李粉玲 賀利鋒

摘 要：地鐵軌道采用無(wú)縫線路設(shè)計(jì)使軌道的幾何形態(tài)更加平順，不僅減少了軌道與列車(chē)間的磨耗，也提高了乘車(chē)的舒適性。文章通過(guò)對(duì)西安地鐵三號(hào)線無(wú)縫線路的施工工藝和施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，闡述了影響施工質(zhì)量的主要因素以及施工過(guò)程中遇到的難點(diǎn)與解決方法。

關(guān)鍵詞：地鐵無(wú)縫線路；鋼軌焊接；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U213.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）20-0010-02

1 地鐵無(wú)縫線路鋼軌焊接工程概況及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 工程概況

西安地鐵三號(hào)線全線長(zhǎng)39.15 km，由魚(yú)化寨停車(chē)場(chǎng)開(kāi)始，終點(diǎn)至國(guó)際港務(wù)區(qū)車(chē)輛段，其中地下線長(zhǎng)27.95 m，高架線長(zhǎng)11.2 km。地鐵三號(hào)線道床形式主要有普通道床、鋼彈簧浮置板道床、框架板道床、縱向軌枕道床、減振墊道床等。

1.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

正線及出入線一般地段鋼軌接頭采用焊接接頭，一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路，地裂縫設(shè)防地段采用長(zhǎng)軌條，兩端采用普通接頭，道岔區(qū)鋼軌接頭均采用凍接接頭、輔助線鋼軌接頭采用普通接頭、鋼軌非工作邊采用減震接頭夾板。

根據(jù)西安當(dāng)?shù)氐臏囟惹闆r，確定地鐵三號(hào)線無(wú)縫線路地下線鎖定溫度為20±10 ℃，U型槽地段無(wú)縫線路中和溫度為27 ℃，鎖定軌溫上限為32 ℃，下限為22 ℃。施工時(shí)利用相鄰軌條鎖定軌溫差標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)渡段無(wú)縫線路的鎖定。

2 地鐵無(wú)縫線路鋼軌焊接原理及設(shè)備

西安地鐵三號(hào)線鋼軌焊接施工工藝采用的是移動(dòng)式閃光焊，這種技術(shù)原理是：焊接過(guò)程中將兩根鋼軌對(duì)接，等軌頭端面移進(jìn)后進(jìn)行接觸，接通電源，利用電流通過(guò)柜體產(chǎn)生電阻熱，加熱接觸點(diǎn)并產(chǎn)生閃光，直到兩個(gè)端面完全熔化，當(dāng)達(dá)到預(yù)定溫度之后，通過(guò)焊軌機(jī)進(jìn)行焊接。

西安地鐵三號(hào)線在施工過(guò)程中使用的焊軌設(shè)備是UN5-150ZB焊軌機(jī)。之所以選用這種焊軌設(shè)備，是因?yàn)樗哂锌筛鼡Q動(dòng)力設(shè)備、軌道牽引等優(yōu)勢(shì)，充分避免了設(shè)備自行走以及電壓難等問(wèn)題。此種焊軌機(jī)的發(fā)電機(jī)以及焊機(jī)分別裝在兩個(gè)集裝箱內(nèi)。焊機(jī)內(nèi)部有夾緊油缸，因此焊機(jī)可以在平板車(chē)上前后移動(dòng)，提升旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最終保證焊接過(guò)程中靈活易動(dòng)。

3 地鐵無(wú)縫線路鋼軌焊接的施工工藝

3.1 焊接施工前準(zhǔn)備活動(dòng)

焊軌施工前需要做好型式試驗(yàn)，這是為了檢測(cè)焊接是否可以滿足相關(guān)要求。型式試驗(yàn)在焊接施工前的試驗(yàn)性生產(chǎn)，這純粹是為了保證焊軌質(zhì)量以及施工過(guò)程中不出現(xiàn)其他意外。型式試驗(yàn)可不是做做樣子，試驗(yàn)過(guò)程中需要在和生產(chǎn)條件相同的環(huán)境下進(jìn)行，這樣可以確定實(shí)際施工中最合適的工藝參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)施工的目的。UZ5-150ZB移動(dòng)焊軌機(jī)行進(jìn)至作業(yè)面后，拆除焊接鋼軌周邊的扣件，放置滾筒和墊木，并頂升鋼軌至焊接位置。

