既有线路轨道焊接施工质量控制与管理.pdf

———文章编号：１００９４５３９（２０１８）０８０１０９０３・线路／路基工程・既有线路轨道焊接施工质量控制与管理万成（中铁十一局集团第六工程有限公司湖北襄阳４４１００６）摘要：针对既有线路施工的特点和既有线路换铺中大量使用的钢轨闪光焊方法，详细分析了既有线路换铺中钢轨现场焊接的特性。钢轨随动性的因素、设备的状态、现场导电部位的除锈等与工艺试验存在很大差异。基于此提出了通过合适的现场焊接工艺、良好的设备保养和维护以及合理的现场施工方法等措施保证现场换铺焊接施工质量；通过对既有线路换铺焊接施工特点的分析，提出了合理的既有线路施工的人员组织、设备配置及施工工艺流程编制。现场应用表明，所提出的方法保证了焊接质量，实现了既有线路高效、低成本施工。关键词：既有线路单元焊锁定焊质量控制中图分类号：Ｕ２１３．９＋２文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９．４５３９．２０１８．０８．０２６ＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＲａｉｌＷｅｌｄｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｎＥｘｉｓｔｉｎｇＬｉｎｅＷａｎＣｈｅｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＩ“ＩＢｕｒｅａｕＧｒｏｕｐ“６ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，ＸｉａｎｇｙａｎｇＨｕｂｅｉ４４１００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｒａｉｌｆｌａｓｈｗｅｌｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｉｎｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒａｉｌｗｅｌｄｉｎｇｉｎｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｎｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓ，ｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｄｅｒｎｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｓｉｔｅａｒｅｖｅｒｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｔｅｓｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ．ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｗｅｌｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄｂｙｐｒｏｐｅｒ—ｏｎｓｉｔｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｇｏｏｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｒｅａｓｏｎａｂｌｅｏｎ・ｓｉｔｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｅｒｓｏｎｎｅｌｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｎｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｇｕａｒａｎｔｅｅｓｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｑｕａｌｉｔｙａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｈｉｓｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｃｏｓｔｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｎｅ；ｕｎｉｔｗｅｌｄｉｎｇ；ｌｏｃｋｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇ；ｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ１引言线路无缝化可以减少高铁、重载线路的维护，延长寿命，提高列车运行的稳定性和旅客运输的安全性和舒适性。而无缝线路建设完成运营达到一定时间后或钢轨磨损达到一定程度后就要换铺，而且由于我国无缝线路里程多。因此，随着线路营运的开展，周期性的无缝线路换铺工作也会越来越大。目前，在既有线路和新线建设钢轨焊接中都存在较多问题，也有很多不同的认识【ｌ。４Ｊ。因此，探索实现高效、高质量、低成本的无缝线路换铺的施工——收稿日期：２０１８０６１２作者简介：万成（１９７８一），男，高级工程师，主要从事铁路金属材料焊接、高铁运架设备施工工艺的研究。组织方法，有利于进一步提高无缝线路换铺的质量，降低无缝线路的营运维护成本。２既有线路换铺中轨道焊接质量施工技术探讨２．１无缝线路焊接施工方法目前，高速铁路建设的常用施工方法如图１所—示，在工厂采用闪光焊将短定尺钢轨焊接成３５００ｍ的长轨条，通过长钢轨运输车运送到现场，在现场主要采用现场钢轨闪光焊装备先单元焊接成长轨条，再通过锁定焊接施工连接成无缝线路。２．２保证现场钢轨闪光焊质量的施工技术分析与探讨２．２．１现场钢轨焊接的特点（１）闪光焊工艺试验焊接的钢轨和现场焊接钢铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０８１１０９万方数据・线路／路基工程・轨的质量差异，导致焊接时钢轨的随动性差异，影响钢轨焊接质量。工艺试验时的钢轨是７５０ｍｍ长的短轨，而高速铁路建设现场的钢轨有多种尺寸，最短的几米，最长的可到２０００ｍ。由于目前所有的钢轨闪光焊是通过电流来控制动端钢轨的送进和后退，实现钢轨端面的加热和保护的，而动端钢轨的长度不一样就影响动端钢轨送进和后退的动态响应速度，影响闪光焊的短路、闪光和断路时间，影响加热过程和保护过程，从而影响焊接顶锻前钢轨的热场、端面的平整性和端面的保护状态，影响焊接接‘头质量５。７］。图１无缝线路建设施工方法（２）现场闪光焊接钢轨的外部状态：上下坡道、弯道、焊接动端钢轨的滚筒支撑状态等会影响动端钢轨送进和后退的阻力，影响动端钢轨的随动性，从而影响焊接接头的质量。（３）现场闪光焊接钢轨的导电区除锈状态等会影响焊接回路阻抗，影响焊接接头的加热与保护，从而影响焊接接头的质量旧Ｊ。２．２．２通过焊接工艺试验。获取受现场环境因素影响小而适应范围宽的焊接工艺在工艺调试时尽量不采用对焊机随动性要求高的焊接工艺参数，如快进快退等；尽量通过时间控制的方式保证钢轨上的热量积累，获得合适的温度场分布。针对既有线路，采用ＵＮ５－１５０ＺＢｌ焊轨机调试的既有线路现场焊接工艺试验曲线如图２所示［９－１０］．１１０ａ．全过程图２焊接曲线采用上述焊接工艺曲线进行焊接施工，减少了现场工况变化对焊接质量的影响，上述工艺共完成单元焊和锁定焊共计２９６个焊接接头，现场一次性探伤合格率达到１００％。２．２．３严格焊接装备的检修规程。保证焊接装备的状态处于工艺试验的状态（１）严格控制焊接回路阻抗，通过电极与连接回路的检修、钢轨导电位置的除锈，保证与钢轨的接触状态，使焊机阻抗尽可能保持在工艺试验阶段①②的阻抗。导电电极表面光洁，无油污、渣滓等；③冷却回路冷却良好；电极到钢轨端面的距离保持—与工艺试验时一致。以ＵＮ５１５０ＺＢｌ为例，电极到钢轨端面距离控制在１２５～１３０④ｍｍ之间；钢轨接触导电面的除锈，除锈打磨的范围包括钢轨焊接端面、轨端两侧面焊机电极夹持位置等，钢轨除锈部位需打磨至露出金属本色，轨腰处如有凸出的钢轨生产标识必须打磨平整。