氣壓焊軌車現(xiàn)場(chǎng)施工模式及應(yīng)用研究

劉巖

摘? 要：在當(dāng)前鋼軌焊接工程中開始廣泛應(yīng)用氣壓焊軌車，其能夠?qū)崿F(xiàn)焊接一體化工程。鐵路工務(wù)系統(tǒng)開始推廣應(yīng)用氣壓焊軌車，然而由于技術(shù)人員水平問題以及設(shè)備配置問題，極大影響了現(xiàn)場(chǎng)焊軌施工的模式與組織。因此，為了確保焊軌施工安全性，必須深入分析和研究氣壓焊軌車施工技術(shù)工藝，并且探索標(biāo)準(zhǔn)化施工模式，希望能夠?qū)窈髶Q軌作業(yè)起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：氣壓焊軌車? 現(xiàn)場(chǎng)施工? 模式? 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U13.4 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）07（c）-0037-02

2018年初，神維公司準(zhǔn)格爾工務(wù)機(jī)械段購入GPW-1200型氣壓焊軌機(jī)一臺(tái)，該氣壓焊軌機(jī)是具備鋼軌焊接一體化施工功能的焊接設(shè)備，焊接接頭的強(qiáng)韌性和平順性比較良好，能夠加強(qiáng)焊接質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接作業(yè)機(jī)械化水平和自動(dòng)化水平，可以有效應(yīng)用到重載鐵路換軌施工中，實(shí)現(xiàn)線下單元焊、線上鎖定焊以及焊復(fù)的要求。

1? 氣壓焊軌車現(xiàn)場(chǎng)施工分析

1.1 新建線路連入施工法

對(duì)于新建線路來說，需要在線上將單元軌節(jié)進(jìn)行依次焊聯(lián)。在具體施工期間，采用200～500m單元軌節(jié)進(jìn)行鋪設(shè)，鋼軌焊接主要采用方枕法實(shí)現(xiàn)。具體施工流程如下。

第一，抽出軌枕并清理道砟。抽取接頭部位前后5根軌枕，將該區(qū)域與軌底距離20cm掏空之后作為道砟。

第二，接頭焊前處理。將接頭周邊5m鋼軌出槽，實(shí)施端磨和除銹處理，之后將鋼軌入槽。

第三，鋼軌入槽之后需要調(diào)整軌縫至2～10cm之間。氣壓焊軌車的軌縫調(diào)整在2～10cm之間。焊軌車就位之后開展現(xiàn)場(chǎng)焊接施工，根據(jù)作業(yè)流程對(duì)鋼軌接頭進(jìn)行焊接處理。

第四，在完成焊接之后需要打磨接頭，并且做好焊后處理。

第五，恢復(fù)接頭位置線路，焊軌車達(dá)到下組接頭位置時(shí)，需要重復(fù)上述操作，直至完成所有焊接任務(wù)。

1.2 新線換鋪施工法

在新建線路施工期間采用換鋪施工法能夠避免損傷新軌道，延長(zhǎng)軌道使用壽命。在實(shí)際施工期間需要在線下將單元軌節(jié)焊聯(lián)為長(zhǎng)鋼軌，并將其鋪設(shè)至線上鎖定焊接。使用氣壓焊軌車施工期間，必須進(jìn)行線下單元焊和線上鎖定焊施工。

2? 現(xiàn)有線路換鋪施工

2.1 線下單元焊

在開展線下單元焊接施工時(shí)，需要將線下短鋼軌焊聯(lián)為長(zhǎng)鋼軌，在砟肩上實(shí)施焊接操作。當(dāng)前，我國(guó)多數(shù)鐵路局都采用氣壓焊軌車實(shí)施線下單元焊接施工，施工流程相對(duì)簡(jiǎn)易。

