城市轨道交通无缝线路铺设施工技术

姜延丹 牛瑞达

摘要：城市轨道交通可缓解市内交通压力、方便市民出行，现已发展为市民交通出行的重要方式之一。为保障列车运行平稳，增加乘客出行的舒适性，降低列车运行对周边环境的影响，如振动、噪声等，故无缝线路铺设施工技术便显得尤为重要。本文主要从轨道铺设方式、钢轨焊接、无缝线路应力放散与锁定轨温三个方面对城市轨道交通无缝线路铺设施工技术进行探讨。

关键词：城市轨道交通工程;轨道铺设方式;钢轨焊接;无缝线路应力放散与锁定轨温

背景：城市轨道交通对城市现代化的发展起着至关重要的作用，其中无缝线路作为一项现代化轨道技术，它具有良好的运营功能和明显的经济效益;无缝线路轨道的钢轨使用寿命延长，线路运行维护成本也大大降低，逐渐成为轨道交通工程常用的结构形式。因此在无缝线路铺设过程中，结合工程实际，不断总结经验，为今后类似工程提供借鉴。

1无缝线路铺设方式

城市轨道交通无缝线路铺设结合轨道安装工程施工组织及方案，常用“先铺设再焊接”的方式，即采用“现场铺设、分段焊接、交叉放散、连焊锁定”的方式进行无缝线路铺设施工。该方式的主要施工工序为：

①铺设25m定尺钢轨，浇筑道床混凝土;②现场闪光焊接钢轨，形成1500m左右长度单元轨条;③单元轨条应力放散与锁定;④现场闪光焊连单元轨条，形成无缝线路并锁定。

2钢轨焊接

2.1现场钢轨闪光焊接要求：

（1）正式焊接之前，通过焊接接头型式检验确定工艺参数。正常施工后，严格执行工艺参数进行现场施工，如改变焊接工艺，需重新进行型式检验。（2）打磨两待焊轨轨端和焊机电极钳口的轨腰接触区，呈现光泽后方可施焊。（3）待焊钢轨由吊机的液压系统吊起紧钢轨并自动对正，人工复核测量顶面焊缝处拱度，不允许下凹;工作边应平直;两轨底角应密贴对齐，两轨如有误差，相差量应对称布置。在固定过程中，如达不到上述要求，应对钢轨重新对接处理，不得强行焊接。（4）焊接前重新核对设置的工艺参数;焊机自动焊接钢轨、顶锻并自动完成推凸过程，推凸后检查焊接接头和钢轨母材的表面，应无肉眼可见的裂纹或焊渣挤入，测量接头各部位允许的最大推凸余量和焊接接头错边量。对于接头错边量超过最大允许值的焊接接头，应切掉接头重焊;重新焊接前，钢轨端部应处于常温。（5）现场焊接单元轨条形成无缝线路时，应与无缝线路铺设工艺配合作业：锁定焊接时应使用保压推凸，当焊接接头冷却到300C以下时方可去除保压压力。（6）焊接完成后，人工对焊筋进行粗磨整形;粗磨保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要即可。人工纵向打磨焊接接头非工作面的垂直、水平方向错边，打磨不应出现打磨灼伤。（7）焊后正火应在焊接接头不受拉力的条件下进行。焊接接头轨头表面温度低于500℃时方可正火加热，移动式闪光焊接焊头宜采用中频电感应方式，轨头加热温度宜设置880℃-920℃，轨底脚加热温度宜采用800℃-850℃。轨头冷却宜采用喷风冷却。（8）使用精磨机或仿型打磨机具对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行精细打磨，打磨长度范围不应超过焊缝两侧各400mm，打磨时焊头温度不宜大于50℃。外形精整后轨头应保持与钢轨母材一致的轮廓形状，并按照TB/T1632.1-2014的规定检查平直度和表面质量。

2.2焊接中生产检验

焊机在焊接过程中，焊机状态、作业环境会出现与正式焊轨前焊接型式检验存在偏差的情况，因此需要在焊轨作业过程中进行生产性检验才能保障其焊接质量符合要求。依据《钢轨焊接》（TBT1632）的规定，不同的焊接形式应进行有针对性的生产性检验（周期性检验），一般焊轨作业均为连续生产，因此采用移动式闪光焊接时，连续焊接200个接头进行一次。