（２）保持焊机的动态响应：焊机运动副的润滑、①液压油的油温控制等。严格按操作规范要求进②行焊机运动副的润滑；天窗点施工，施工时间为℃早晨，环境温度低于２５，需要将液压油温度加热℃到２５。施工过程中，保持良好冷却，保证液压油℃温度不高于５５。２．２．４单元焊和锁定焊采用不同的施工工艺保证焊接质量单元焊采用既有线外焊接作业，钢轨摆放如图３所示，钢轨支垫如图４所示。锁定焊接采用拨弯焊的形式进行，锯切钢轨时留好合适的搭接量，搭接量根据参数工艺来确定，一般情况下预留量为３５ｍｍ左右，在钢轨动端５０ｍ外用起道新轨焊头旧轨巨三三三｜巨三三三三三｜图３单元焊作业示意端钢轨焊接端面００００扣０口毋００口０高度属度ｆ高度匦盐３５ｍｍ『／５０ｎｌｍ６０ｍｍ支垫轨别／支垫轨头恢垫轨头图４钢轨支垫示意机将钢轨拨弯，使两待焊轨正对。焊接开始，同时松开起道机，锁定焊拨弯曲线如图５所示。铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（０８１圈面型咽习纠赢塑斋万方数据・线路／路基工程・图５锁定焊拨弯示意３既有线路现场施工组织探讨３．１既有线路施工的特点（１）需要天窗点施工，而天窗点每周就只有两工中的人员配置。表１施工人员组织人员职务人数主要职责焊轨队队长１负责焊轨施工组织焊机操作手２单元焊焊机操作焊机操作手２锁定焊焊机操作其余施工人员１８除锈、打磨、正火、探伤后备人员２特殊情况下预备＾嬲耄黧麓慧黧堡，黧罢数嬲蠢黧蹴嚣嚣：？誊慧曼支要是婴望苎罂南曼釜鬈艮奄，竺銎堡＇最１＂１：，Ｊ当１２１／Ｊ磊嘉磊蔷豢蓉溢簇著：蔷：萎蔷苫ｉＩ：：１１０Ｉ：Ｉ！＆ｒ品－．１１兰仝墨：堡笆竺ｉ乏。苎至的篓奎：．保驾苎：仨篓竺季织技术萎篡焉蒜磊三茗羔：荐鎏斋反五箍作业任窗点竺学妻！复粤竺蛩：堡篓，一个换铺点换铺上；磊）美吾罴；釜ｉ芡主五茹ｊ、ｉ。萄荔誉蕃运）赫写去的钢轨焊接接头都没有问题。⑤菇荔族菜，磊认天备点时高、列车藉建蓓况；１天窗点÷．藤蓊旁篆塞茔嫠勰篙鑫万方数据・房建工程・…足要求：．。，参考文献（２）挠度验算。依据《混凝土结构设计规范》（ＧＢ—５００１０２０１０）［１］姬学亮，程晔，蔡晨宁，等・住宅产业化在保障房中的中式７．２．３－１［９－黼］计齄能的短删觚：㈨囊雷誓端黧翟嚣萎淼删ｎ————”Ｂ。：ｊ！蔓，ｉ—Ｌ堕２乏：．＿－：工程建设与设计，２０１７（１５）：３９．１＋．ｊ－）竹的研究与应用［Ｊ］．建筑・建材・装饰，２０１７（２１）：１４５．１．１５×０．２＋０．２＋巫掣黑掣翼堑川建材，２０１７，４３（６）：５３．１＋ｊ～×ｕ・ｕ［５］张永初．装配式高层建筑施工技术［Ｊ］．低碳世界，１．６４×１０１１Ｎ・ｍｍ２２０１７（３５）：２１１．截面面积的比值，此处取０。规范：ＧＢ—５０００９２０１２［ｓ］・北京：中国建筑工业出版挠度厂计算：社，２０１２・，５矿。５ｘ２５×１０－６Ｘ６０×１０００×１８２０４，［８］臧旭磊，朱张警・挚配苎混譬÷剪｛：『ｊ！墙结构节点连接——————／２甄萄３函ｉ万忑了ｉ而Ｆ一２Ｌ３１唧形式发展现状［Ｊ］・混凝土与水泥制品，２０１７（９）：５１・∽－｜ｓｍ＜ｍ…ｆ０／２００圳２０舢以，’ｐ１囊妻聱冀篙豁５００１０２０１毗刚・挠度满足要求。［１０］盛铭．ＢＩＭ技术在住宅产业化中的应用［Ｊ］．绿色建通过装配式住宅产业化在本项目中的应用和—［Ｊ］．山西建筑，２０１７，４３（１２）：４３４４．西南交通大学，２００４．［８］程亚萍，高文会，代韬，等・钢轨固定式闪光焊接头力Ⅲ苎爨竺置。熙？接接头平直度研究［Ｄ］＿成［９］雾冀兹器蕊麓２全０１断７（面４铣）：１削３３系－统１３的７．研制与’…………，，鼍：要多銮孽查等２１１１：．。。一。。．“…”…””。。五最磊］：误釜薹蔷。，嘉荔；ｉ岙ｌ芸－１３１１．一。。［３］卢庆华，徐培全・钢轨焊接技术及质量控制［Ｊ］・焊接［１０］；茬芸：瘩；ｉ吾哥人．辱囊葫轨轨腰残余应力特性铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８（ｏａｌ１１５万方数据