水工碼頭焊接式無縫鋼軌安裝施工工藝

王岸思

（中交第三航務工程局有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

1 工程概況

該工程位于菲律賓呂宋島的Mariveles市，西側臨中國南海，東側為馬尼拉灣。工程水工建筑物包括碼頭及引橋部分。碼頭長560m，寬26m，采用QU120鋼軌軌道長481.85m，軌道間距22m。由于軌道施工對精度要求相對較高，施工質量也決定了后期起重設備能否安全穩定運行，所以施工過程中的精度控制是本施工工序的施工重點和難點。

2 碼頭鋼軌安裝施工工藝

2.1 施工難點：

鋼軌的安裝施工精度相對較高，傳統的鐵路鋼軌安裝得益于機械化施工其安裝精度能得到有效保證，而水工碼頭的鋼軌安裝因為場地和經濟性原因還使用傳統的“人工”操作。其施工精度的保證相對于機械化施工需要花“大力氣”。主要施工難點為：

1.錨固螺栓的垂直度，間距和軸線順制度控制。

2.鋼墊板安裝的平整度控制。

3.膠泥的澆筑質量控制。

4.軌道安裝的順制度和間距控制。

5.軌道焊接接口的焊接質量控制。

2.2 主要施工工藝流程：

螺桿預埋→鋼墊板安裝→灌注膠泥→鋼軌初步安裝→軌道接頭焊接→擰緊壓板總成→復測安裝數據并調整→工程驗收

2.3 施工工藝

2.3.1 預埋螺栓：

梁槽板縫鋼筋綁扎完成后，由測量部門進行螺桿平面位置和標高的測放，由于螺桿間距和標高固定，便于高效施工，制作由2根10cm*5cm鋁合金方管雙拼的輔助施工工具。搭設鋼筋“門架”，“門架”標高比螺桿標高低 5cm（方鋼截面尺寸5cm*10cm）并將軌道中心線標注于“門架”上。

將安裝框架中心線對準軌道中心線并固定，軌道螺桿從底部穿入框架孔內，頂部與安裝框架齊平即可焊接固定。焊接固定時，水平尺配合施工，保證垂直度。根據施工進度，一般一次性埋設60-70m，螺桿埋設完成后，測量前后螺桿平面位置，并用木工線復測其整體順直性。海岸側方向因復測螺桿中心線間距，保證其誤差范圍在規范允許范圍內。

作為軌道安裝的第一步，它的埋設精度將直接影響后面軌道的整體施工，所以在預埋螺桿時要多次復測確保埋設到位。

2.3.2 鋼墊板安裝：

鋼墊板安裝前應將混凝土面清理干凈，人工將鋼墊板搬至螺桿上，因為墊板是工廠加工好的，安裝時難免遇到個別螺桿無法入孔，這時需要用鐵錘輕敲糾位，糾位前將螺帽套到螺桿上，敲擊螺帽，以免破壞絲紋。

安裝鋼墊板時通過標高線控制整體標高，調校螺栓和錨固螺栓精調標高，水平尺控制水平。調整到位后擰緊調校和錨固螺栓，進入下一塊鋼墊板安裝施工。分段安裝完成后檢查整體順直度，鋼墊板中心線間距，驗收合格后焊接連接板。

施工注意事項：

1.鋼墊板禁止多捆重疊堆放，可能會使鋼墊板變形，無法保證平整度。

2.如有螺桿無法入孔，鐵錘輕敲螺帽，防止破壞絲紋。

3.認真測量鋼墊板中心線間距，如有問題及時調整，確保澆筑膠泥前間距滿足設計和規范要求。

4.鋼墊板應在伸縮縫處斷開。

灌注膠泥之前將雜物灰塵清理干凈，并灑水濕潤24小時，塞土工布保濕。為方便施工，

自行制作移動式料斗，料斗底口深入墊板縫隙1cm。

1.按照膠泥廠家提供的配比，一般為25Kg膠泥，3～3.5升水比例將它們分別放入0.5m3攪拌機攪拌，直到膠泥呈流暢、無結塊稠狀。

2.將攪拌好的膠泥通過漏斗由一側灌入鋼墊板的底部空隙中，并用手錘輕微敲擊振動鋼墊板，以助膠泥流動、充盈并消除氣泡。

3.膠泥澆灌完畢，應用土工布遮蓋已灌膠泥24-48小時，防止膠泥迅速干燥或受大風、雨天的影響。

4.嚴格按照配比進行攪拌，并按要求用砂漿試模制作試塊，每澆灌一次制一組試塊，以備檢測，并做好養護工作。

施工注意事項：

外環控制屬于電網直接控制的范圍,主要根據柔性輸電控制理論,如非線性控制機理,人工智能控制機理完成渦流損耗預測控制。外環控制模型可為內環控制提供設定的有功與無功功率參考值,并根據SMES自身特征所判定;而內環控制則根據外環控制模型的參考結果調節電流變化側的基波幅度和相位。

