淺談地鐵無縫線路鋼軌焊接的關(guān)鍵技術(shù)

李粉玲 賀利鋒

摘 要：地鐵軌道采用無縫線路設(shè)計使軌道的幾何形態(tài)更加平順，不僅減少了軌道與列車間的磨耗，也提高了乘車的舒適性。文章通過對西安地鐵三號線無縫線路的施工工藝和施工過程中的質(zhì)量控制，闡述了影響施工質(zhì)量的主要因素以及施工過程中遇到的難點與解決方法。

關(guān)鍵詞：地鐵無縫線路；鋼軌焊接；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：U213.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0010-02

1 地鐵無縫線路鋼軌焊接工程概況及設(shè)計標準

1.1 工程概況

西安地鐵三號線全線長39.15 km，由魚化寨停車場開始，終點至國際港務(wù)區(qū)車輛段，其中地下線長27.95 m，高架線長11.2 km。地鐵三號線道床形式主要有普通道床、鋼彈簧浮置板道床、框架板道床、縱向軌枕道床、減振墊道床等。

1.2 設(shè)計標準

正線及出入線一般地段鋼軌接頭采用焊接接頭，一次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路，地裂縫設(shè)防地段采用長軌條，兩端采用普通接頭，道岔區(qū)鋼軌接頭均采用凍接接頭、輔助線鋼軌接頭采用普通接頭、鋼軌非工作邊采用減震接頭夾板。

根據(jù)西安當?shù)氐臏囟惹闆r，確定地鐵三號線無縫線路地下線鎖定溫度為20±10 ℃，U型槽地段無縫線路中和溫度為27 ℃，鎖定軌溫上限為32 ℃，下限為22 ℃。施工時利用相鄰軌條鎖定軌溫差標準，來實現(xiàn)過渡段無縫線路的鎖定。

2 地鐵無縫線路鋼軌焊接原理及設(shè)備

西安地鐵三號線鋼軌焊接施工工藝采用的是移動式閃光焊，這種技術(shù)原理是：焊接過程中將兩根鋼軌對接，等軌頭端面移進后進行接觸，接通電源，利用電流通過柜體產(chǎn)生電阻熱，加熱接觸點并產(chǎn)生閃光，直到兩個端面完全熔化，當達到預(yù)定溫度之后，通過焊軌機進行焊接。

西安地鐵三號線在施工過程中使用的焊軌設(shè)備是UN5-150ZB焊軌機。之所以選用這種焊軌設(shè)備，是因為它具有可更換動力設(shè)備、軌道牽引等優(yōu)勢，充分避免了設(shè)備自行走以及電壓難等問題。此種焊軌機的發(fā)電機以及焊機分別裝在兩個集裝箱內(nèi)。焊機內(nèi)部有夾緊油缸，因此焊機可以在平板車上前后移動，提升旋轉(zhuǎn)運動，最終保證焊接過程中靈活易動。

3 地鐵無縫線路鋼軌焊接的施工工藝

3.1 焊接施工前準備活動

焊軌施工前需要做好型式試驗，這是為了檢測焊接是否可以滿足相關(guān)要求。型式試驗在焊接施工前的試驗性生產(chǎn)，這純粹是為了保證焊軌質(zhì)量以及施工過程中不出現(xiàn)其他意外。型式試驗可不是做做樣子，試驗過程中需要在和生產(chǎn)條件相同的環(huán)境下進行，這樣可以確定實際施工中最合適的工藝參數(shù)，最終實現(xiàn)指導(dǎo)施工的目的。UZ5-150ZB移動焊軌機行進至作業(yè)面后，拆除焊接鋼軌周邊的扣件，放置滾筒和墊木，并頂升鋼軌至焊接位置。

3.2 鋼軌焊前檢查

焊軌前首先應(yīng)細致檢查鋼軌的尺寸：主要有鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度、斷面不對稱、端面斜度（垂直、水平方向）、端部彎曲、軌身平直度；檢查鋼軌表面質(zhì)量，有無刮傷、壓痕、有無明顯撞痕；其次是目測鋼軌的扭曲情況，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)扭曲情況，則必須進行矯直。對于無法矯直的鋼軌端部彎曲，應(yīng)將彎曲的鋼軌端部鋸切掉。

3.3 去除墊板、軌端除銹、順軌墊軌

焊軌機對位之后，應(yīng)臨時抽出焊接區(qū)域的橡膠墊板。去墊板由配合焊接作業(yè)人員負責(zé)。對待焊鋼軌支墊高度：軌底離地面100 mm。對待焊鋼軌端面和距離端面350 mm范圍內(nèi)軌腰兩側(cè)表面除銹、打磨，使其露出90%以上的金屬光澤，并不得有銹斑；要求打磨鋼軌的深度不得超過母材0.2 mm，鋼軌端部670 mm范圍內(nèi)有出廠標志的，應(yīng)打磨至與軌腰平齊，不得有任何凸出，防止損傷鉗口。對焊接鋼軌端面用塞尺進行垂直度檢查，凡超過0.5 mm的，采用鋼軌端面打磨機進行打磨，直至符合要求。

3.4 焊軌機對位及鋼軌焊接

再將鋼軌面及鉗口部位打磨的符合相關(guān)要求之后，焊軌機對位作業(yè)才能開始。在進行對位作業(yè)的時候，滾筒上進行對軌同時調(diào)整高低以及方向，保證焊軌機鉗口中心位置正好對著焊縫，最后用刀口尺檢查兩鋼軌，保證期左右或高低錯牙均小于0.5 mm。

