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規模的不斷擴大，無縫線路鋼軌在大修期的換軌工作量相應增加。為提高線路換軌的工作效率和作業質量，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計提供建議和參考。

【關鍵詞】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，國內城市軌道交通線路處于快速發展時期，線網運營里程不斷增加，開通較早的線路陸續進入換軌大修期。目前既有線設計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的材料裝卸平臺進行鋼軌裝卸，并運輸至換軌現場，然后采用人工進行線下25m標準軌的焊接，存在作業效率低、工作環境差、人工成本高等問題，隨著線路換軌工作量不斷增加，車輛段內設置能焊接100m長的鋼軌的焊軌基地，采用移動式焊軌設備進行鋼軌的焊接和裝運，對提高工作效率、降低人工成本等具有重要的意義。

2 既有焊軌作業及場地現狀

2.1 國鐵焊軌基地設置基本情況

國鐵一般是鋼軌生產廠直接生產100米標準軌，然后運輸至焊軌基地，焊接成500米長鋼軌，再通過長軌運輸車運輸至施工更換現場，使用移動式焊軌車進一步焊接成需要更換的長軌條，最后組織換軌。

焊軌基地配套設備有：長軌運輸車、移動式門式起重機、探傷、打磨、調直、對位、焊接、正火等成套固定設備。焊軌基地場地固定、設備功能分區明確，存軌區、裝卸區地基單獨設計，便于大型車輛進出，適用于流水生產作業。

2.2 國內城市軌道交通焊軌基地設置情況

目前國內城市軌道交通系統中北京、上海和廣州地鐵進行了大規模換軌作業。例如上海地鐵在梅隴車輛段設置了150m長的焊軌基地，焊接后利用改裝的平板車運送到正線，但是由于沒有采用專用長鋼軌運輸車及卸軌車，運輸過程中對平板車的沖擊較大，卸軌時鋼軌對道床也有較大沖擊。

3 焊軌基地的作業流程

焊軌基地的作用是先將25米標準軌焊接成一定長度的長鋼軌，一般為100-500米不等，然后運輸到更換現場焊接成需要更換的長度。焊軌基地焊接作業內容及流程如下圖1所示。

4 地鐵焊軌基地的設置

4.1 必要性分析

地鐵線路規劃和設計與國鐵有很大的區別，各條線長度短，并且各線之間大量的鋼軌轉運困難，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地，但為了提高換軌大修效率、質量和安全，有必要在大型換軌施工時設置專用的焊軌基地。此外，若在地鐵采用500米長軌運輸，則車輛太長，調車作業難以完成，正線小半徑曲線多，一次性卸軌500米長也難以實現。根據地鐵實際條件，推薦在車輛段設置能焊接100m長鋼軌的焊軌基地，采用移動式焊軌設備進行鋼軌的焊接和裝運。

4.2 焊軌基地對換軌作業的優化

圖2換軌車、圖3收軌車所示：設置100m長鋼軌的焊軌基地后，則無縫線路大修換軌時長鋼軌焊接施工工藝流程可優化如下：

（1）在車輛段內利用移動式焊軌車將25米鋼軌焊接成100米長鋼軌，在地面進行正火、打磨、調直、探傷等作業。（2）利用百米長軌運輸車在封鎖點內運送到正線換軌位置，按現場條件平穩卸至指定位置，并用專用工裝固定。（3）在另一端封鎖點利用移動式焊軌車將100米軌焊聯成需要更換的軌條，若在無條件焊軌的地段，則在換軌時或換軌后利用鋁熱焊焊聯。（4）在另一端封鎖點內準備組織人力、材料、設備和專用工裝進行現場鋼軌更換作業，鋼軌兩端垅口采用鋁熱焊焊接。

對比運用焊軌基地焊接前的施工工藝，優化后的長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移到條件好的地面車輛段完成，具有如下優越性：

（1）提高了長軌條焊接質量，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量可靠性。（2）大大提高了生產效率。車輛段焊接可用工作時間長，鋼軌焊接效率是正線的2-4倍，工作環境好，進一步提高作業效率；正火、探傷、打磨效率是正線的4-5倍；鋼軌運輸效率相對于未采用長軌車提高1.5-2倍，跨線轉運效率相對更高。（3）節約了大量寶貴的正線封鎖點時間。（4）改善人員工作環境。

4.3 焊軌基地的設計方案

4.3.1 基本思路

（1）采用移動式焊軌設備及配套設備，解決設備共享靈活運用問題。鋼軌的焊接、正火、打磨、探傷、調直全套采用移動式設備，可以方便的轉移至各條線路。（2）采購自帶裝卸功能的地鐵專用長軌運輸車，解決焊軌線長軌裝卸問題，也可保障運輸及裝卸的安全性，專用長軌裝卸運輸車最長可運輸100米長鋼軌。（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、有軌料堆放場地；100m長鋼軌焊接能力，要求配套鋼軌焊接、正火、打磨、探傷、調直系列配套設備及動力電源。

4.3.2 車輛段內焊軌基地選址條件

（1）長軌焊接線路的選定。盡量選擇150米長直線線路，平坡、無道岔、障礙，容易調車、搬運工器具，同時不影響客運列車正常進出庫。（2）盡量在有條件的材料裝卸平臺邊的裝卸線實現長軌焊接。當前采用大型卡車運輸25米標準軌至車輛段裝卸存放，且焊軌作業包含配軌、探傷、打磨、正火等各種作業，因此，便于焊軌時鋼軌的移動配置、流程作業及機具移動等。

4.3.3 線網規劃中工務大修基地內的焊軌基地設置條件

工務大修基地內的焊軌基地具備鋼軌裝卸存放功能。裝卸平臺硬化長達100米以上，便于大型卡車進出，并設置移動式龍門吊，地基能承載8層鋼軌堆放。裝卸線軌道長不低于150米，便于150米以上長度的長鋼軌運輸、裝卸列車調車。裝卸線附近可設置工班房、休息室、培訓室等，線路一端設置工務機具、搶險物資、焊接配套設備等存放用房。焊軌基地滿足長軌焊接功能，方便輻射臨近線路換軌和存放大修工器具、焊接成套設備、大修換軌車輛、大修軌料及救援物資等；同時提供大修人員工作、培訓的場所和線網工務救援搶險布點等。線網工務大修基地可按照線路區域、線路類型劃分設置，但建議至少設置有2-4個。建議盡量設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的線路。

5 焊軌基地投資

焊軌基地主要設備為門式起重機或移動式起重設備、長軌運輸車及卸軌車、移動式焊軌車、移動式正火車等。由于各線換軌時間相對集中，當任務量不大時，可將焊軌車、正火車、長軌運輸車及其他移動式焊軌工具調配到其他線路使用。焊軌基地的固定設施主要為4臺門式起重機、約200米長股道、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。焊軌基地的可移動設備主要為長軌運輸車及卸軌車、移動式焊軌車、移動式正火車、打磨機、直軌機等，每套約3200萬元。

6 結論與建議

（1）在車輛段內設置能焊接100m長鋼軌的焊軌基地，可提升長鋼軌焊接質量，提高工作效率，節約正線封鎖點時間，改善作業環境；（2）焊接100m長鋼軌的焊軌基地的選址條件為：盡量選擇150米長直線線路，無道岔、障礙，容易調車；裝卸平臺硬化達100米以上，并設置移動式龍門吊，地基能承載8層高鋼軌堆放；（3）建議從線網資源共享的角度考慮焊軌基地的設置，以提高焊軌基地的利用率，降低工程投資成本。

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