城市軌道交通焊軌基地探討

陳偉

【摘 要】隨著城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，無縫線路鋼軌在大修期的換軌工作量相應(yīng)增加。為提高線路換軌的工作效率和作業(yè)質(zhì)量，本文研究了城市軌道交通焊軌基地的用途、工藝流程及選址條件，并分析焊軌基地的投資成本，為城市軌道交通焊軌基地的設(shè)計(jì)提供建議和參考。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通 換軌 焊軌基地 無縫線路

1 概述

為緩解城市擁堵，國(guó)內(nèi)城市軌道交通線路處于快速發(fā)展時(shí)期，線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)里程不斷增加，開通較早的線路陸續(xù)進(jìn)入換軌大修期。目前既有線設(shè)計(jì)基本沒有考慮換軌大修專用焊軌基地，城市軌道交通換軌主要通過車輛段內(nèi)的材料裝卸平臺(tái)進(jìn)行鋼軌裝卸，并運(yùn)輸至換軌現(xiàn)場(chǎng)，然后采用人工進(jìn)行線下25m標(biāo)準(zhǔn)軌的焊接，存在作業(yè)效率低、工作環(huán)境差、人工成本高等問題，隨著線路換軌工作量不斷增加，車輛段內(nèi)設(shè)置能焊接100m長(zhǎng)的鋼軌的焊軌基地，采用移動(dòng)式焊軌設(shè)備進(jìn)行鋼軌的焊接和裝運(yùn)，對(duì)提高工作效率、降低人工成本等具有重要的意義。

2 既有焊軌作業(yè)及場(chǎng)地現(xiàn)狀

2.1 國(guó)鐵焊軌基地設(shè)置基本情況

國(guó)鐵一般是鋼軌生產(chǎn)廠直接生產(chǎn)100米標(biāo)準(zhǔn)軌，然后運(yùn)輸至焊軌基地，焊接成500米長(zhǎng)鋼軌，再通過長(zhǎng)軌運(yùn)輸車運(yùn)輸至施工更換現(xiàn)場(chǎng)，使用移動(dòng)式焊軌車進(jìn)一步焊接成需要更換的長(zhǎng)軌條，最后組織換軌。

焊軌基地配套設(shè)備有：長(zhǎng)軌運(yùn)輸車、移動(dòng)式門式起重機(jī)、探傷、打磨、調(diào)直、對(duì)位、焊接、正火等成套固定設(shè)備。焊軌基地場(chǎng)地固定、設(shè)備功能分區(qū)明確，存軌區(qū)、裝卸區(qū)地基單獨(dú)設(shè)計(jì)，便于大型車輛進(jìn)出，適用于流水生產(chǎn)作業(yè)。

2.2 國(guó)內(nèi)城市軌道交通焊軌基地設(shè)置情況

目前國(guó)內(nèi)城市軌道交通系統(tǒng)中北京、上海和廣州地鐵進(jìn)行了大規(guī)模換軌作業(yè)。例如上海地鐵在梅隴車輛段設(shè)置了150m長(zhǎng)的焊軌基地，焊接后利用改裝的平板車運(yùn)送到正線，但是由于沒有采用專用長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸車及卸軌車，運(yùn)輸過程中對(duì)平板車的沖擊較大，卸軌時(shí)鋼軌對(duì)道床也有較大沖擊。

3 焊軌基地的作業(yè)流程

焊軌基地的作用是先將25米標(biāo)準(zhǔn)軌焊接成一定長(zhǎng)度的長(zhǎng)鋼軌，一般為100-500米不等，然后運(yùn)輸?shù)礁鼡Q現(xiàn)場(chǎng)焊接成需要更換的長(zhǎng)度。焊軌基地焊接作業(yè)內(nèi)容及流程如下圖1所示。

4 地鐵焊軌基地的設(shè)置

4.1 必要性分析

地鐵線路規(guī)劃和設(shè)計(jì)與國(guó)鐵有很大的區(qū)別，各條線長(zhǎng)度短，并且各線之間大量的鋼軌轉(zhuǎn)運(yùn)困難，車輛段輻射能力小，不適宜在各車輛段都采用投資大、固定式的焊軌基地，也不適宜每條線車輛段都專門為換軌大修建立同步龍門群吊及場(chǎng)地，但為了提高換軌大修效率、質(zhì)量和安全，有必要在大型換軌施工時(shí)設(shè)置專用的焊軌基地。此外，若在地鐵采用500米長(zhǎng)軌運(yùn)輸，則車輛太長(zhǎng)，調(diào)車作業(yè)難以完成，正線小半徑曲線多，一次性卸軌500米長(zhǎng)也難以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)地鐵實(shí)際條件，推薦在車輛段設(shè)置能焊接100m長(zhǎng)鋼軌的焊軌基地，采用移動(dòng)式焊軌設(shè)備進(jìn)行鋼軌的焊接和裝運(yùn)。

4.2 焊軌基地對(duì)換軌作業(yè)的優(yōu)化

圖2換軌車、圖3收軌車所示：設(shè)置100m長(zhǎng)鋼軌的焊軌基地后，則無縫線路大修換軌時(shí)長(zhǎng)鋼軌焊接施工工藝流程可優(yōu)化如下：

（1）在車輛段內(nèi)利用移動(dòng)式焊軌車將25米鋼軌焊接成100米長(zhǎng)鋼軌，在地面進(jìn)行正火、打磨、調(diào)直、探傷等作業(yè)。（2）利用百米長(zhǎng)軌運(yùn)輸車在封鎖點(diǎn)內(nèi)運(yùn)送到正線換軌位置，按現(xiàn)場(chǎng)條件平穩(wěn)卸至指定位置，并用專用工裝固定。（3）在另一端封鎖點(diǎn)利用移動(dòng)式焊軌車將100米軌焊聯(lián)成需要更換的軌條，若在無條件焊軌的地段，則在換軌時(shí)或換軌后利用鋁熱焊焊聯(lián)。（4）在另一端封鎖點(diǎn)內(nèi)準(zhǔn)備組織人力、材料、設(shè)備和專用工裝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鋼軌更換作業(yè)，鋼軌兩端垅口采用鋁熱焊焊接。

對(duì)比運(yùn)用焊軌基地焊接前的施工工藝，優(yōu)化后的長(zhǎng)鋼軌焊接施工工藝能將至少五分之四以上的鋼軌接觸焊接系列工作轉(zhuǎn)移到條件好的地面車輛段完成，具有如下優(yōu)越性：

（1）提高了長(zhǎng)軌條焊接質(zhì)量，確保了焊接施工安全，大大提高了無縫線路總體施工安全質(zhì)量可靠性。（2）大大提高了生產(chǎn)效率。車輛段焊接可用工作時(shí)間長(zhǎng)，鋼軌焊接效率是正線的2-4倍，工作環(huán)境好，進(jìn)一步提高作業(yè)效率；正火、探傷、打磨效率是正線的4-5倍；鋼軌運(yùn)輸效率相對(duì)于未采用長(zhǎng)軌車提高1.5-2倍，跨線轉(zhuǎn)運(yùn)效率相對(duì)更高。（3）節(jié)約了大量寶貴的正線封鎖點(diǎn)時(shí)間。（4）改善人員工作環(huán)境。

4.3 焊軌基地的設(shè)計(jì)方案

4.3.1 基本思路

（1）采用移動(dòng)式焊軌設(shè)備及配套設(shè)備，解決設(shè)備共享靈活運(yùn)用問題。鋼軌的焊接、正火、打磨、探傷、調(diào)直全套采用移動(dòng)式設(shè)備，可以方便的轉(zhuǎn)移至各條線路。（2）采購(gòu)自帶裝卸功能的地鐵專用長(zhǎng)軌運(yùn)輸車，解決焊軌線長(zhǎng)軌裝卸問題，也可保障運(yùn)輸及裝卸的安全性，專用長(zhǎng)軌裝卸運(yùn)輸車最長(zhǎng)可運(yùn)輸100米長(zhǎng)鋼軌。（3）焊軌基地具有以下能力：備用鋼軌存放能力，要求安裝門式起重機(jī)、有軌料堆放場(chǎng)地；100m長(zhǎng)鋼軌焊接能力，要求配套鋼軌焊接、正火、打磨、探傷、調(diào)直系列配套設(shè)備及動(dòng)力電源。

4.3.2 車輛段內(nèi)焊軌基地選址條件

（1）長(zhǎng)軌焊接線路的選定。盡量選擇150米長(zhǎng)直線線路，平坡、無道岔、障礙，容易調(diào)車、搬運(yùn)工器具，同時(shí)不影響客運(yùn)列車正常進(jìn)出庫(kù)。（2）盡量在有條件的材料裝卸平臺(tái)邊的裝卸線實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)軌焊接。當(dāng)前采用大型卡車運(yùn)輸25米標(biāo)準(zhǔn)軌至車輛段裝卸存放，且焊軌作業(yè)包含配軌、探傷、打磨、正火等各種作業(yè)，因此，便于焊軌時(shí)鋼軌的移動(dòng)配置、流程作業(yè)及機(jī)具移動(dòng)等。

