城市轨道交通钢轨焊缝双轨同步电磁感应正火新技术研究

段德荣 曾越

摘 要：利用研制的电磁感应正火综合作业车，具备纵向伸缩、抬升钢轨、横向避让、双轨同时正火等功能，实现了焊缝快速正火，提高施工效率，质量可靠;采用集成控制、感应线圈快速开合、冷却水快速降温等技术，形成双轨同步电磁感应正火工艺，钢轨接头双轨同步持续电磁感应正火，保证质量;应用了步履式横向伸缩移动避让技术，解决了长大区间折返避让的难题，作业车快速下线上线，提高正火作业工效，安全便捷。

关键词：城市轨道交通;钢轨焊缝;双轨同步;感应正火

中图分类号：U213.92 文献标识码：A

0 前言

随着各地方政府不断加大对市政轨道工程投入，工程任务不断增多，工程安全、质量和进度要求不断提高，各轨道施工单位正不断以各种形式和方法提高各自的施工实力。在现代轨道施工技术飞速发展时期，为满足铺轨施工效率的更高需求，无缝钢轨施工设备实现作业面施工机械化，整机集成化，方便施工、快速转移，机械抬升钢轨等成为必然的趋势。

1 感应正火技术现状

目前国内钢轨焊接接头焊后热处理技术与设备仍然比较落后，近年开发并应用钢轨焊接接头电磁感应正火设备的只有少数几家单位。我公司研制的钢轨焊缝单轨电磁正火设备施工过程中因其结构复杂且笨重，而且没有针对性的运载工具，主要靠人工转移，经常出现砸伤人员和摔坏设备的现象。现有设备不能满足目前轨道交通发展需要。通过技术改进和新增系统的研究提高正火作业效率，提升正火机械化施工程度，实现同步钢轨调直、减少非作业时间消耗、解决正火和铺轨工序不能同步进行导致的高强度抢工难题，形成一套全新高效的正火施工工艺，达到从多方面综合降低施工成本，提高企业施工经济效益的目的。

2 钢轨焊缝双轨同步电磁感应正火新技术

2.1 技术原理

电磁感应正火设备搭载在具备纵向伸缩、抬升钢轨、横向避让、双轨同时正火等功能的综合作业车上。双轨同步感应正火装置通过仿形感应线圈，发生器为感应线圈产生交变的电流，从而线圈产生交变的磁场，再利用交变磁场在工件上产生涡流达到加热的效果。通过改进电磁感应系统设计，能同时进行双股钢轨同时感应正火;改进循环水冷却系统，实现恒水温持续不间断感应正火;改进感应线圈开合结构，实现感应线圈快速拆装。

2.2 关键技术

（1）综合作业车的研制。研制一种综合作业车，通过车体空间结构优化，设计液压抬升系统，实现分散组件集成化，实现转移转场双向同速运行，机械抬升钢轨，交叉作业快速避让等施工。悬挂系统预留可安装焊缝打磨，钢轨矫正，钢轨探伤等施工模块接口，后续拓展多种轨道施工功能。

（2）伸缩式横向步履撤离正线避让技术。设计一种可伸缩形式结构，由固定支撑和横移支撑构成，通过固定支撑抬起车体，横移支撑向一侧移动后支撑在地面，随后收起固定支撑并同方向移动车体，重复横移操作步骤，则可使作业车安全的让出正线轨道，方便其它施工车辆正线通过，以解决无法避让正线轨道影响其它作业设备通过、长距离转场靠大型专用运输设备载送，工作效率低等问题。

（3）双股钢轨同时快速感应正火技术。电磁感应系统设计，能同时进行双股钢轨同时感应正火，同时加大发电机组功率，设置双路感应输出，可以满足双股钢轨同时正火需求。感应线圈开合结构，实现感应线圈快速拆装。

2.3 钢轨焊缝双轨同步电磁感应正火步骤

钢轨焊缝双轨同步电磁感应正火新技术步骤如下：

（1）步履式横向伸缩移动避让技术实施步骤。当作业车需要离开正线让出轨道要求时，操作作业车伸缩装置将向两端伸出作业的状态缩进到作业车转场的最短状态，选择好避让地点，操作整车抬升横移装置，一侧向避让方向伸出，另一侧缩进到紧靠作业车的位置，然后垂直抬升作业车，当作业车走行轮离开钢轨一定高度后，操作横移机构使作业车相对于抬升机构横向伸缩梁移向避让一侧，到达横梁指定位置后，操作安装在作业车前后两端的四个固定抬升支撑牢固地支撑在横向转移的第一次位置，然后操作横移机构提升支撑，使橫移装置回归到第一次横移的状态，操作横移机构的抬升机构把作业车抬起，回归作业车前后两端的固定抬升装置到非支撑状态。重复横移操作步骤，使作业车安全地让出轨道线路，让其它车辆缓慢通过。作业车需要回到原工作状态时，按上述避让程序反向操作步骤使得作业车回位，继续线路作业。参见图1所示。

（2）双轨同步电磁感应正火技术实施步骤。准备阶段：贴测温热电耦，分别在轨头、轨腰、轨底、轨底脚贴上热电耦测温片，并与发生器端头连接;包裹隔热毯，隔热毯包裹三层，并确保隔热毯完好无损，包裹钢轨长度16 cm，对称于钢轨焊缝;安装仿形铜管开合式感应线圈，调整好隔热毯后，打开感应线圈卡扣，从钢轨一侧装入感应线圈，调整感应线圈位置，使中心与钢轨焊缝中心对位，合上卡扣，压紧隔热毯和热电耦;感应线圈与中频发生器连接;感应线圈接水口与循环水箱水管连接;将供电设备与中频发生器设备、循环水设备连接，检查供电电路、感应线圈线路、循环水线路、测温线路是否连接牢固，支架有无松动，限位是否紧固。确认后准备阶段结束。

开机阶段：打开循环水箱阀门和电源，启动循环水箱电源，开始循环水降温，检查管路不得有滴漏水;打开中频发生器电闸;选定相应的加热程序;再次检查加热器是否运行正常，指示灯是否显示正常，初始温度是否测出;确定一切显示正常，所有工作准备就绪之后，按“开始/停止”键开始加热。

工作阶段：工作阶段加热器会自动按照预设程序加热，保温，停止程序运行。但工作人员应随时观察加热器工作情况，一旦出现异常应立即按“开始/停止”按钮，停止加热。加热过程中，可以通过控制面板中的显示屏观察加热状况，按“上”，“下”键查看六个通道温度变化情况。

工作结束：先停止发生器工作，再断开循环水，拆除仿形支架限位，拆除发生器、循环水箱一端连接，再松动仿形架，沿钢轨方向移离焊缝。

3 结语

该技术的应用效果如下：

（1）提高了施工效率和设备利用率。（2）正火恒温冷却系统减小了设备故障概率;集中化处理大大降低了人工成本，减小了物体打击风险，降低了人工劳动强度。（3）双股钢轨同时正火提高了施工效率。

参考文献：

[1]史培辰.用于钢轨焊缝正火的双频感应加热电源的研究[D].

[2]赵文君，刘习生，范宝明.缠绕式线圈钢轨焊接接头感应正火技术[J].建筑知识：学术刊，2014（07）：477-478.