。而減少鋼軌損傷最好的辦法就是選擇一種合適的連接技術(shù)。熱熔焊式軌連線(xiàn)技術(shù)由于受環(huán)境和施工工藝影響較大，容易出現(xiàn)接頭脫落，不易滿(mǎn)足信號(hào)對(duì)安全性的要求。同時(shí)熱熔以及對(duì)鋼軌的打磨，也易對(duì)鋼軌造成熱傷害等。而脹釘式軌連線(xiàn)技術(shù)，安裝及維護(hù)簡(jiǎn)單、連接牢固可靠、施工技術(shù)要求低、難度小、整體性?xún)r(jià)比較高。

通過(guò)在西安地鐵二號(hào)線(xiàn)渭河車(chē)輛段開(kāi)通近半年來(lái)的使用效果，目前尚未出現(xiàn)一根脫落以及阻值不達(dá)標(biāo)的情況。因此，足以證明該項(xiàng)技術(shù)是目前地鐵車(chē)輛段信號(hào)系統(tǒng)軌連線(xiàn)技術(shù)中的佼佼者，可以作為后續(xù)地鐵車(chē)輛段信號(hào)系統(tǒng)軌連線(xiàn)技術(shù)的首選。

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