應(yīng)力放散鎖定工藝情況范文

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【摘要】達(dá)成高速鐵路是西南地區(qū)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速為200km及以上的高速鐵路，是全無縫線路。高速鐵路的施工中對(duì)單元軌放散鎖定施工的要求最為嚴(yán)格，對(duì)鐵路的應(yīng)力放散鎖定的是否徹底將直接影響到鐵路的施工質(zhì)量和未來的行車安全，經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r進(jìn)行調(diào)查，并結(jié)合施工實(shí)際情況，決定采用的是零應(yīng)力鎖定放散法和拉伸器滾筒法進(jìn)行應(yīng)力放散鎖定施工。

【關(guān)鍵字】氣壓焊鎖定放散軌溫零應(yīng)力拉伸器滾筒法

達(dá)成高速鐵路是國家規(guī)劃的“四縱四橫”快速客運(yùn)通道之一滬漢蓉客運(yùn)通道的重要組成部分，與遂渝線共同形成了成渝間的便捷鐵路通道，并且是西南地區(qū)第一條設(shè)計(jì)時(shí)速為200km及以上的鐵路。為了保證達(dá)成高速鐵路未來的行車安全，在線路的鎖定放散施工中所采用的施工工藝是零應(yīng)力放散鎖定法和拉伸器滾筒法共同進(jìn)行無縫線路的應(yīng)力放散鎖定施工，這兩種方法是在實(shí)測溫度低于設(shè)計(jì)鎖定軌溫時(shí)所采用的方法，因其不受溫度影響，施工的時(shí)間范圍較長，具有放散效果好的特點(diǎn)。

一、施工方法

1、零應(yīng)力鎖定法

達(dá)成高速鐵路無縫線路放散鎖定采用的是零應(yīng)力綜合放散法。零應(yīng)力判斷法即先在鋼軌與砼枕上每隔100m左右設(shè)一臨時(shí)標(biāo)記,然后用撞軌器撞擊鋼軌,如果鋼軌被撞擊反彈后鋼軌上的標(biāo)記仍在原標(biāo)記位置時(shí),即可判定鋼軌已處于零應(yīng)力狀態(tài)。

2、拉伸器滾筒法

拉伸器滾筒法是指由于施工作業(yè)時(shí)軌溫低于設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)時(shí)使用的方法，如果實(shí)測軌溫低于設(shè)計(jì)鎖定軌溫時(shí)，利用鋼軌拉伸機(jī)和撞軌器共同將鋼軌拉至鎖定軌溫范圍內(nèi)鋼軌的長度。由于達(dá)成高速鐵路在進(jìn)行放散鎖定施工開始時(shí)間為2009年4月開始，該月的氣溫明顯低于往年該月的平均氣溫，實(shí)測的鋼軌最低只有14度，因此結(jié)合氣溫情況，采用拉伸器滾筒法進(jìn)行施工。

二、主要設(shè)備

達(dá)成高速鐵路應(yīng)力放散鎖定施工的主要設(shè)備有：YLS-900型液壓鋼軌拉伸機(jī)、YH氣壓焊軌機(jī)、撞軌器、鋸軌機(jī)、鋼軌端磨機(jī)、滾筒、軌溫計(jì)等、電動(dòng)扳手。

1、YH氣壓焊軌機(jī)

YH氣壓焊軌機(jī)是由錦州鐵工養(yǎng)路設(shè)備有限公司生產(chǎn)的鋼軌焊接機(jī)械。由壓接機(jī)、加熱器、氣體流量控制箱、液壓泵站、冷卻系統(tǒng)、推凸刀具、鋼軌端面打磨機(jī)等設(shè)備組成。使用氧—乙炔焰加熱，氣壓焊軌機(jī)應(yīng)用塑性氣壓焊接原理，采用三段壓力焊接工藝，氣壓焊軌機(jī)各試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合鐵道部標(biāo)準(zhǔn)，焊頭成型良好并具有全斷面推除焊瘤功能。其中壓接機(jī)取消傳統(tǒng)的軌頂、軌底螺絲機(jī)構(gòu)，變軌底定位為軌頭平直定位，并增加過壓保護(hù)裝置。氣壓焊軌機(jī)設(shè)計(jì)更為合理，操作十分方便，更加適合普通無縫線路、高速鐵路、地鐵等線路的鋼軌焊接。YH氣壓焊軌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（60kg/m鋼軌）

油缸最大頂鍛力（KN）最大行程（mm）液壓系統(tǒng)最高工作壓力（Mpa）液壓系統(tǒng)最高工作壓力（Mpa）液壓系統(tǒng)最高工作壓力（Mpa）

4521554045.5

2、YLS-900型液壓鋼軌拉伸機(jī)

該設(shè)備適用于無縫線路應(yīng)力放散和長軌鋪設(shè)，也適用于線路上鋁熱焊焊接鋼軌。現(xiàn)場施工時(shí)，在低于鎖定軌溫的一定范圍內(nèi)，用該設(shè)備把處于零應(yīng)力狀態(tài)的鋼軌，強(qiáng)行拉伸到鎖定軌溫時(shí)的長度，進(jìn)行重新鎖定或進(jìn)行鋁熱焊焊接鋼軌。該設(shè)備具有構(gòu)思獨(dú)特，機(jī)體輕便，操作簡易，不傷害軌頭工作面等特點(diǎn)。

YLS-900型液壓鋼軌拉伸機(jī)主要參數(shù)（60kg/m鋼軌）

最高額定工作壓力(Mpa)最大拉軌力(kN)工作油缸最大行程(mm)兩拉桿中心距(mm)鎖定方式機(jī)組質(zhì)量(kg)

