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摘要:介紹無縫線路大修施工的特點和加強無縫線路大修施工技術管理的重要性。介紹整體上完善施工技術組織措施的內涵。從換軌前準備工作,包括平整砟肩、卸軌作業、鋼軌巡守等內容,焊接質量控制,包括施工流程、焊接參數、焊接作業注意事項、焊接接頭平直度檢查、焊縫探傷等內容,長軌鋪設關鍵環節控制,既有線高溫開口關鍵環節控制,舊軌料回收存放注意事項等5個方面,探討加強大修施工技術管理的具體內容。以實現降低勞動強度,提升施工效率和施工質量的目的。
關鍵詞:無縫線路;大修施工;技術管理
0引言
無縫線路大修施工主要是既有線大修換軌施工,即對滿足大修周期且狀態或疲勞程度滿足更換條件的既有線正線鋼軌進行更換。無縫線路大修施工具有安全風險高、作業點多、作業天窗時間長、施工人員多且工種復雜、作業工序繁瑣以及施工精度和質量要求高等特點。鑒于此,根據現階段大修換軌施工現場實際情況,總結若干建議,以提高施工管理水平。
1整體上完善施工技術組織措施
施工技術組織措施是整個施工的核心,是施工安全、順利進行的保障,也是指導施工準備工作、全面布置施工活動、控制施工進度、進行勞動力和機械調配的指引。同時,施工技術組織措施對施工活動各環節的相互聯系及外部聯系起著協調作用。因此,完善施工技術組織措施是全面提高施工技術管理水平的重要舉措。
1.1做好外業調查
做好外業調查是無縫線路正確設計和鋪設的前提。外業調查,應收集鋪設無縫線路平縱斷面的相關數據,鋪設區段的行車相關數據,鋪設區段的氣溫相關數據,既有軌道設備狀況相關數據,以及特殊設備如橋梁、隧道、曲線、路基和道口等設備的相關數據。另外,還要收集其他線路附屬設備如紅外線探測儀、電容枕、上跨立交、絕緣接頭、信號機等設備相關數據,電化區段還應收集相關供電設備資料等。
1.2確保組織措施的科學性和可實施性
加強對施工組織措施的審核把關。施工單位要組織專業管理人員,對照相關技術標準對制定的組織措施進行逐條核對,確保其科學、合理以及可操作性強。其次是要結合作業車間的情況,判定措施是否與車間實際情況相符,是否有車間無法執行或者標準要求過嚴的地方,要做到措施上所寫的內容現場就能做到。
1.3合理制定困難地段和惡劣天氣下的組織措施
應當充分考慮地段、天氣等外界因素對施工的影響,特別是要單獨制定困難地段和惡劣天氣情況下的施工組織措施。困難地段主要包括大型站場、多線并行地段、大型橋隧區段以及局界口等,惡劣天氣主要包括大雪、暴雨、濃霧以及高溫等情況。
2換軌前準備工作
2.1平整砟肩
平整砟肩應由以往的在天窗點外進行改為在天窗點內進行,作業模式也建議由人工作業改為排障器作業。排障寬度為水平方向垂直于既有線軌頭外側的800mm范圍,道砟不足時必須將砟肩清成平臺,高度低于軌枕頭頂面10mm;軌道連接線部位挖槽,挖至深度低于砟平面50mm,將電務連接線放入槽內,再在連接線上面覆蓋一定數量的舊膠墊,杜絕軌道連接線直接與新軌接觸;將散落至路肩的道砟同步清理。以上3項進行平行作業。
2.2卸軌作業
