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輕執(zhí)工程一次性鋪設(shè)無縫線路施工技術(shù)論文
摘要：
根據(jù)大連市快速軌道交通3號線一次性鋪設(shè)碎石道床無縫線路的工程實(shí)踐，介紹了長鋼軌基地焊接、單元軌節(jié)的工地焊接;無縫線路鎖定和鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的鋪設(shè)等技術(shù)，并對長鋼軌焊接和無縫線路鋪設(shè)中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：
輕軌鐵路.無縫線路.鋼軌鋪設(shè)
大連市快速軌道交通3號線為城市輕軌工程，起點(diǎn)位于香爐礁立交橋，終點(diǎn)為金石灘，設(shè)置半封閉型的雙線，全長46. 63 km。3號線全線采用50kg/m鋼軌，鋪設(shè)溫度應(yīng)力式無縫線路。其中地下線長度1 195. 7 m，為混凝土枕碎石道床，配用彈條I型扣件;高架線車站地段長度548 m，為短枕式整體道床，配用II型軌道減振器扣件;高架線區(qū)間長度14 079 m，為混凝土枕碎石道床，配用QG II型扣件(小阻力);地面線長度30 257. 98 m，為混凝土枕碎石道床，配用彈條I型扣件。設(shè)計(jì)長軌條左、右線合計(jì)16對，最長軌條長度為12 118.9 m。
在城市輕軌系統(tǒng)新建路基上依據(jù)不同線路地段和橋梁及墩臺受力狀況，一次性鋪設(shè)無縫線路，應(yīng)在相應(yīng)地段設(shè)置鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，以保證軌道和橋梁在軌道溫度力作用下的穩(wěn)定。本文將一次性鋪設(shè)無縫線路所涉及的主要施工技術(shù)作一介紹。
1長鋼軌焊接
鋼軌焊接采用K-355移動式接觸焊機(jī)，將25m長50 kg/m U71 Mn型鋼軌焊成125 m長的軌條。由于列車高速行駛時對軌道的平順性要求很高，所以長軌條焊接前要對標(biāo)準(zhǔn)軌的外形幾何尺寸和平直度及扭曲允許偏差進(jìn)行檢驗(yàn)。長鋼軌焊接的工藝流程為:配軌→鋸軌→軌端打磨→焊接→推瘤→正火→接頭打磨→探傷→存放。
部分流程的工藝要求如下:
·焊軌前先在滾道上進(jìn)行對軌，兩軌基本保持在同一水平面上，以作用面為準(zhǔn)不得出現(xiàn)豎向和橫向錯位，各部偏差不大于0. 3 mm，并使端面間保持0. 5-2. 0 mm間隙。
·調(diào)整焊機(jī)位置使焊機(jī)中心與軌縫對中。
·焊機(jī)內(nèi)側(cè)涂刷防渣液，以利清除粘連在焊機(jī)上的焊渣。
·落下焊機(jī)夾緊鋼軌，再次檢查軌縫，確認(rèn)無誤后開始焊接。
·焊接按工藝試驗(yàn)中獲得并經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可的工藝參數(shù)進(jìn)行。
·焊后推瘤及清理焊瘤塊。
·焊接結(jié)束后，松開鋼軌，提升焊機(jī)。
·根據(jù)配軌表，對接頭進(jìn)行編號。
·用卷揚(yáng)機(jī)將鋼軌沿滾道線向前傳送(卷揚(yáng)機(jī)的循環(huán)鋼絲繩通過專用卡具將鋼軌兩端卡緊，鋼軌傳動速度約0.5 m/s)。
·一個接頭焊接結(jié)束后，在熱態(tài)下進(jìn)行調(diào)直(要求在焊縫兩側(cè)各500 mm范圍內(nèi)，水平方向作用面一側(cè)的不平直度不大于0. 3 mm/m，垂直方向的不平直度不大于0. 3 mm/m，拱量應(yīng)呈現(xiàn)0. 5-1 .0 mm/m)。
·當(dāng)鋼軌焊頭溫度降至500℃以下時開始正火，加熱器沿焊頭縱向擺動量7一10 cm，用機(jī)械式凸輪控制行程，光電測溫計(jì)檢測正火溫度。
·焊頭打磨后由檢驗(yàn)工用lm直尺檢查平直度，并用超聲波探傷。
2單元軌節(jié)的工地焊接
長鋼軌鋪設(shè)完成后，經(jīng)整道作業(yè)，線路基本達(dá)到穩(wěn)定后，可實(shí)施工地鋼軌焊接并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行線路鎖定。
長軌聯(lián)合接頭采用小型氣壓焊。氣壓焊焊軌工藝試驗(yàn)應(yīng)在正式焊接前按規(guī)定要求完成。本次施工采用的是雙導(dǎo)柱臥式壓接機(jī)以斜鐵夾緊軌腰的新型移動式氣壓焊機(jī)，對開單混合室的射吸式加熱器，雙流量計(jì)控制箱和一套三段頂壓法焊接工藝。該方法由于采用夾緊軌腰且夾緊點(diǎn)布置在鋼軌縱向“中和軸上”，克服了預(yù)頂和預(yù)鍛時兩側(cè)鋼軌易發(fā)生錯牙和不直度超過規(guī)定的缺陷，保證了接頭的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。
3無縫線路鎖定
3. 1鎖定的基本條件
·根據(jù)線路和施工等情況綜合考慮，單元軌節(jié)長度為900一2 000 m;最短不小于200 m。
·單元軌節(jié)鎖定前應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置鋼軌位移觀測樁。
