青藏高原无缝线路永久焊复支车法施工技术

王斌远，杨 明，江俊志

（1.青藏铁路公司西宁工务机械段，青海 西宁 810000；2.成都瑞威交通科技有限公司，四川 成都 611743）

青藏高原无缝线路永久焊复支车法施工技术

王斌远1，杨 明1，江俊志2

（1.青藏铁路公司西宁工务机械段，青海 西宁 810000；2.成都瑞威交通科技有限公司，四川 成都 611743）

根据青藏高原无缝线路钢轨永久焊复的施工特点，给出采用YHGQ-1200型气压焊轨车进行永久焊复应满足的设备条件，并据此改造该车的前支腿，增加转向架的锁紧装置。提出支车法施工的技术方案，并在海拔3 832～4 484 m进行试验验证。结果表明，改造后的设备施工快速方便，所提出的支车法施工方案能够满足青藏高原伤损接头的永久焊复要求。

气压焊轨车；无缝线路；永久焊复；支车法；青藏高原

0 前言

无缝线路服役期间，焊接接头出现伤损是不可避免的。焊接接头的伤损具体是指表面或内部缺陷超标。缺陷产生的原因很多，如：焊缝区材料强度和韧性不够、焊缝中存在缺陷和裂纹（气孔、夹渣、灰斑、光斑）等。当钢轨的应力水平较高时，在列车交变载荷作用下，有些缺陷或微裂纹会扩展长大，形成大裂纹，严重危及行车安全。青藏铁路属于高海拔无缝线路，海拔4 000 m以上的线路有800多km，而在高海拔地区，气候极端异常，年气温和日气温变化幅度都很大，与平原地区相比，伤损接头发生的数量更多，并且缺陷发展较快。因此伤损接头的永久焊复对青藏铁路尤为重要。

伤损接头的修复要点是将含有缺陷接头部份钢轨锯切下来，插入一根新轨，然后将新轨两端与原有线路钢轨焊接。焊复分临时焊复和永久焊复两种情况。临时焊复是指铝热焊焊接，适用于需要快速开通线路时；永久焊复是指闪光焊或气压焊焊接，同时插入的新轨应满足原线路的锁定轨温要求。因此，通常情况下永久焊复的一个接头是无应力焊接，另外一个接头是带应力焊接。

YHGQ-1200型气压焊轨车（以下简称气压焊轨车）具有带应力焊接功能，目前各铁路局换铺工程中主要采用该车完成线上锁定焊作业[1]。文献[2]给出了采用气压焊轨车进行永久焊复的施工工法，文献[3]首次报导了采用气压焊轨车对长晖高铁重伤接头进行永久焊复的施工实践。

现有的永久焊复施工多采用垫轨法[2]。按垫轨法施工要求，焊复作业时必须将一段钢轨垫起一定高度，然后气压焊轨车爬上垫起线路，开行至焊接位进行焊接作业。为了行车安全，垫轨法要求两股钢轨应垫相同高度。文献[3-4]的施工是左右两股相同位置均出现重伤接头，需要同时进行左右股的永久焊复。在青藏铁路格拉段，重伤接头多半发生在单侧，若采用垫轨法进行焊复，需将左右两股钢轨都垫起来，而无需焊复的一侧钢轨极有可能因为温度剧变造成入槽困难。因此针对青藏高原无缝线路的特殊情况，必须考虑新的永久焊复的施工工法。

由于钢轨焊接时必须将钢轨抬高至一定高度，若不垫高钢轨，也可考虑抬高车体。文献[5]提出了一种气压焊轨车的支腿改造方案，使其能满足焊接施工要求，但该方案的改造结果及应用情况尚未见报导。本研究将给出气压焊轨车应用于高原永久焊复的车体改造和施工工法。

1 车体改造

1.1 支腿改造

为了将车体抬起来进行焊复，必须改造气压焊轨车原有支腿。焊轨作业时，车体前面的翻转式起重机将焊机起吊至线路上的作业位。此时，若用支腿抬起车体，则支腿不仅会承受竖向载荷，还会受到水平力作用，特别是在曲线超高线路时，水平力还会增大。新支腿的竖向承载力需增大至车身自重的50%，以确保支车时可单边动作，同时还可以抵抗水平载荷。

改造后的支腿如图1所示。气压焊轨车总质量600kN，支腿竖向承载力300kN。支腿由油缸和刚性套筒组成，刚性套筒用于增强支腿的稳定性，同时抵抗车体传来的水平载荷。为了确保车体载荷有效传递到灰枕上，支腿下设置1个型钢钢垫。支腿与钢垫之间、钢垫与灰枕之间设橡胶垫，用于传递水平载荷。

图1 改造后的支腿结构示意

1.2 转向架锁紧装置

车体转向架与车体之间由4个锁紧油缸提供所需拉力。当采用支腿将车顶起脱离轨面后，4个锁紧油缸上将增加整个转向架质量，旁承处转向架与车体的摩擦力会减小。小半径曲线上，转向架纵向中心线沿着曲线线路的切线方向，若将车顶起，随着摩擦力的减小，转向架在油缸拉力作用下会发生归位到焊轨车车体中心线方向，轮对的位置与原有位置会偏离一定角度，从而导致车体下落时脱轨。解决方法是增加转向架锁紧拉杆，用机械方法控制转向架保留顶车前的位置。转向架锁紧拉杆的设置如图2所示。在转向架的两侧分别设置2个特制花篮螺栓，强行固定转向架与车体。

