城市軌道交通無縫線路鋪設(shè)施工技術(shù)

姜延丹 牛瑞達

摘要：城市軌道交通可緩解市內(nèi)交通壓力、方便市民出行，現(xiàn)已發(fā)展為市民交通出行的重要方式之一。為保障列車運行平穩(wěn)，增加乘客出行的舒適性，降低列車運行對周邊環(huán)境的影響，如振動、噪聲等，故無縫線路鋪設(shè)施工技術(shù)便顯得尤為重要。本文主要從軌道鋪設(shè)方式、鋼軌焊接、無縫線路應力放散與鎖定軌溫三個方面對城市軌道交通無縫線路鋪設(shè)施工技術(shù)進行探討。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通工程;軌道鋪設(shè)方式;鋼軌焊接;無縫線路應力放散與鎖定軌溫

背景：城市軌道交通對城市現(xiàn)代化的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，其中無縫線路作為一項現(xiàn)代化軌道技術(shù)，它具有良好的運營功能和明顯的經(jīng)濟效益;無縫線路軌道的鋼軌使用壽命延長，線路運行維護成本也大大降低，逐漸成為軌道交通工程常用的結(jié)構(gòu)形式。因此在無縫線路鋪設(shè)過程中，結(jié)合工程實際，不斷總結(jié)經(jīng)驗，為今后類似工程提供借鑒。

1無縫線路鋪設(shè)方式

城市軌道交通無縫線路鋪設(shè)結(jié)合軌道安裝工程施工組織及方案，常用“先鋪設(shè)再焊接”的方式，即采用“現(xiàn)場鋪設(shè)、分段焊接、交叉放散、連焊鎖定”的方式進行無縫線路鋪設(shè)施工。該方式的主要施工工序為：

①鋪設(shè)25m定尺鋼軌，澆筑道床混凝土;②現(xiàn)場閃光焊接鋼軌，形成1500m左右長度單元軌條;③單元軌條應力放散與鎖定;④現(xiàn)場閃光焊連單元軌條，形成無縫線路并鎖定。

2鋼軌焊接

2.1現(xiàn)場鋼軌閃光焊接要求：

（1）正式焊接之前，通過焊接接頭型式檢驗確定工藝參數(shù)。正常施工后，嚴格執(zhí)行工藝參數(shù)進行現(xiàn)場施工，如改變焊接工藝，需重新進行型式檢驗。（2）打磨兩待焊軌軌端和焊機電極鉗口的軌腰接觸區(qū)，呈現(xiàn)光澤后方可施焊。（3）待焊鋼軌由吊機的液壓系統(tǒng)吊起緊鋼軌并自動對正，人工復核測量頂面焊縫處拱度，不允許下凹;工作邊應平直;兩軌底角應密貼對齊，兩軌如有誤差，相差量應對稱布置。在固定過程中，如達不到上述要求，應對鋼軌重新對接處理，不得強行焊接。（4）焊接前重新核對設(shè)置的工藝參數(shù);焊機自動焊接鋼軌、頂鍛并自動完成推凸過程，推凸后檢查焊接接頭和鋼軌母材的表面，應無肉眼可見的裂紋或焊渣擠入，測量接頭各部位允許的最大推凸余量和焊接接頭錯邊量。對于接頭錯邊量超過最大允許值的焊接接頭，應切掉接頭重焊;重新焊接前，鋼軌端部應處于常溫。（5）現(xiàn)場焊接單元軌條形成無縫線路時，應與無縫線路鋪設(shè)工藝配合作業(yè)：鎖定焊接時應使用保壓推凸，當焊接接頭冷卻到300C以下時方可去除保壓壓力。（6）焊接完成后，人工對焊筋進行粗磨整形;粗磨保證焊接接頭的表面粗糙度能夠滿足探傷掃查的需要即可。人工縱向打磨焊接接頭非工作面的垂直、水平方向錯邊，打磨不應出現(xiàn)打磨灼傷。（7）焊后正火應在焊接接頭不受拉力的條件下進行。焊接接頭軌頭表面溫度低于500℃時方可正火加熱，移動式閃光焊接焊頭宜采用中頻電感應方式，軌頭加熱溫度宜設(shè)置880℃-920℃，軌底腳加熱溫度宜采用800℃-850℃。軌頭冷卻宜采用噴風冷卻。（8）使用精磨機或仿型打磨機具對焊接接頭的軌頂面及軌頭側(cè)面工作邊進行精細打磨，打磨長度范圍不應超過焊縫兩側(cè)各400mm，打磨時焊頭溫度不宜大于50℃。外形精整后軌頭應保持與鋼軌母材一致的輪廓形狀，并按照TB/T1632.1-2014的規(guī)定檢查平直度和表面質(zhì)量。

2.2焊接中生產(chǎn)檢驗

焊機在焊接過程中，焊機狀態(tài)、作業(yè)環(huán)境會出現(xiàn)與正式焊軌前焊接型式檢驗存在偏差的情況，因此需要在焊軌作業(yè)過程中進行生產(chǎn)性檢驗才能保障其焊接質(zhì)量符合要求。依據(jù)《鋼軌焊接》（TBT1632）的規(guī)定，不同的焊接形式應進行有針對性的生產(chǎn)性檢驗（周期性檢驗），一般焊軌作業(yè)均為連續(xù)生產(chǎn)，因此采用移動式閃光焊接時，連續(xù)焊接200個接頭進行一次。