3.2 鋼軌焊前檢查

焊軌前首先應(yīng)細(xì)致檢查鋼軌的尺寸：主要有鋼軌高度、軌頭寬度、軌底寬度、斷面不對(duì)稱(chēng)、端面斜度（垂直、水平方向）、端部彎曲、軌身平直度；檢查鋼軌表面質(zhì)量，有無(wú)刮傷、壓痕、有無(wú)明顯撞痕；其次是目測(cè)鋼軌的扭曲情況，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)扭曲情況，則必須進(jìn)行矯直。對(duì)于無(wú)法矯直的鋼軌端部彎曲，應(yīng)將彎曲的鋼軌端部鋸切掉。

3.3 去除墊板、軌端除銹、順軌墊軌

焊軌機(jī)對(duì)位之后，應(yīng)臨時(shí)抽出焊接區(qū)域的橡膠墊板。去墊板由配合焊接作業(yè)人員負(fù)責(zé)。對(duì)待焊鋼軌支墊高度：軌底離地面100 mm。對(duì)待焊鋼軌端面和距離端面350 mm范圍內(nèi)軌腰兩側(cè)表面除銹、打磨，使其露出90%以上的金屬光澤，并不得有銹斑；要求打磨鋼軌的深度不得超過(guò)母材0.2 mm，鋼軌端部670 mm范圍內(nèi)有出廠標(biāo)志的，應(yīng)打磨至與軌腰平齊，不得有任何凸出，防止損傷鉗口。對(duì)焊接鋼軌端面用塞尺進(jìn)行垂直度檢查，凡超過(guò)0.5 mm的，采用鋼軌端面打磨機(jī)進(jìn)行打磨，直至符合要求。

3.4 焊軌機(jī)對(duì)位及鋼軌焊接

再將鋼軌面及鉗口部位打磨的符合相關(guān)要求之后，焊軌機(jī)對(duì)位作業(yè)才能開(kāi)始。在進(jìn)行對(duì)位作業(yè)的時(shí)候，滾筒上進(jìn)行對(duì)軌同時(shí)調(diào)整高低以及方向，保證焊軌機(jī)鉗口中心位置正好對(duì)著焊縫，最后用刀口尺檢查兩鋼軌，保證期左右或高低錯(cuò)牙均小于0.5 mm。

3.5 焊接鋼軌及粗磨

鋼軌對(duì)中之后，需要啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，這是為了夾軌，緊接著需要將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)激活，這時(shí)候設(shè)備進(jìn)入焊接程序，最終完成推瘤作業(yè)；進(jìn)行粗磨作業(yè)之前，需要對(duì)推瘤余量進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)對(duì)接頭區(qū)域進(jìn)行打磨作業(yè)。因鋼軌外形尺寸偏差所造成的接頭不平順，可采用圓順打磨法進(jìn)行處理。

3.6 正 火

對(duì)于焊接接頭區(qū)域使用火焰加熱器進(jìn)行加熱，使用非接觸式紅外測(cè)溫儀或光電測(cè)溫儀對(duì)正火溫度進(jìn)行測(cè)量。待焊頭溫度降至500 ℃以下進(jìn)行正火，利用氧氣—乙炔加熱器將焊頭進(jìn)行加熱，需按以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：軌頭加熱至表面溫度不高于950 ℃，軌底坡腳處加熱至表面溫度不高于830 ℃。

3.7 精 磨

待焊頭冷卻至常溫后，需采用仿形鋼軌打磨機(jī)對(duì)焊頭進(jìn)行精細(xì)打磨。打磨時(shí)要保證打磨機(jī)沿鋼軌縱向往復(fù)移動(dòng)，待無(wú)火花時(shí)，再適當(dāng)給進(jìn)刀量。

打磨機(jī)沿著軌頂向軌頭側(cè)面擺動(dòng)，一直到全部完成對(duì)鋼軌輪廓的仿形打磨。對(duì)于鋼軌焊頭處局部不平整的部位可用扁平挫或者較細(xì)的砂皮紙進(jìn)行縱向打磨。