3.5 焊接鋼軌及粗磨

鋼軌對中之后，需要啟動液壓系統(tǒng)，這是為了夾軌，緊接著需要將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)激活，這時候設(shè)備進入焊接程序，最終完成推瘤作業(yè)；進行粗磨作業(yè)之前，需要對推瘤余量進行測量，根據(jù)測量獲得的數(shù)據(jù)對接頭區(qū)域進行打磨作業(yè)。因鋼軌外形尺寸偏差所造成的接頭不平順，可采用圓順打磨法進行處理。

3.6 正 火

對于焊接接頭區(qū)域使用火焰加熱器進行加熱，使用非接觸式紅外測溫儀或光電測溫儀對正火溫度進行測量。待焊頭溫度降至500 ℃以下進行正火，利用氧氣—乙炔加熱器將焊頭進行加熱，需按以下標準進行：軌頭加熱至表面溫度不高于950 ℃，軌底坡腳處加熱至表面溫度不高于830 ℃。

3.7 精 磨

待焊頭冷卻至常溫后，需采用仿形鋼軌打磨機對焊頭進行精細打磨。打磨時要保證打磨機沿鋼軌縱向往復(fù)移動，待無火花時，再適當給進刀量。

打磨機沿著軌頂向軌頭側(cè)面擺動，一直到全部完成對鋼軌輪廓的仿形打磨。對于鋼軌焊頭處局部不平整的部位可用扁平挫或者較細的砂皮紙進行縱向打磨。

3.8 接頭檢驗

接頭檢驗包括探傷檢查和焊接區(qū)域外觀檢查兩方面：每個焊接接頭施工完成后需進行超聲波探傷，以保證全部焊頭均為合格。

接頭探傷執(zhí)行《鋼軌焊接接頭技術(shù)條件》（TB/T 1632-2005）有關(guān)規(guī)定：焊接接頭區(qū)域應(yīng)該沿鋼軌縱向打磨平順，不能存在低接頭；焊縫區(qū)域1 m范圍內(nèi)的作業(yè)面、鋼軌軌頭圓弧面平直度應(yīng)在0～0.3 mm/m，鋼軌軌底面的平直度應(yīng)在0～0.5 mm/m，非工作面的平直度為0～0.5 mm/m。鋼軌軌頭及軌底角上表面1 m范圍應(yīng)平順，鋼軌母材打磨量不能超過0.5 mm。焊縫兩端100 mm范圍內(nèi)不能有明顯的壓痕、碰痕及劃傷等外觀缺陷，且焊接接頭的表面上不能有電擊傷。

4 地鐵無縫線路鋼軌焊接質(zhì)量控制要點

在鋼軌焊接過程中，當鋼軌就位后，需要保證兩根鋼軌在一條直線上，沒有出現(xiàn)偏離，同時兩軌之間的縫隙<1 mm；當焊軌完成之后，并不是說工作結(jié)束了。這時候需要將焊軌機頭迅速提起來，將上面存在的焊瘤迅速清除，同時檢查下焊接接頭的外觀質(zhì)量；焊軌車通過焊頭的時間需要把控，當焊縫溫度類卻倒400 ℃以下的時候，焊軌車才能通過。

施工過程中單元軌節(jié)左右股鋼軌的鎖定溫度差必須保證在3 ℃內(nèi)，曲線內(nèi)側(cè)鋼軌的鎖定溫度要大于曲線外側(cè)的；相鄰軌條鎖定軌溫<5 ℃，同一區(qū)間單元軌節(jié)的最高抵溫差需要<10 ℃。軌條布置過程中不能改變道岔里程，應(yīng)以少軌距為施工原則，軌條的起終點不應(yīng)超過25 m。

在進行鋼軌焊接施工前，對于導(dǎo)電鉗口以及鋼軌夾緊的區(qū)域需要進行清理，這是為了保證電接觸的良好；如果焊接的不怎么成功，可以對焊接點進行處理，重新焊接一次，但是必須要等到焊接接頭冷卻到常溫；如果再次焊接中需要切除上次的接頭，應(yīng)該兩邊切割至少50 mm，同時對鋼軌端部進行處理。

在施工時，需要對施工活動進行合理安排，確保施工的快速性。地鐵屬于地下建筑，在施工過程中最基本的一項要求即是施工的快速性。在強調(diào)施工速度的基礎(chǔ)上，還需要確保施工的安全問題。因此在施工過程中需要施工人員要對當?shù)貧夂颦h(huán)境變化情況進行密切關(guān)注，做好充足的準備工作，在確保施工質(zhì)量情況下要盡量的加快施工速度，制定科學(xué)合理的施工方案，做好交底工作，合理對人員進行分工和配置，將責(zé)任具體落實到每一個人，從而確保施工質(zhì)量。

5 結(jié) 語

隨著城市現(xiàn)代化程度的加快，地鐵已經(jīng)成為了衡量一個城市現(xiàn)代化的標準。本文通過介紹西安地鐵三號線鋼軌閃光焊接關(guān)鍵施工技術(shù)，總結(jié)了相關(guān)施工經(jīng)驗和做法，希望能對以后的工程施工提供參考和借鑒。

參考文獻：

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