1.灌注前混凝土面灑水濕潤

2.澆筑時從一側往前澆筑，膠泥從一側流向另一側

3.嚴格控制水灰比，制備滿足要求的泥漿。

2.3.4 鋼軌初步安裝：

鋼墊板驗收合格后進入鋼軌的安裝，安裝之前將橡膠墊板鋪設在鋼墊板上，鋪設注意事項如下：

1.橡膠墊板裁剪長度不應小于3m。

2.橡膠墊板與橡膠墊板的接頭應離鋼墊板之間的接頭至少3m。

3.橡膠墊板與橡膠墊板的接頭離軌道接頭至少3m。

鋼軌下面放置10工鋼，放置間隔3m，每次鋪設軌道以5-6根為宜。軌道放置完成后通過全仗義調直，使鋼軌整體處于一條直線上，方便后續軌道焊接施工。注意軌道接縫距離碼頭伸縮縫至少 3m，相鄰軌道之間的軌道接縫錯開距離至少1m。

2.3.5 軌道接頭焊接

受施工條件限制，本工程使用鋁熱焊焊接技術進行軌道接頭焊接。鋁熱焊是指焊接時，預先把待焊兩工件的端頭固定在鑄型內，然后把鋁粉和氧化鐵粉混合物（稱鋁熱劑）放在坩堝內加熱，使之發生還原放熱反應，成為液態金屬（鐵）和熔渣，注入鑄型。液態金屬流入接頭空隙，形成焊縫金屬，熔渣則浮在表面上。為了調整熔液溫度和焊縫金屬化學成分，常在鋁熱劑中加入適量的添加劑和合金。鋁熱焊具有設備簡單、使用方便、不需要電源等特點，常用于鋼軌、鋼筋和其他大截面工件的焊接。

1.軌道焊接前將焊接接頭兩側的鐵銹用磨光機打磨光滑，以免鐵銹等雜質影響焊接質量。

2.使用廠家配置的特制調直鋼尺對接頭兩端鋼軌進行調直，預留2cm焊縫，如有偏差，及時調整。

3.安裝并加固焊接模具，外部四周縫隙處用膠泥塞滿，確保模具與模具，模具與鋼軌之間無縫隙，防止熔液外漏。如發現模具破損及時跟換新模具。

4.軌道接頭加熱。使用液化氣燃燒加熱，氧氣助燃。加熱25-30分鐘后，觀察接頭明顯紅熱后進行下一步施工。為確保后續熱熔焊接質量，務必保證加熱時間。

5.將裝好鋁熱焊焊劑的鐵桶放置于剛剛加熱好的熱熔模具上，點燃鐵桶內部燃料，熔液將沿著底部孔洞流進模具中與加熱的鋼軌發生化學反應。多余的熔液將會流入外部接盤。注意化學反應比較劇烈，人員切勿靠近。反應完成后將鐵桶取走，等待接頭及溶劑完全冷卻，然后將模具拆除，鋼軌焊縫接口處的凸出部位應作磨光處理，焊縫頂部用手砂輪磨光，必須確保平滑沒有凹凸。分段焊接施工完成后使用數字式探傷儀對軌道接頭進行焊接質量檢測。檢測合格后進入最后的軌道安裝工作。

2.3.6 擰緊壓板總成

鋼軌調校完畢后應立即把壓板夾上緊，壓板夾側向緊貼鋼軌，以保證鋼軌的側向固定。鋼軌固定前，應用水準儀測量鋼軌頂部標高，用鋼卷尺測量軌距、軌道中心線，滿足《水運工程質量檢驗標準》JTS257-2008要求后，及時擰緊壓板夾螺栓并保證鋼軌與鋼墊板接觸緊密，其間隙≤1mm。且保證每個螺栓上緊扭矩為275N.m或遵從廠家技術要求。

2.3.7 終安軌道

軌道接頭焊接完成后，汽車吊配合施工，將軌道放置在膠墊板上，利用游標卡尺找出軌道中心線，全仗義配合微調軌道，一根軌道取4-5個點進行校測，水準儀進行高程核準。使用激光測量儀測量軌距。待各項指標驗收合格后，安裝壓板夾并擰緊螺帽。

3 結束語

完成各項施工檢測后，各項指標均滿足設計和規范要求，軌道安裝精度要求較高，且一旦發生較大誤差很難返工，所以在施工過程中要嚴格把控各項施工工序。