2.3焊接后焊缝探伤

焊接完成后，不能只靠型式检验、生产性检验来保障焊缝的质量，还需探伤人员对每道焊缝进行超声波探伤检测，当所有焊缝均探伤检测合格后，该焊轨作业才算施工合格。探伤人员资质要求：具有铁道行业无损检测的II级或以上级别的技术资格，并通过钢轨焊接接头探伤技术培训。超声波探伤方法要求：采用单探头和双探头两种方法共同进行扫查。

探伤过程中当发现有缺陷焊缝时，可采用以下方法进行處理：1）采用边焊边探伤的方式，当焊接过程中发现焊缝质量不合格时，可切除问题焊缝，焊机返回重新焊接，该焊缝符合要求后进行下一道焊缝的焊

接;2）当整条线路均已焊接完成时，发现个别焊缝存在质量问题，此时常用的方法为插焊短轨法，即切除问题焊缝，插焊一节短轨，该方法使得焊缝由一处变为两处。

3无缝线路应力放散与锁定轨温

由钢轨长度与轨温变化的关系可知，长轨条应力受轨温变化影响大，当钢轨温度应力大于钢轨本身纵向阻力时，可能会出现胀轨等现象，对列车运行安全性产生严重影响，因此无缝线路的应力放散锁定也是至关重要的一个环节。

3.1无缝线路放散与锁定轨温方法及技术要求

长轨条在锁定时，应结合施工当地最高、最低气温合理确定钢轨的锁定温度范围，以确保不出现钢轨温度应力过大的现象。无缝线路的放散及锁定针对钢轨温度的不同采用的方法也不尽不同，具体规定如下：

（1）当作业轨温在设计锁定轨温范围内时，采用滚筒法;（2）当作业轨温小于设计锁定轨温时，采用拉伸器滚筒法，需要注意的是，该方法作业轨温不得低于5℃;（3）当作业轨温大于设计锁定轨温时，该过程不得进行应力放散及锁定作业;（4）无缝线路实际锁定轨温应控制在设计锁定轨温范围内;（5）无缝线路锁定时应准确并记录锁定轨温。相邻单元轨节锁定轨温之差不应大于5℃，左右股锁定轨温之差不应大于3℃，同一区间的单元轨节最高与最低锁定轨温之差不应大于10℃。

3.2滚筒法应力放散技术要点

（1）每100米设置一处临时位移观测点;（2）在单元轨条钢轨轨腰背阴面放置轨温计，测量轨温时，1500m单元轨节设4个轨温计（两端各1各，中间2个）;2000m单元轨节中间增加1个轨温计，测量时间不应少于5min，将各观测点的实测轨温依次记录后取平均值作为实测作业轨温，若各点实测轨温数值相差大于3℃时，应寻找原因后方可计算其平均值，轨温平均值精确到小数点1位。（3）采用撞轨器（500m左右设置1组）进行撞轨作业，读取并记录各位移点，当撞轨出现反弹且各点位变化基本均匀时，则视为钢轨达到零应力状态。

3.3拉伸器滚筒法应力放散技术要点

（1）按滚筒法撞轨使钢轨达到零应力状态后，需重新标记各临时位移观测点钢轨和轨枕的零位移位置。（2）利用拉伸器进行钢轨拉伸，同时进行撞轨，当各临时观测点位拉伸移量达到计划位移量标记时，则视为钢轨达到零应力放散均匀状态。

3.4实际锁定轨温

（1）滚筒法停止撞轨后，快速拆除撞轨器和滚筒，将单元轨落槽，记录钢轨落槽时各轨温计测量轨温的平均值作为实际锁定轨温。（2）拉伸器撞轨法待钢轨达到零应力放散均匀状态后，停止拉伸和撞轨，但需在拉伸器保压状态下，进行撞轨器和滚筒拆除，单元轨落槽;记录钢轨落槽时各轨温计测量轨温的平均值加上钢轨拉伸换算轨温作为实际锁定轨温。

结语：目前，城市轨道交通工程已成为我国基础建设中的一项重要保障民生建设项目，无缝线路轨道铺设施工作为城市轨道交通工程施工中的重要内容，其施工技术水平的好坏直接影响后续运营行车质量。施工中应对无缝线路轨道铺设施工高度重视，保障工程的效果。

参考文献

[1]中国铁路总公司运输局工务部.铁路工务技术手册[M].北京：中国铁道出版社，2016：345-354.

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[3]TB/T1632.2-2014钢轨焊接第2部分：闪光焊接[S].北京：中国铁道出版社，2015.

[4]王欣，城市轨道交通工程无缝线路铺设方法[J].城市轨道交通研究.2005（01）：74-76