武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線鋼軌焊接接頭的平直度控制

盧盛山,白 杰

(沈陽(yáng)鐵路局建設(shè)監(jiān)理公司,沈陽(yáng) 110002)

武廣客運(yùn)專(zhuān)線現(xiàn)場(chǎng)無(wú)縫線路鋼軌焊接接頭采用移動(dòng)式閃光焊和鋁熱焊施工中鋼軌焊接接頭的平直度偏差要求非常嚴(yán)格,從《鋼軌焊接第 1部分通用技術(shù)條件》(T B/T1632.1—2005)、《鋼軌焊接第 1、2、3部分通用技術(shù)條件》(T B/T1632.1—2005)和《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,介紹鋼軌焊接接頭平直度量測(cè)方法和打磨經(jīng)驗(yàn)。

1 鋼軌焊接接頭平直度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法

1.1 規(guī)范規(guī)定的平直度檢測(cè)方法

《鋼軌焊接第 1部分通用技術(shù)條件》中規(guī)定應(yīng)在鋼軌焊接接頭溫度低于50℃時(shí)測(cè)量平直度,測(cè)量長(zhǎng)度為 1 m,焊縫居中,如果測(cè)量平直度時(shí)焊接處于熱態(tài),考慮冷卻過(guò)程的影響,焊接接頭熱態(tài)下測(cè)得的平直度偏差允許高于表1的規(guī)定,但焊接接頭在環(huán)境溫度下測(cè)量的平直度偏差值應(yīng)符合表1的規(guī)定。平直度偏差的測(cè)量位置分別在軌頂面縱向中心線、軌頭側(cè)面工作邊距軌頂面 16 mm處的縱向線;測(cè)量應(yīng)以中心線兩側(cè)各 500 mm的鋼軌表面做為基準(zhǔn)點(diǎn)。在鋼軌固定閃光焊接生產(chǎn)線上,應(yīng)使用非接觸式自動(dòng)檢測(cè)尺測(cè)量焊接接頭,其他情況可以使用便攜式鋼軌平直度測(cè)檢直尺,自動(dòng)檢測(cè)尺和檢測(cè)直尺的測(cè)量誤差應(yīng)不大于0.05 mm。

表1 軌頭工作面 1 m長(zhǎng)度平直度允許的最大偏差

《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》中 14.1.14中規(guī)定焊接接頭應(yīng)縱向打磨,不得有低接頭,鋼軌焊接接頭平直度應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 鋼軌焊接接頭平直度允許偏差 mm/1 m

1.2 檢測(cè)平直度方法的理解

1)量測(cè)焊接接頭的平直度必須在軌溫低于50℃時(shí)測(cè)量,一般在軌溫溫度30℃,溫度高于35℃～50℃時(shí)平直度測(cè)量值會(huì)增加 0.05～0.10 mm,不能準(zhǔn)確反映平直度偏差。

2)焊接接頭處于熱態(tài)(一般打磨的鋼軌溫度在300℃左右)時(shí)測(cè)量的平直度不是真實(shí)平直度,軌溫在低限時(shí)測(cè)得的平直度數(shù)值比焊接接頭處于熱態(tài)時(shí)減小0.1～0.2 mm。

3)檢測(cè)軌頂面平直度時(shí)用手掌按住距離焊縫中間一端鋼尺 450 mm處(手掌寬度一般為 100 mm),使鋼尺與鋼軌面密貼,塞尺測(cè)量另一側(cè)平直度偏差值,測(cè)量范圍為距離焊縫 400～500 mm的平直度,并且焊縫中間至手掌接觸方向不得有尖點(diǎn)(只能焊縫中間有尖點(diǎn))。量測(cè)軌頭內(nèi)側(cè)工作面焊縫到兩端部不得有凸點(diǎn),焊縫中間的凹處平直度偏差最大。