2.2 線上鎖定焊

第一，墊軌拔彎焊聯(lián)合整體鎖定法。當(dāng)前我國(guó)武漢地區(qū)鐵路局主要應(yīng)用此種聯(lián)合施工技術(shù)開展線上鎖定焊施工，神維公司準(zhǔn)格爾工務(wù)機(jī)械段換軌隊(duì)在2018年大準(zhǔn)鐵路換軌作業(yè)時(shí)也采用這種方法。

采用此種聯(lián)合施工技藝時(shí)，氣壓焊軌車主要應(yīng)用墊軌爬坡聯(lián)合拔彎措施開展焊接施工，同步進(jìn)行換軌操作和焊接施工。在完成上述施工內(nèi)容之后，需要放散應(yīng)力，并且鎖定和恢復(fù)線路。

2.3 墊軌拔彎焊聯(lián)合分段鎖定法

2018年下半年，神維公司準(zhǔn)格爾工務(wù)機(jī)械段購入換軌車一臺(tái)，在2018年大準(zhǔn)鐵路秋季集中修換軌作業(yè)和2019年大準(zhǔn)鐵路春季集中修換軌作業(yè)中，換軌隊(duì)均采用該施工方法。采用此種施工技術(shù)工藝主要是通過墊軌爬坡聯(lián)合拔彎措施開展焊接施工，使用螺栓在換軌施工與焊接施工之間鎖定50m左右線路，隔離兩種不同施工內(nèi)容。通過對(duì)鎖定焊接區(qū)域拔彎量和長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，能夠滿足焊接區(qū)域的軌溫要求。

2.4 墊軌拉伸焊聯(lián)合整體鎖定法

2016年，廣州鐵路局開展了墊軌拉伸焊聯(lián)合整體鎖定施工試驗(yàn)。

通過應(yīng)用此種組合施工技術(shù)開展線上鎖定焊施工，氣壓焊軌車主要是應(yīng)用墊軌爬坡聯(lián)合直接拉伸開展焊接施工，同步進(jìn)行換軌操作和焊接施工。在完成上述施工內(nèi)容之后，需要放散應(yīng)力，并且鎖定和恢復(fù)線路。

由于在施工期間氣壓焊軌車牽引換軌車輔助平板施工，并且靠停在動(dòng)端與接頭300m距離位置。在施工期間不需要實(shí)施分段施工，此時(shí)就需要將滾筒墊在動(dòng)端與接頭300m距離位置的鋼軌位置，以此降低拉軌阻力。

2.5 不同線上焊施工工藝分析

第一，整體鎖定與分段鎖定。線上鎖定焊施工過程中，必須確保新軌與線路設(shè)計(jì)的鎖定軌溫一致，此時(shí)能夠確保施工后鋼軌應(yīng)力為零。整體鎖定法施工必須實(shí)施鎖定和應(yīng)力放散。分段鎖定施工期間，需要采用尾部拉伸與撞軌方式實(shí)施換軌操作。在焊接施工期間，需要對(duì)拔彎量進(jìn)行調(diào)整，以此確保設(shè)計(jì)溫度與鎖定溫度相同。在計(jì)算拔彎量時(shí)可以采用以下公式：

在上式中，S表示氣壓焊接接頭頂端量;D表示接頭調(diào)整量;△L表示鎖定軌溫拉伸量。

第二，拔彎法和直接拉伸法。從焊接施工方式來看，線上鎖定焊接施工主要包括直接拉伸法和拔彎法，其中前者在施工期間不進(jìn)行拔彎處理，直接對(duì)鋼軌進(jìn)行拉伸焊接。后者組要是在動(dòng)端與接頭300m距離位置將焊軌進(jìn)行拔彎處理。在焊接施工中，拔彎法能夠簡(jiǎn)化拉軌阻力，但是在拉軌允許范圍內(nèi)能夠應(yīng)用直接拉伸法。針對(duì)拔彎法來說，在工況適宜條件下可以不進(jìn)行拔彎處理，直接開展焊接施工。

