城市軌道交通無縫線路鋪設(shè)施工技術(shù)

姜延丹 牛瑞達(dá)

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(yùn)行平穩(wěn)，增加乘客出行的舒適性，降低列車運(yùn)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(yīng)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(jìn)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(yīng)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(xiàng)現(xiàn)代化軌道技術(shù)，它具有良好的運(yùn)營功能和明顯的經(jīng)濟(jì)效益;無縫線路軌道的鋼軌使用壽命延長，線路運(yùn)行維護(hù)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(shí)際，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)行無縫線路鋪設(shè)施工。該方式的主要施工工序?yàn)椋?/p>

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(yīng)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(yàn)確定工藝參數(shù)。正常施工后，嚴(yán)格執(zhí)行工藝參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場施工，如改變焊接工藝，需重新進(jìn)行型式檢驗(yàn)。（2）打磨兩待焊軌軌端和焊機(jī)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(jī)的液壓系統(tǒng)吊起緊鋼軌并自動對正，人工復(fù)核測量頂面焊縫處拱度，不允許下凹;工作邊應(yīng)平直;兩軌底角應(yīng)密貼對齊，兩軌如有誤差，相差量應(yīng)對稱布置。在固定過程中，如達(dá)不到上述要求，應(yīng)對鋼軌重新對接處理，不得強(qiáng)行焊接。（4）焊接前重新核對設(shè)置的工藝參數(shù);焊機(jī)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(yīng)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(yīng)切掉接頭重焊;重新焊接前，鋼軌端部應(yīng)處于常溫。（5）現(xiàn)場焊接單元軌條形成無縫線路時(shí)，應(yīng)與無縫線路鋪設(shè)工藝配合作業(yè)：鎖定焊接時(shí)應(yīng)使用保壓推凸，當(dāng)焊接接頭冷卻到300C以下時(shí)方可去除保壓壓力。（6）焊接完成后，人工對焊筋進(jìn)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(yīng)出現(xiàn)打磨灼傷。（7）焊后正火應(yīng)在焊接接頭不受拉力的條件下進(jìn)行。焊接接頭軌頭表面溫度低于500℃時(shí)方可正火加熱，移動式閃光焊接焊頭宜采用中頻電感應(yīng)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(fēng)冷卻。（8）使用精磨機(jī)或仿型打磨機(jī)具對焊接接頭的軌頂面及軌頭側(cè)面工作邊進(jìn)行精細(xì)打磨，打磨長度范圍不應(yīng)超過焊縫兩側(cè)各400mm，打磨時(shí)焊頭溫度不宜大于50℃。外形精整后軌頭應(yīng)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(yàn)

焊機(jī)在焊接過程中，焊機(jī)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(yàn)存在偏差的情況，因此需要在焊軌作業(yè)過程中進(jìn)行生產(chǎn)性檢驗(yàn)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(yīng)進(jìn)行有針對性的生產(chǎn)性檢驗(yàn)（周期性檢驗(yàn)），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(shí)，連續(xù)焊接200個接頭進(jìn)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(yàn)、生產(chǎn)性檢驗(yàn)來保障焊縫的質(zhì)量，還需探傷人員對每道焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢測，當(dāng)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(xùn)。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(jìn)行掃查。

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

接;2）當(dāng)整條線路均已焊接完成時(shí)，發(fā)現(xiàn)個別焊縫存在質(zhì)量問題，此時(shí)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(yīng)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(yīng)力受軌溫變化影響大，當(dāng)鋼軌溫度應(yīng)力大于鋼軌本身縱向阻力時(shí)，可能會出現(xiàn)脹軌等現(xiàn)象，對列車運(yùn)行安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此無縫線路的應(yīng)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(shí)，應(yīng)結(jié)合施工當(dāng)?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(yīng)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(dāng)作業(yè)軌溫在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)時(shí)，采用滾筒法;（2）當(dāng)作業(yè)軌溫小于設(shè)計(jì)鎖定軌溫時(shí)，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(dāng)作業(yè)軌溫大于設(shè)計(jì)鎖定軌溫時(shí)，該過程不得進(jìn)行應(yīng)力放散及鎖定作業(yè);（4）無縫線路實(shí)際鎖定軌溫應(yīng)控制在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi);（5）無縫線路鎖定時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確并記錄鎖定軌溫。相鄰單元軌節(jié)鎖定軌溫之差不應(yīng)大于5℃，左右股鎖定軌溫之差不應(yīng)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(yīng)大于10℃。

3.2滾筒法應(yīng)力放散技術(shù)要點(diǎn)

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

3.3拉伸器滾筒法應(yīng)力放散技術(shù)要點(diǎn)

（1）按滾筒法撞軌使鋼軌達(dá)到零應(yīng)力狀態(tài)后，需重新標(biāo)記各臨時(shí)位移觀測點(diǎn)鋼軌和軌枕的零位移位置。（2）利用拉伸器進(jìn)行鋼軌拉伸，同時(shí)進(jìn)行撞軌，當(dāng)各臨時(shí)觀測點(diǎn)位拉伸移量達(dá)到計(jì)劃位移量標(biāo)記時(shí)，則視為鋼軌達(dá)到零應(yīng)力放散均勻狀態(tài)。

3.4實(shí)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(shí)各軌溫計(jì)測量軌溫的平均值作為實(shí)際鎖定軌溫。（2）拉伸器撞軌法待鋼軌達(dá)到零應(yīng)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(jìn)行撞軌器和滾筒拆除，單元軌落槽;記錄鋼軌落槽時(shí)各軌溫計(jì)測量軌溫的平均值加上鋼軌拉伸換算軌溫作為實(shí)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(xiàng)重要保障民生建設(shè)項(xiàng)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(yùn)營行車質(zhì)量。施工中應(yīng)對無縫線路軌道鋪設(shè)施工高度重視，保障工程的效果。

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