4)平直度偏差的測(cè)量位置分別在軌頂面縱向中心線、軌頭側(cè)面工作邊距軌頂面 16 mm處的縱向線;測(cè)量應(yīng)以中心線兩側(cè)各 500 mm的鋼軌表面作為基準(zhǔn)點(diǎn)。鋼軌頂面任何處的縱向的平直度都應(yīng)滿(mǎn)足表2的規(guī)定,軌頭側(cè)面工作邊上距軌頂面 16 mm處至軌頂面任何處的縱向線的平直度偏差都應(yīng)滿(mǎn)足表2規(guī)定。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)焊接接頭平直度檢測(cè)方法

1)應(yīng)在鋼軌焊接接頭溫度低于50℃時(shí)測(cè)量平直度(一般在軌溫不高于30℃量測(cè)),焊接接頭 1 m范圍內(nèi)要除去銹蝕和雜物,鋼軌扣件按規(guī)定鎖緊,檢測(cè)直尺的平直度偏差應(yīng) ＜0.05 mm。

2)將 1 m(經(jīng)過(guò)計(jì)量部門(mén)檢測(cè)合格平直度和不平整度小于0.05 mm)的檢測(cè)尺放在鋼軌頂面縱向中心線上,用手掌按住距離焊縫中間一端鋼尺 450 mm處(手掌寬度一般為 100 mm),使鋼尺與鋼軌面密貼,用塞尺測(cè)量另一側(cè)平直度偏差值,測(cè)量范圍為距離焊縫 400～500 mm。找出(焊縫中間除外)軌頂面的尖點(diǎn),并打磨掉除焊縫以外的尖點(diǎn),但不能因?yàn)榇蚰ピ斐砂枷荨?/p>

3)檢測(cè)軌頭內(nèi)側(cè)工作邊平直度測(cè)量,兩手按住距離焊縫中間 450 mm處鋼尺,使鋼尺兩端與鋼軌面密貼,用塞尺量測(cè)焊縫中間兩端 50 mm范圍的平直度偏差值。

4)檢測(cè)移動(dòng)閃光焊接接頭軌底平直度測(cè)量是用200 mm鋼直尺,在軌底設(shè)反光鏡,另外也可用手觸摸軌底進(jìn)行判斷。

5)量測(cè)焊接接頭的平直度必須在軌溫低于50℃時(shí)測(cè)量,一般應(yīng)在軌溫接近焊接鎖定溫度時(shí)測(cè)量,軌溫高于35℃時(shí)平直度偏差值會(huì)增加 0.05～0.15 mm。

1.4 影響焊接接頭平直度的因素

焊軌工人要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),設(shè)專(zhuān)人對(duì)軌,閃光焊接復(fù)核對(duì)軌的人員要檢查鋼軌頂面,工作邊是否對(duì)齊,正火后矯直焊接接頭軌溫600℃時(shí),尖點(diǎn)高 5～6 mm,可以保證軌溫降至正常后,鋼軌尖點(diǎn)為 0.5～1.0 mm,滿(mǎn)足后期打磨要求;鋁熱焊對(duì)軌時(shí)要留 1～2 mm尖點(diǎn),鋼軌工作面要對(duì)齊;仿形打磨時(shí)要保持機(jī)具設(shè)備狀態(tài)良好,檢測(cè)工具計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確。

環(huán)境因素對(duì)平直度也有影響,軌溫在10℃和軌溫在接近50℃的軌頂面的平直度誤差有 0.05～0.10 mm,鋁熱焊焊接氣源不同,對(duì)軌時(shí)預(yù)留尖點(diǎn)就不同(氣源不同,加熱時(shí)間有差異),一般閃光焊要增加軌頂面平直度值,鋁熱焊要減小軌頂面平直度值,鋁熱焊作用邊的平直度也有變化(受豎螺栓緊固不緊,鋼軌外股軌底不密貼等因素影響),如高溫松開(kāi)扣件,因焊接接頭鋼軌底有折角,都會(huì)造成溫度應(yīng)力集中,使平直度不能恢復(fù)靜態(tài)時(shí)狀態(tài),還可能發(fā)生豎直方向脹軌(橫向因?yàn)闊o(wú)砟軌道的剛度大一般不會(huì)跑道),靜態(tài)檢查和動(dòng)態(tài)檢查鋼軌的平直度也不同;轍叉跟焊接接頭兩端不同坡度墊板墊不能墊錯(cuò),就是精磨平直度合格了,經(jīng)過(guò)列車(chē)作用,工作邊會(huì)出現(xiàn)支嘴,鋼軌底有雜物對(duì)平直度也有影響。