第三，支車法和墊軌法。氣壓焊軌車在開展線上施工中時(shí)，為了確保加熱器安全使用效果，需要適當(dāng)抬高氣壓焊軌車和鋼軌，并且按照不同抬高方式分為支車法和墊軌法。在當(dāng)前線上鎖定施工過程中都推廣應(yīng)用墊軌法施工，主要是由于氣壓焊軌車支車法施工技術(shù)無法有效滿足施工要求。因此在實(shí)際施工期間需要改進(jìn)和優(yōu)化氣壓焊軌車支腿缺陷問題，并且實(shí)施焊復(fù)施工。將支車法應(yīng)用到線上鎖定焊施工過程中具備理論可行性。

3? 重傷線路焊復(fù)施工

3.1 單股焊復(fù)施工

第一，倒序聯(lián)合墊軌法。此種焊復(fù)施工方法被應(yīng)用到某城際鐵路試驗(yàn)中，其施工流程如下：（1）備料，檢查車組和焊機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。（2）封鎖線路之前施工車組運(yùn)行必須運(yùn)行至作業(yè)區(qū)域內(nèi)。（3）封鎖線路之后實(shí)施天窗施工。（4）設(shè)備儀器就位，卸載新軌。（5）松解施工區(qū)域線路扣件和動(dòng)端扣件。（6）按照預(yù)先計(jì)算位置開展鋸軌處理，將舊軌道挖除之后，埋設(shè)新軌道;鋼軌除銹并進(jìn)行端面端銑處理。施工氣壓焊軌車實(shí)施焊接操作，完成焊接之后需要對(duì)接頭實(shí)施打磨和平直度處理。（7）完成所有焊接施工之后需要將氣壓焊軌車退出工作區(qū)域，運(yùn)行回站。采用倒序聯(lián)合墊軌法施工工法能夠?qū)⑹┕r(shí)間控制在3h內(nèi)。

第二，倒序聯(lián)合支車法。此種施工工法與倒序聯(lián)合墊軌法比較類似。其施工流程與倒序聯(lián)合墊軌法不同之處主要包括以下方面：（1）動(dòng)端墊枕。使用枕木和起道機(jī)將動(dòng)端鋼軌進(jìn)行抬高處理。（2）支車。將轉(zhuǎn)向架固定，支腿抬升至預(yù)設(shè)高度，將靜端剩余扣件拆除。（3）墊軌。使用枕木和起道機(jī)將動(dòng)端鋼軌進(jìn)行抬高處理，并且將動(dòng)端端面與靜端端面對(duì)齊。（4）完成所有焊接施工之后需要將氣壓焊軌車退出工作區(qū)間，運(yùn)行返回車站。采用倒序聯(lián)合支車法施工工法能夠?qū)⑹┕r(shí)間控制在3h內(nèi)。