3.8 接頭檢驗(yàn)

接頭檢驗(yàn)包括探傷檢查和焊接區(qū)域外觀檢查兩方面：每個(gè)焊接接頭施工完成后需進(jìn)行超聲波探傷，以保證全部焊頭均為合格。

接頭探傷執(zhí)行《鋼軌焊接接頭技術(shù)條件》（TB/T 1632-2005）有關(guān)規(guī)定：焊接接頭區(qū)域應(yīng)該沿鋼軌縱向打磨平順，不能存在低接頭；焊縫區(qū)域1 m范圍內(nèi)的作業(yè)面、鋼軌軌頭圓弧面平直度應(yīng)在0～0.3 mm/m，鋼軌軌底面的平直度應(yīng)在0～0.5 mm/m，非工作面的平直度為0～0.5 mm/m。鋼軌軌頭及軌底角上表面1 m范圍應(yīng)平順，鋼軌母材打磨量不能超過(guò)0.5 mm。焊縫兩端100 mm范圍內(nèi)不能有明顯的壓痕、碰痕及劃傷等外觀缺陷，且焊接接頭的表面上不能有電擊傷。

4 地鐵無(wú)縫線路鋼軌焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)

在鋼軌焊接過(guò)程中，當(dāng)鋼軌就位后，需要保證兩根鋼軌在一條直線上，沒(méi)有出現(xiàn)偏離，同時(shí)兩軌之間的縫隙<1 mm；當(dāng)焊軌完成之后，并不是說(shuō)工作結(jié)束了。這時(shí)候需要將焊軌機(jī)頭迅速提起來(lái)，將上面存在的焊瘤迅速清除，同時(shí)檢查下焊接接頭的外觀質(zhì)量；焊軌車(chē)通過(guò)焊頭的時(shí)間需要把控，當(dāng)焊縫溫度類(lèi)卻倒400 ℃以下的時(shí)候，焊軌車(chē)才能通過(guò)。

施工過(guò)程中單元軌節(jié)左右股鋼軌的鎖定溫度差必須保證在3 ℃內(nèi)，曲線內(nèi)側(cè)鋼軌的鎖定溫度要大于曲線外側(cè)的；相鄰軌條鎖定軌溫<5 ℃，同一區(qū)間單元軌節(jié)的最高抵溫差需要<10 ℃。軌條布置過(guò)程中不能改變道岔里程，應(yīng)以少軌距為施工原則，軌條的起終點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)25 m。

在進(jìn)行鋼軌焊接施工前，對(duì)于導(dǎo)電鉗口以及鋼軌夾緊的區(qū)域需要進(jìn)行清理，這是為了保證電接觸的良好；如果焊接的不怎么成功，可以對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行處理，重新焊接一次，但是必須要等到焊接接頭冷卻到常溫；如果再次焊接中需要切除上次的接頭，應(yīng)該兩邊切割至少50 mm，同時(shí)對(duì)鋼軌端部進(jìn)行處理。

在施工時(shí)，需要對(duì)施工活動(dòng)進(jìn)行合理安排，確保施工的快速性。地鐵屬于地下建筑，在施工過(guò)程中最基本的一項(xiàng)要求即是施工的快速性。在強(qiáng)調(diào)施工速度的基礎(chǔ)上，還需要確保施工的安全問(wèn)題。因此在施工過(guò)程中需要施工人員要對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境變化情況進(jìn)行密切關(guān)注，做好充足的準(zhǔn)備工作，在確保施工質(zhì)量情況下要盡量的加快施工速度，制定科學(xué)合理的施工方案，做好交底工作，合理對(duì)人員進(jìn)行分工和配置，將責(zé)任具體落實(shí)到每一個(gè)人，從而確保施工質(zhì)量。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著城市現(xiàn)代化程度的加快，地鐵已經(jīng)成為了衡量一個(gè)城市現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)。本文通過(guò)介紹西安地鐵三號(hào)線鋼軌閃光焊接關(guān)鍵施工技術(shù)，總結(jié)了相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)和做法，希望能對(duì)以后的工程施工提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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