4.3.3 線網(wǎng)規(guī)劃中工務(wù)大修基地內(nèi)的焊軌基地設(shè)置條件

工務(wù)大修基地內(nèi)的焊軌基地具備鋼軌裝卸存放功能。裝卸平臺(tái)硬化長(zhǎng)達(dá)100米以上，便于大型卡車進(jìn)出，并設(shè)置移動(dòng)式龍門吊，地基能承載8層鋼軌堆放。裝卸線軌道長(zhǎng)不低于150米，便于150米以上長(zhǎng)度的長(zhǎng)鋼軌運(yùn)輸、裝卸列車調(diào)車。裝卸線附近可設(shè)置工班房、休息室、培訓(xùn)室等，線路一端設(shè)置工務(wù)機(jī)具、搶險(xiǎn)物資、焊接配套設(shè)備等存放用房。焊軌基地滿足長(zhǎng)軌焊接功能，方便輻射臨近線路換軌和存放大修工器具、焊接成套設(shè)備、大修換軌車輛、大修軌料及救援物資等；同時(shí)提供大修人員工作、培訓(xùn)的場(chǎng)所和線網(wǎng)工務(wù)救援搶險(xiǎn)布點(diǎn)等。線網(wǎng)工務(wù)大修基地可按照線路區(qū)域、線路類型劃分設(shè)置，但建議至少設(shè)置有2-4個(gè)。建議盡量設(shè)置在線路換軌周期短（通過總重大、小半徑曲線多）、車輛段輻射能力較強(qiáng)的線路。

5 焊軌基地投資

焊軌基地主要設(shè)備為門式起重機(jī)或移動(dòng)式起重設(shè)備、長(zhǎng)軌運(yùn)輸車及卸軌車、移動(dòng)式焊軌車、移動(dòng)式正火車等。由于各線換軌時(shí)間相對(duì)集中，當(dāng)任務(wù)量不大時(shí)，可將焊軌車、正火車、長(zhǎng)軌運(yùn)輸車及其他移動(dòng)式焊軌工具調(diào)配到其他線路使用。焊軌基地的固定設(shè)施主要為4臺(tái)門式起重機(jī)、約200米長(zhǎng)股道、一組道岔、2000平方米硬化地面、200平方米用房，總投資約240萬元。焊軌基地的可移動(dòng)設(shè)備主要為長(zhǎng)軌運(yùn)輸車及卸軌車、移動(dòng)式焊軌車、移動(dòng)式正火車、打磨機(jī)、直軌機(jī)等，每套約3200萬元。

6 結(jié)論與建議

（1）在車輛段內(nèi)設(shè)置能焊接100m長(zhǎng)鋼軌的焊軌基地，可提升長(zhǎng)鋼軌焊接質(zhì)量，提高工作效率，節(jié)約正線封鎖點(diǎn)時(shí)間，改善作業(yè)環(huán)境；（2）焊接100m長(zhǎng)鋼軌的焊軌基地的選址條件為：盡量選擇150米長(zhǎng)直線線路，無道岔、障礙，容易調(diào)車；裝卸平臺(tái)硬化達(dá)100米以上，并設(shè)置移動(dòng)式龍門吊，地基能承載8層高鋼軌堆放；（3）建議從線網(wǎng)資源共享的角度考慮焊軌基地的設(shè)置，以提高焊軌基地的利用率，降低工程投資成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王衛(wèi)星.城市軌道交通線路長(zhǎng)鋼軌現(xiàn)場(chǎng)焊接方案探討[J].城市軌道交通研究，2003（4）：2.

[2] 敖宏.焊軌基地選址比選研究[D].中南大學(xué)，2012.12：15-17.

[3] 盧耀榮.無縫線路研究與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2004.

[4] 耿明.鋼軌焊接基地的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].上海鐵道科技，2010（2）：3.

[5] 林瑛.無縫線路長(zhǎng)鋼軌移動(dòng)焊軌基地的建設(shè)[J].上海鐵道科技，2007（1）：2.

[6] 李春平.上海地鐵1號(hào)線北延伸線軌道工程現(xiàn)場(chǎng)焊軌基地方案實(shí)施的探索[J].地鐵與輕軌，2003（4）：2.