第三，對(duì)比分析墊軌法和支車法。對(duì)于墊軌法來說，在實(shí)際施工過程中，需要全部松解靜端20m內(nèi)的扣件，并且應(yīng)用墊軌裝置將鋼軌進(jìn)行抬高處理，確保其與原線路之間存在1%坡度，氣壓焊軌車爬坡至焊軌高度實(shí)施焊接施工。將軌矩拉桿安裝在靜端，使用墊枕裝置將動(dòng)端鋼軌進(jìn)行抬高處理。墊軌施工過程中，使用Ⅰ型墊軌器安裝于靜端實(shí)施墊軌，該墊軌器底部含有U型道釘栓孔，能夠與軌枕螺栓進(jìn)行固定處理，并且可以利用壓板和上螺栓固定鋼軌。使用Ⅱ型墊軌器安裝于動(dòng)端實(shí)施墊軌。對(duì)于支車法來說，在實(shí)際施工期間，需要應(yīng)用氣壓焊軌車液壓支腿抬高氣壓焊軌車至預(yù)設(shè)高度，并且使用枕木和起道機(jī)將動(dòng)端鋼軌和靜端鋼軌進(jìn)行抬高處理。在施工期間，支車支腿會(huì)受到側(cè)向力影響，此種影響主要是由于鋼軌兩側(cè)高度不一致，車體傾斜出現(xiàn)橫向力。在退車時(shí)會(huì)對(duì)支腿產(chǎn)生縱向力。原氣壓焊軌車支腿主要是應(yīng)用活塞桿設(shè)計(jì)，受到側(cè)向力影響會(huì)損壞活塞桿，降低施工安全性。按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，聯(lián)合理論計(jì)算，重新設(shè)計(jì)液壓支腿。顯著提升了油缸承載力，還能夠改變活塞桿承受側(cè)向力，使其成為鋼套筒承受側(cè)向力。將原先球頭鉸鏈設(shè)計(jì)為球形鉸支座，以此提升受力合理性。將矩形底板設(shè)計(jì)為圓盤聯(lián)合橡膠墊方式，并且將輕型鋼墊塊設(shè)置在支腿下部，以此加強(qiáng)支腿穩(wěn)定性。

3.2 雙股焊復(fù)施工

此種施工方法與鎖定焊比較相似，在施工期間需要完成4個(gè)接頭焊接施工，對(duì)于施工時(shí)間和效率要求比較高。

3.3 機(jī)械化焊復(fù)設(shè)計(jì)

在焊復(fù)施工期間，由于施工工藝復(fù)雜性高，再加上施工時(shí)間比較短，會(huì)顯著提升施工難度。所以此次研究擬采用機(jī)械化焊復(fù)施工，采用多臺(tái)氣壓焊軌車同時(shí)進(jìn)行焊復(fù)施工。

在開展具體施工時(shí)必須按照以下流程進(jìn)行：第一，在開工之后，需要將2臺(tái)氣壓焊軌車聯(lián)合掛接在焊復(fù)施工車上，并且同時(shí)行駛至施工地點(diǎn)。第二，焊復(fù)施工車與氣壓焊軌車分離，并且將氣壓焊軌車?？吭诰€路鎖定范圍內(nèi)。第三，焊復(fù)施工車主要負(fù)責(zé)松解扣件，鋸軌以及替換新軌和舊軌。并且開展端面處理施工。第四，焊復(fù)施工車提軌，并且采用支車法進(jìn)行靜端鋼軌墊軌處理。第五，在實(shí)施焊軌施工時(shí)，必須同時(shí)進(jìn)行兩側(cè)接頭焊接施工。第六，在完成焊接施工之后，需要將鋼軌放入到軌槽內(nèi)，緊固扣件之后恢復(fù)線路。

3.4 集中修

此種線路維修方式具備較高的集中化程度和施工效率，因此主要包含以下工作內(nèi)容：第一，必須按照相關(guān)規(guī)定鋪設(shè)和焊接新鋼軌，對(duì)絕緣接頭進(jìn)行固定處理，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)鎖定軌溫和線路，埋設(shè)位移觀測(cè)樁。第二，整修線路，此項(xiàng)內(nèi)容包含搗固線路，修正扣件以及調(diào)整軌距等。集中修施工應(yīng)用雙股插入短軌施工方法焊聯(lián)新軌道，所以與雙股焊復(fù)施工技術(shù)比較相似，其施工難度在于負(fù)責(zé)換枕、切軌以及安裝鋼軌等工序，會(huì)延長(zhǎng)焊接施工時(shí)間。

4? 結(jié)語

綜上所述，此次研究深入探索了氣壓焊軌車的施工技術(shù)以及施工模式。通過此次研究能夠看出，采用氣壓焊軌車實(shí)施鐵路線路施工具有顯著作用，不僅能夠縮短施工周期，還能夠提升施工效率和安全質(zhì)量，因此值得推廣應(yīng)用。

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