卸下長鋼軌,軌端較設計位置的誤差不大于0.5m,軌頭距既有線鋼軌外側不少于600mm,單元終點重疊量按配軌表執行,卸下的長鋼軌用防脹桿固定。在直線段防脹桿應每75m對稱安裝1對,在曲線及橋梁地段每50m對稱安裝1對,軌條始終點2m范圍內對稱安裝1對。防脹桿固定端與既有線鋼軌用大膠墊或尼龍座隔離。從第2對軌起,每對軌端成喇叭口與上一對軌錯開。道砟較少地段用繩索或枕木加固,防止卸下的鋼軌側翻。道岔前后至絕緣處鋼軌用道心防脹桿支撐。所有防脹桿必須涂黃色反光漆。
2.3鋼軌巡守
預卸的長軌條及未回收的舊軌,每天上下午各巡查1遍;已焊接的長軌條每天不間斷巡查、監護,并做好記錄。當氣溫高于28℃時,要重點對下道舊軌進行添乘檢查,查看是否有脹軌跡象、短軌錯頭等。
3做好焊接質量控制
移動式閃光(氣壓)焊軌車由于移動方便,操作簡單,焊接質量可靠,在鐵路無縫線路鋪設中得到廣泛應用。該焊軌車由裝載車輛、柴油發電機組、鋼軌焊機等部分組成。
3.1施工流程
移動閃光(氣壓)焊軌車施工流程如圖1所示。
3.2焊接參數
移動式閃光(氣壓)焊軌車焊接參數依據各局所處的地區、焊機型號、鋼軌型號和牌號通過型式檢驗確定。某局移動式閃光焊軌車鋼軌焊接參數見表1(U75V熱軋鋼軌)。
3.3焊接作業注意事項
3.3.1移動閃光焊
(1)軌端打磨應將端面斜度高差打磨到0.6mm以內。除銹作業要求將軌端和距軌端750mm范圍內的軌腰打磨到露出金屬本色,軌腰母材打磨量不應大于0.2mm,鋼軌的標記、突起部位必須打磨掉,打磨后用砂紙將打磨面擦拭干凈。除銹面待焊時間超過8h或打磨后有水、油、污垢污染時,應重新除銹處理。(2)氣溫在0℃以下時,不應進行工地焊接。氣溫界于0℃~10℃時,焊前應對軌端0.5m長度范圍用火焰均勻預熱,鋼軌表面預熱升溫35℃~50℃;檢查電極表面,表面應平整,不能有溶渣嵌入,無黑色氧化層;焊前檢查兩側鋼軌對中情況、軌端面距離,并控制好焊機起拱量。兩端面接縫處呈“V”或“A”型,當間隙大于1.5mm時不能焊接。(3)焊接過程中設專人監控焊接曲線變化,出現以下情況時,必須鋸切重焊,鋸切長度為焊縫中心兩側各100mm:①加速燒化末期出現大于600A的電流曲線;②電流曲線出現長時間短路或斷路;③位移量或電壓值發生較大變化;④焊接系統自動判斷結論為“不合格”。(4)焊接完成后,應進行以下檢查,不合格的焊頭應鋸切重焊:①電極傷檢查,焊縫兩側鋼軌與焊機電極接觸部位不得出現電極灼傷;②焊縫推凸情況檢查,推凸過程不應損傷焊接接頭和鋼軌母材,推凸后的表面應無肉眼可見的裂紋或焊渣擠入,接頭各部位允許的最大推凸余量(推凸后的焊筋高度)為,軌頭、軌底1mm,軌腰2mm;③焊縫錯邊量檢查,推凸后在未經打磨處理的情況下,使用波磨尺測量接頭錯邊量,接頭錯邊量最大允許值見表2[1]。(5)焊縫熱處理。①粗磨后的焊接接頭,宜優先采用中頻電感應加熱,加熱的起始溫度應低于500℃(軌頭表面),軌頭加熱溫度宜在900℃±20℃,軌底加熱溫度不應低于800℃;②加熱到各自溫度后,立即通過噴射冷卻壓縮空氣進行欠速淬火處理。欠速淬火前應確保軌頭溫度不低于750℃。(6)待焊接頭表面溫度低于50℃時,使用仿形打磨機對接頭的軌頂面及軌頭側面工作邊進行精磨,精磨長度應不超過焊縫中心線兩側450mm。精磨后接頭表面的不平度應不超過0.2mm,軌頂、作用邊、軌底外觀應符合TB/T1632.2—2014《鋼軌焊接第2部分:閃光焊接》的要求,打磨不得出現機械性損傷和灼傷,對母材打磨深度不應超過0.2mm。