1.5 焊接接頭打磨方法

精磨必須在常溫條件下進(jìn)行。精磨鋼軌頂面和工作邊時(shí)必須使用仿形打磨機(jī),不得用手動(dòng)打磨機(jī)(手動(dòng)不能保持亮帶呈直線)。進(jìn)行打磨前一定要確認(rèn)鋼軌的扣件達(dá)到設(shè)計(jì)的扣壓力(彈條中間部分的密貼應(yīng)該是 0.1～1.0 mm內(nèi),并確認(rèn)錨固的豎螺栓緊固,鋁熱焊接頭外側(cè)軌角與擋座應(yīng)密貼(≤1.0 mm)。

一般閃光焊接接頭要經(jīng)過(guò)焊接后的 3～4次靜態(tài)精整,1～2次或多次列車(chē)通過(guò)后的精磨平直度合格才能判定合格;鋁熱焊接頭要經(jīng)過(guò)焊接后的 6～8次靜態(tài)精整,2～3次或多次列車(chē)通過(guò)后的精磨平直度合格才能判為合格。

粗磨時(shí)鋼軌頂面平直度偏差要預(yù)留頂面 2a1=0.4～0.8 mm,開(kāi)始第一次精磨要有 2a1=0.4～0.6 mm。閃光焊焊接接頭靜態(tài)的的平直度 0.1 mm≤2a1≤0.4 mm最佳;鋁熱焊焊接接頭靜態(tài)的的平直度 0.2 mm≤2a1≤0.4 mm為最佳。閃光焊焊接接頭靜態(tài)的的平直度經(jīng)過(guò)列車(chē)碾壓一般要增加偏差值;鋁熱焊焊接接頭靜態(tài)的的平直度經(jīng)過(guò)列車(chē)碾壓一般要減小偏差值。閃光焊接鋼軌作用邊的平直度靜態(tài)打磨后可以達(dá)到合格,但鋁熱焊由于焊接時(shí)存在內(nèi)部應(yīng)力,經(jīng)過(guò)列車(chē)作用后曲股內(nèi)軌和外股會(huì)發(fā)生往里支嘴,轍叉跟由于焊縫兩側(cè)鋼軌墊板的坡度不同,往往平直度有所變化。

精磨應(yīng)由兩個(gè)人配合完成,操作手負(fù)責(zé)砂輪片進(jìn)尺和仿形打磨機(jī)的走向,另外一人順著操作手的勁,不加任何外力,防止打磨機(jī)掉道。精磨應(yīng)先打磨軌頂,沿鋼軌縱向緩慢打磨,打磨亮帶應(yīng)該是近似直線,不應(yīng)出現(xiàn)灼傷和亮帶是曲線的現(xiàn)象,更不能出現(xiàn)折線。由軌頂面向工作邊和非工作邊打磨時(shí),應(yīng)緩慢打磨,避免打磨機(jī)跑偏,打磨鋼軌輪廓線時(shí),更要慢進(jìn)尺,變換打磨角度時(shí),不能突然進(jìn)行大角度變換,避免損傷鋼軌。

2 結(jié)語(yǔ)

培養(yǎng)有較高素質(zhì)和技能的焊接技術(shù)人員是保證客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)縫線路鋼軌焊接施工的關(guān)鍵,正確理解鋼軌焊接行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和方法是保證客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)縫線路鋼軌焊接施工必要條件,掌握正確檢測(cè)方法和打磨方法是實(shí)現(xiàn)客專(zhuān)無(wú)縫線路高平順性的重要手段。

[1]高文會(huì),李力,丁韋.鋼軌焊接質(zhì)量的現(xiàn)狀與對(duì)策[J].鐵道建筑,2004(2):32-34.

[2]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)[2007]85號(hào) 客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)砟軌道鐵路工程施工質(zhì)量驗(yàn)標(biāo)暫行標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)鐵道出版社,2007.