2.3焊接后焊縫探傷

焊接完成后，不能只靠型式檢驗、生產(chǎn)性檢驗來保障焊縫的質(zhì)量，還需探傷人員對每道焊縫進行超聲波探傷檢測，當所有焊縫均探傷檢測合格后，該焊軌作業(yè)才算施工合格。探傷人員資質(zhì)要求：具有鐵道行業(yè)無損檢測的II級或以上級別的技術(shù)資格，并通過鋼軌焊接接頭探傷技術(shù)培訓。超聲波探傷方法要求：采用單探頭和雙探頭兩種方法共同進行掃查。

探傷過程中當發(fā)現(xiàn)有缺陷焊縫時，可采用以下方法進行處理：1）采用邊焊邊探傷的方式，當焊接過程中發(fā)現(xiàn)焊縫質(zhì)量不合格時，可切除問題焊縫，焊機返回重新焊接，該焊縫符合要求后進行下一道焊縫的焊

接;2）當整條線路均已焊接完成時，發(fā)現(xiàn)個別焊縫存在質(zhì)量問題，此時常用的方法為插焊短軌法，即切除問題焊縫，插焊一節(jié)短軌，該方法使得焊縫由一處變?yōu)閮商帯?/p>

3無縫線路應力放散與鎖定軌溫

由鋼軌長度與軌溫變化的關(guān)系可知，長軌條應力受軌溫變化影響大，當鋼軌溫度應力大于鋼軌本身縱向阻力時，可能會出現(xiàn)脹軌等現(xiàn)象，對列車運行安全性產(chǎn)生嚴重影響，因此無縫線路的應力放散鎖定也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。

3.1無縫線路放散與鎖定軌溫方法及技術(shù)要求

長軌條在鎖定時，應結(jié)合施工當?shù)刈罡摺⒆畹蜌鉁睾侠泶_定鋼軌的鎖定溫度范圍，以確保不出現(xiàn)鋼軌溫度應力過大的現(xiàn)象。無縫線路的放散及鎖定針對鋼軌溫度的不同采用的方法也不盡不同，具體規(guī)定如下：

（1）當作業(yè)軌溫在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi)時，采用滾筒法;（2）當作業(yè)軌溫小于設(shè)計鎖定軌溫時，采用拉伸器滾筒法，需要注意的是，該方法作業(yè)軌溫不得低于5℃;（3）當作業(yè)軌溫大于設(shè)計鎖定軌溫時，該過程不得進行應力放散及鎖定作業(yè);（4）無縫線路實際鎖定軌溫應控制在設(shè)計鎖定軌溫范圍內(nèi);（5）無縫線路鎖定時應準確并記錄鎖定軌溫。相鄰單元軌節(jié)鎖定軌溫之差不應大于5℃，左右股鎖定軌溫之差不應大于3℃，同一區(qū)間的單元軌節(jié)最高與最低鎖定軌溫之差不應大于10℃。

3.2滾筒法應力放散技術(shù)要點

（1）每100米設(shè)置一處臨時位移觀測點;（2）在單元軌條鋼軌軌腰背陰面放置軌溫計，測量軌溫時，1500m單元軌節(jié)設(shè)4個軌溫計（兩端各1各，中間2個）;2000m單元軌節(jié)中間增加1個軌溫計，測量時間不應少于5min，將各觀測點的實測軌溫依次記錄后取平均值作為實測作業(yè)軌溫，若各點實測軌溫數(shù)值相差大于3℃時，應尋找原因后方可計算其平均值，軌溫平均值精確到小數(shù)點1位。（3）采用撞軌器（500m左右設(shè)置1組）進行撞軌作業(yè)，讀取并記錄各位移點，當撞軌出現(xiàn)反彈且各點位變化基本均勻時，則視為鋼軌達到零應力狀態(tài)。

3.3拉伸器滾筒法應力放散技術(shù)要點

（1）按滾筒法撞軌使鋼軌達到零應力狀態(tài)后，需重新標記各臨時位移觀測點鋼軌和軌枕的零位移位置。（2）利用拉伸器進行鋼軌拉伸，同時進行撞軌，當各臨時觀測點位拉伸移量達到計劃位移量標記時，則視為鋼軌達到零應力放散均勻狀態(tài)。

3.4實際鎖定軌溫

（1）滾筒法停止撞軌后，快速拆除撞軌器和滾筒，將單元軌落槽，記錄鋼軌落槽時各軌溫計測量軌溫的平均值作為實際鎖定軌溫。（2）拉伸器撞軌法待鋼軌達到零應力放散均勻狀態(tài)后，停止拉伸和撞軌，但需在拉伸器保壓狀態(tài)下，進行撞軌器和滾筒拆除，單元軌落槽;記錄鋼軌落槽時各軌溫計測量軌溫的平均值加上鋼軌拉伸換算軌溫作為實際鎖定軌溫。

結(jié)語：目前，城市軌道交通工程已成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項重要保障民生建設(shè)項目，無縫線路軌道鋪設(shè)施工作為城市軌道交通工程施工中的重要內(nèi)容，其施工技術(shù)水平的好壞直接影響后續(xù)運營行車質(zhì)量。施工中應對無縫線路軌道鋪設(shè)施工高度重視，保障工程的效果。

參考文獻

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