3.3.2移動氣壓焊
(1)待焊鋼軌端面處理。焊接前,打磨人員將待焊鋼軌軌端打磨干凈、平滑,確保焊接時端面可以密貼。用端磨機打磨端面,使表面呈現新的金屬光澤,用清洗好的銼刀精銼待焊端面,銼刀走向一致,銼至無砂輪痕跡。用直角尺和塞尺測量,端面斜度允許偏差不大于0.2mm。(2)焊接和熱處理作業時環境溫度應不低于0℃,施焊場所無雨、無大霧。風速影響氣體燃燒火焰時,應采取相應的防風措施。雨天采取搭蓋篷布等措施做好防雨。氣溫低于0℃時,應對氧氣、乙炔氣瓶采取保溫措施,并對待焊鋼軌進行預熱處理,將距軌端400mm范圍的鋼軌進行焊前加熱烘烤。風力達到4級時應采取擋風措施,風力大于5級時應停止焊接。(3)焊接使用的氧氣純度應不低于99.5%,乙炔(丙烷)純度應不低于98%。焊接前應仔細檢查確認氧氣和乙炔的流量、壓力正常,安全閥、減壓閥、回火防止器、乙炔報警系統和空氣冷卻系統工作正常,否則不得焊接。
3.4焊接接頭平直度檢查
用平直尺或電子平直儀分別對軌頂面縱向中心線和軌頭側面工作邊縱向線進行檢測,測量范圍為焊縫中心線兩側各500mm以內。平直度最大允許偏差見表3.
3.5焊縫探傷
(1)焊接接頭應在推瘤和打磨以后進行超聲波探傷,探傷時,焊接接頭的溫度不宜高于40℃[3]。接頭溫度高于40℃時,可澆水冷卻,澆水冷卻時的軌頭表面溫度不應高于350℃。(2)掃查前檢查探測面表面狀態,應無銹蝕和焊渣,打磨面應平順、光滑,打磨范圍應能滿足探傷掃查的需要。(3)焊縫探傷作業時,要按規定流程和范圍涂覆耦合劑,并根據耦合劑類型攜帶相應的溶劑及干凈棉紗,在作業后將軌面擦拭干凈。(4)焊接接頭中存在缺陷時,應判定焊接接頭不合格(判廢),缺陷當量直徑的測定以及相對3dB延伸度的測定按TB/T2658.21—2007《工務作業第21部分:鋼軌焊縫超聲波探傷作業》相關規定執行。
4長軌鋪設關鍵環節控制
(1)在大修換軌前,由設備管理單位提前拆除總厚度3mm及以上的調高墊板,并使用機械設備將線路搗固平順;對3mm以下的調高墊板要認真檢查,并在混凝土枕上用數字標記調高墊板的厚度。換軌施工時按標記將3mm以下調高墊板原位恢復,對無橡膠墊板情況用“0”作標記,以免誤墊,對加厚尼龍座用“+”號標記,進行原位恢復。(2)R≤1200m曲線地段,每30m保留一根軌枕扣件,待換軌小車臨近保留扣件位置50m時再拆除扣件。軌底禁止墊扣件,同時在螺桿涂油作業中,嚴禁在鋼軌內外側交叉涂油,防止將油灑落在軌面上。相關油料及容器必須及時回收干凈。(3)長軌條鋪設。以長軌條入槽時測得的起、終點軌溫平均值作為鎖定軌溫,若鋪設鎖定軌溫不在設計鎖定軌溫范圍內,無縫線路鋪設后必須進行應力放散或應力調整,并重新鎖定。(4)新軌入槽后,為監控其拉伸是否均勻,在拉伸時一般每100m設置一處拉伸測點。相鄰單元軌條、同單元左右股鎖定軌溫差不得大于5℃,同一區間內單元軌條最低最高鎖定軌溫相差不得大于10℃。