图2 设置转向架锁紧拉杆

2 施工工法

焊复支车工法的施工顺序采用倒序法，如图3所示。假定伤损接头锯切后插入长度为L的新轨，气压焊轨车的车头方向为图中的前进方向。施工工法为：（1）在伤损焊缝的前端长度L/2处锯开钢轨，该处即为1#焊接接头位置，前端为保留段（约50m）；（2）拆除保留段的扣件，将靠近1#焊头侧拨出线外，距线路0.5 m，并处理保留段和待插入新轨的2个端面；（3）焊轨车前进至1#焊头的焊接位，进行新旧轨的线下焊接；（4）焊轨车退回至静端，同时将已连接好的新轨拨进线路；（5）确定2#焊接接头位置，按锁定轨温要求锯切钢轨；（6）拆除带伤损接头的旧轨，将连接好的新轨入槽；（7）将1#焊接接头前端30～50 m范围内的钢轨拨出线外，使2#焊口对齐；（8）将2#焊口静端扣件松开约15 m；（9）焊轨车前行至2#焊接接头的焊接位；（10）将2#焊头两端钢轨垫高并端面处理，然后焊接。

3 现场试验

3.1 试验工况

试验地点选在青藏线格拉段小南川至玉珠峰、昆仑桥至纳赤台区间。海拔高度4 000多m，属于青藏高原气候瞬变的地段。选取4个不同线路条件的重伤接头进行永久焊复试验，其中包含2处直线段、2处曲线段，如表1所示。插入新轨为包钢生产的60 kg/m U71Mn热处理轨，插入长度12 m。

图3 支车法焊复施工作业顺序

表1 施工工况

3.2 车辆编组

车辆编组按行进方向的顺序为：轨道车→收轨车→气压焊轨车→轨道车。

到达施工地点后解体为两组：轨道车→收轨车，气压焊轨车→轨道车。

轨道车→收轨车编组将新轨卸放在指定位置后，前行离开施工区域；气压焊轨车再与轨道车解体，然后自行至施工区域进行焊复作业。线路的小型辅助机具由汽车运输到现场。

3.3 施工进度计划

天窗作业时间限定为180 min，包括车辆编组往返时间。考虑一般车辆编组往返时间为60 min，实际作业时间为120 min。设计的施工进度计划如表2所示。

3.4 实施效果

4个焊头的实施结果如表3所示。第一天试验比计划用时多10 min，后3次完全控制在规定时间内。随着施工人员配合作业的进一步默契和熟练，优化施工组织效果会更好，施工时间会减少。4个伤损焊头的焊复，共焊接了4个线下焊、4个带应力锁定焊。这些接头探伤和平直度指标全部合格，线路各项指标完全满足要求。

改造后的支腿安全稳定、易操作，满足永久焊复的要求。在800 m的小半径曲线上，转向架未发生归位现象。

4 结论

（1）采用YHGQ-1200型气压焊轨车焊复施工的支车工法，以及相应的施工组织计划，焊复试验效果良好。

（2）YHGQ-1200型气压焊轨车新改造的支腿能稳定、安全地将车支起到焊复所需高度。

（3）车体支高后，用转向架锁紧拉杆控制转向架姿态保持原位不动的技术措施是有效且必要的。

（4）在海拔3 800～4 484 m青藏铁路格拉段进行直线短和曲线段的焊复施工实施，在180 min规定天窗时间内可以完成一个伤损接头的永久焊复，焊接质量和线路恢复指标完全合格。

表2 支车法焊复施工进度计划

表3 支腿改造后永久焊复施工效果统计

[1]戴虹，许建明，徐其瑞，等.一种线路锁定焊接和热处理一机化作业施工方法[P].中国专利：2013106989272.

[2]戴虹，周世恒，许建明，等.一种高速铁路线路在线高品质永久焊复施工方法[P].中国专利：201410820466.6

[3]彭辉挺，戴虹，黄正中，等.铁路重伤钢轨倒序焊复维修关键技术[J].电焊机，2016，46（6）：23-26.

[4]刘勇，陈志新，戴虹，等.气压焊轨车长吉城际重伤钢轨焊复应用[J].电焊机，2016，46（5）：88-92.

[5]魏敏.无缝线路焊接修复施工技术研究[J].轨道交通装备与技术，2016（04）：45-47.

Construction technology of permanent welding repair for jointless tracks with the car body supported way on Qinghai-tibet Plateau

WANG Binyuan1，YANG Ming1，JIANG Junzhi2
（1.Qinghai-tibetRailwayCompanyXiningConstructionMachinerySection，Xining810000，China；2.ChengduRailway Jiaotong Technology Co.，Ltd.，Chengdu 611743，China）

According to the construction characteristics of the permanent welding repair for jointless tracks on the Qinghai-Tibet plateau，the satisfied equipment conditions of the permanent welding repair with the YHGQ-1200 self-propelled gas pressure welding vehicle are provided.According to the conditions，outriggers of the vehicle are transformed and the locking device of its bogies is added.The technical proposal for construction with the car body supported way is presented，and are tested at an altitude of 3 832～4 484 m.The results show that the transformed equipment can meet the requirements of construction.The proposed construction scheme can meet the requirement of permanent welding repair of damaged joints on Qinghai-tibet Plateau.

gas pressure welding vehicle；CWR track；permanent welding repair；car body supported way；Qinghai-tibet Plateau

TG457

B

1001-2303（2017）10-0063-04

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.10.13

本文参考文献引用格式：王斌远，杨明，江俊志.青藏高原无缝线路永久焊复支车法施工技术[J].电焊机，2017，47（10）：63-66.

2017-09-25

王斌远（1975—），男，工程师，本科，主要从事铁路大型养路机械技术与装备管理工作。E-mail：W_binyuan@163.com。