·在長鋼軌焊接成單元軌節(jié)后，且道床基礎(chǔ)穩(wěn)定、密實(shí)(道床縱向阻力不小于10 kN/m，橫向阻力不小于8 kN/m，密度不小于1.7g/cm3)，以及軌面設(shè)計(jì)標(biāo)高、方向及水平均己達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時，方可進(jìn)行線路鎖定。
3. 2鎖定應(yīng)遵循的原則
·線路鎖定前應(yīng)掌握大連地區(qū)軌溫變化規(guī)律，根據(jù)各施工區(qū)段的時間間隔，選定鎖定軌溫及施工時間。
·鎖定軌溫應(yīng)準(zhǔn)確、可靠、符合設(shè)計(jì)規(guī)定�？紤]到施工的方便，線路鎖定時允許鎖定軌溫變化范圍為土5℃ 。
·測量軌溫時，要對鋼軌的不同位置進(jìn)行多點(diǎn)測量，取其平均值。
·整正軌枕和軌距后，兩股鋼軌應(yīng)同步鎖定，同時在鋼軌上設(shè)置縱向位移觀測的“零點(diǎn)”標(biāo)記。
·相鄰兩段單元軌節(jié)鎖定軌溫之差不得大于5℃，左右兩股鋼軌的鎖定軌溫差不得大于3℃，同一單元長軌條最高與最低鎖定軌溫之差不得大于10℃，曲線內(nèi)側(cè)鋼軌鎖定軌溫不得高于曲線外側(cè)鋼軌鎖定軌溫。
3. 3鎖定施工方法
國內(nèi)目前鋪設(shè)無縫線路的施工方法歸納起來有兩種:連人法(一步法)和插人法(二步法)。
“連人法”是將區(qū)間中相鄰的兩個單元軌節(jié)依次直接焊聯(lián)的鋪設(shè)作業(yè)方法，即把不同時間焊接成的兩個相鄰單元軌節(jié)的始端和終端同時焊接，同時放散，做到一步到位。
“插人法”是在兩個相鄰單元軌節(jié)中間鋪設(shè)一對緩沖軌，焊接時取出緩沖軌，插入經(jīng)過計(jì)算確定的鋼軌，放散應(yīng)力后進(jìn)行最終焊接。經(jīng)優(yōu)化比較并結(jié)合本線的施工特點(diǎn)，本工程采用了“連人法”無縫線路鎖定作業(yè)。
3. 4應(yīng)力放散
無縫線路有下列情況之一者，應(yīng)再次進(jìn)行應(yīng)力放散后重新鎖定。
·實(shí)際鎖定軌溫超出設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍。
·不符合無縫線路鎖定應(yīng)遵循的原則。
·無縫線路鎖定后鋼軌產(chǎn)生不正常的過量伸縮。
·無縫線路鎖定后固定區(qū)鋼軌出現(xiàn)嚴(yán)重的不均勻位移。
實(shí)際施工時可根據(jù)現(xiàn)場具體情況采用滾筒放散法或鋼軌拉伸器、滾筒綜合放散法。
4鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的鋪設(shè)
·按設(shè)計(jì)圖紙檢查軌枕螺栓間距，偏差不得超過0. 5 mm
·雙向調(diào)節(jié)器可用單向尖軌插人鋼軌，通過焊接達(dá)到設(shè)計(jì)要求的雙向尖軌長度。
·鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器鋪設(shè)時，要根據(jù)鋪設(shè)軌溫預(yù)留伸縮量，設(shè)計(jì)鎖定軌溫時的鋪設(shè)預(yù)留伸縮量為500 mm 。
·鋪設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器時，要先鋪單股并以線路上已有軌道做基準(zhǔn)控制方向，另一股以此為基準(zhǔn)控制軌距。
·鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器鋪設(shè)就位后，扣件要“隔一緊一”，直到軌距、水平、方向達(dá)到規(guī)定要求后，再上緊全部扣件。上扣件時，擰緊力矩為250一300N·m，并要確保尖軌固定以及基本軌伸縮自如。
·方向測量采用專用方向尺和弦線進(jìn)行，每隔lm測量一處。允許偏差為:尖軌尖端至1 100 mm處不得超過4 mm，其余不得超過2 mm 。
·尖軌尖端至1 100 mm處軌距偏差為+6mm、-2 mm，其余與一般線路相同。
·尖軌、基本軌鋼軌焊接后，要推除焊瘤，打磨平整，不影響基本軌伸縮。
·無縫線路放散應(yīng)力時必須確保鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的預(yù)留伸縮量。
5新建路基鋪設(shè)無縫線路的注意事項(xiàng)
一次性鋪設(shè)無縫線路的主要問題是道床穩(wěn)定性，它決定了無縫線路鋪設(shè)能否成功。新建路基鋪設(shè)無縫線路時，軟土及松軟地基段的路基沉降尚未完全穩(wěn)定。路基工后沉降將引起道床變形，造成道床橫向和縱向阻力改變，從而影響線路的穩(wěn)定。這需要在軌道施工過程中加強(qiáng)觀測，對沉降地段及時補(bǔ)充石碴、穩(wěn)定道床，線路養(yǎng)護(hù)要達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
焊接工藝流中應(yīng)避免采用“氧氣一乙炔火焰法”切割焊瘤。因?yàn)檫@樣極易切割到鋼軌母材，傷損鋼軌，致使行車中易發(fā)生應(yīng)力集中而斷軌，應(yīng)采用推凸機(jī)除瘤。
參考文獻(xiàn)
1廣鐘巖，沈相宇，史鴻湘.鐵路無縫線路.北京:中國鐵道出版社，1995. 19 -- 25
2范俊杰現(xiàn)代鐵道軌道.北京:中國鐵道出版社，2001.68
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