(5)換軌作業軌溫高于設計鎖定軌溫時,相鄰單元直接焊連,待到軌溫降低時進行高溫放散,以2段長軌為一回散單元,插入短軌進行道上焊接(短軌長度以9m~12m為宜)。(6)電氣化區段換軌作業,采用70mm2銅芯線做為回流線,起終點分別安裝2根不短于30m的長線、3根不短于5m的短線。絕緣接頭處用連接線封閉,保證換軌過程中回流暢通,線路開通前按規定再拆除回流線和絕緣接頭處的連接線?;亓骶€、連接線與鋼軌連接處必須進行除銹,并要連接牢固。
5既有線高溫開口關鍵環節控制
(1)軌溫高于既有線鎖定軌溫5℃時,始、終點切割人員按照技術人員標示的切割標記切除開口位置鋼軌的軌頂至軌腰部分,保留軌底部分。待換軌起、終點250m范圍內扣件全部松完,經車間指定的干部或工班長確認后,方可切割軌底開口,開口寬度控制在150mm,開口形狀統一由軌頂向軌腰下方成U字形,保留軌底部分。(2)始、終點未開口前,中間扣件在帶班人員監視下可進行“隔一卸一”式松卸。當始、終點開口完畢,接到施工負責人通知后,中部扣件方可全部拆除。(3)當換軌地段長度達到1.5km時,按照始、終點開口程序,選取開口點(保留長軌地段在分界點處開口),先對開口點兩端250m范圍內的扣件進行松卸后,再進行開口作業。(4)開口時必須通知站班人員停止涂油和更換橡膠墊板,防止傷手。開口長度超過100mm時用拉軌器拉伸,一是釋放既有線鋼軌內部應力,二是確保作業車安全通過龍口地段。
6舊軌料回收存放注意事項
(1)當天換軌地段的舊料必須回收徹底,并以編織袋顏色分類裝袋堆碼。(2)將25m短軌放置在線路兩側砟肩上,由起點開始統一將鋼軌頭向外側翻倒存放,每隔8根軌條將軌頭向內側翻倒1根,并確保每個接頭錯開。道口、絕緣信號機及岔區警沖標至道岔范圍內嚴禁存放舊軌料,橋頭處的舊短軌嚴禁一頭在橋面而另一頭在橋臺缺砟處,清道時將橋頭位置作為重點進行檢查確認,保證放置穩固?,F場短于25m的舊短軌的總長度不得超過3km。(3)道心舊長軌距離軌頭端面2m處及中間每100m處對稱安裝絕緣防脹桿1對,再使用6號鐵絲對舊長軌每隔50m進行雙股捆扎緊固,安裝了絕緣防脹桿的位置不需要捆扎。切割作業人員應將舊長軌端部迎車方向切割成300mm長的梭頭,相鄰兩舊長軌軌頭端部間距不得小于500mm且應伸出枕木邊緣50mm~100mm。
7結語
我國鐵路正處于快速發展期,運營里程飛速增長,客運和貨運列車的數量和載重也在不斷增加,隨之帶來的就是既有線無縫線路鋼軌磨損的加劇。在鋼軌本身材質尚沒有巨大提高的背景下,鋼軌的疲勞壽命和大修周期也會隨之縮短,對無縫線路進行大修施工就成為徹底改善既有線鋼軌狀態的主要手段。在日常工作中加強無縫線路大修施工技術管理,可以為降低工人勞動強度、提升施工效率和施工質量、保障鐵路運輸正常運轉提供有力保障。
參考文獻
[1]TB/T1632.2—2014鋼軌焊接第2部分:閃光焊接[S].北京:中國鐵道出版社,2015.
[2]軌道[M].北京:中國鐵道出版社,2016.
[3]TB/T1632.1—2014鋼軌焊接第1部分:通用技術條件[S].北京:中國鐵道出版社,2015.
作者:馮牧 陳劍鋒 單位:武漢工務大修段 呼和浩特工務段