572×450≥760360mm斜鐵夾緊軌腰≤370

三、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及拉伸量計(jì)算公式

1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

a鎖定放散前道碴飽滿，枕盒內(nèi)道碴及碴旁道碴飽滿。

b軌頂標(biāo)高要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

c軌道長平及方向達(dá)要到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

d經(jīng)大機(jī)機(jī)作業(yè)后線路狀態(tài)穩(wěn)定。

e線路軌枕上配件齊全。

f線路防爬柱埋設(shè)完畢。

g確定鎖定軌溫范圍。達(dá)成鐵路設(shè)計(jì)鎖定軌溫為32±5℃(天臺(tái)寺隧道內(nèi)除外)。

h無縫線路鎖定時(shí)必須準(zhǔn)確確定并記錄鎖定軌溫。相鄰單元軌節(jié)間的鎖定溫差不應(yīng)大于5℃，左右股鋼軌的鎖定軌溫差不應(yīng)大于3℃，同一區(qū)間內(nèi)單元軌節(jié)的最高與最低鎖定軌溫差不應(yīng)大于10℃。

i扣件的扣壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，上螺帽前應(yīng)在絲桿上涂長效防護(hù)油脂，擰緊螺帽使彈條中部前端下頦與軌距擋板接觸，或用扭力扳手進(jìn)行，使扭力距保持在100～140N·m。

j左右股軌端相錯(cuò)量不應(yīng)大于100mm。

2、拉伸量計(jì)算公式

測量單元軌節(jié)始、中、末端軌溫，取其平均值做為單元軌節(jié)的軌溫，T0=（T始＋T中＋T末）/3。

拉伸量計(jì)算公式：△L=α（T鎖定—T0）L

式中：△L—鋼軌拉伸量（mm）；

α—鋼軌線膨脹系數(shù)，為0.0118/℃;

L—單元軌節(jié)長度(m);

T0—實(shí)際軌溫;

T鎖—設(shè)計(jì)鎖定軌溫。

四、焊接工藝分析

1、工藝流程如圖一

2、工藝流程分析

（1）施工前根據(jù)設(shè)計(jì)要求提前預(yù)埋位移觀測樁，組織人員及機(jī)械開始各種準(zhǔn)備工作。

單元軌節(jié)起終點(diǎn)的位移觀測樁宜與單元軌節(jié)焊接接頭對(duì)應(yīng)，縱向相錯(cuò)量不得大于30m，中間位移觀測樁埋設(shè)之間的距離不大于500m。位移觀測樁應(yīng)與電務(wù)設(shè)備錯(cuò)開。

（2）開始放散應(yīng)力時(shí)，現(xiàn)場技術(shù)人員每隔100m左右設(shè)一個(gè)臨時(shí)位移觀測點(diǎn)，以便觀測鋼軌的位移量，及時(shí)排除影響放散的障礙，達(dá)到應(yīng)力放散均勻、徹底。

（3）根據(jù)現(xiàn)場施工指揮人員的統(tǒng)一指揮，焊縫處的施工人員先將焊縫兩側(cè)各20m處的扣件拆除，并用不同寬度的鋼軌墊塊將兩側(cè)鋼軌抬起，并將兩軌頭相錯(cuò)開，在組織拆卸扣件班組人員從小里程向大里程方向?qū)⒎派⒌膯卧壣系目奂坎鹦锻戤叀?/p>

圖一拉伸器滾筒法工藝流程

（4）施工人員每隔7根砼枕在鋼軌下墊一個(gè)滾輪，直到整條單元軌全部抬起后，每隔500m左右，在鋼軌上放置一臺(tái)撞軌器。在現(xiàn)場施工指揮人員的統(tǒng)一指揮開始撞軌，每個(gè)臨時(shí)位移觀測點(diǎn)上的觀測人員對(duì)鋼軌的放散量進(jìn)行觀測，當(dāng)鋼軌軌頭位置出現(xiàn)回彈時(shí)停止撞軌。

（5）在單元軌的兩端及中間處放置一臺(tái)軌溫計(jì)測量軌溫，觀測人員將所測的軌溫報(bào)給焊接處的技術(shù)人員，技術(shù)人員根據(jù)實(shí)測軌溫和設(shè)計(jì)鎖定軌溫計(jì)算出鋼軌的拉伸量。

（6）焊軌施工人員根據(jù)計(jì)算的拉伸量將單元軌需要鋸掉的鋼軌用鋸軌機(jī)鋸除。在鋸軌時(shí)要考慮焊接所要損耗的鋼軌量和鋸片的寬度。鋸?fù)旰笠娩撥壎四C(jī)將兩側(cè)鋼軌的端部的銹蝕和鋸軌時(shí)產(chǎn)生的氧化物打磨掉，并將截面打磨平整，在用搓刀將鋼軌截面搓毛。如鋸?fù)旰筌夘^之間的軌縫較大時(shí)，就利用YLS-900型液壓鋼軌拉伸機(jī)將軌頭拉在一起（如在焊軌機(jī)的最大行程內(nèi)，則用氣壓焊機(jī)代替），緊接著用撞軌器進(jìn)行撞軌，臨時(shí)位移觀測點(diǎn)上的觀測人員繼續(xù)觀測鋼軌的位移量，直到由拉軌產(chǎn)生的鋼軌內(nèi)應(yīng)力均勻放散完畢，停止撞軌，從單元軌上將撞軌器移開。

（7）YLS-900型液壓鋼軌拉伸機(jī)繼續(xù)拉伸鋼軌，施工人員將單元軌下的滾輪全部移除，將鋼軌從新落在砼枕承軌面上。

（8）施工人員在現(xiàn)場指揮人員的指揮下開始進(jìn)行線路鎖定。線路鎖定分為線路鎖定和鎖定焊接兩部分。

線路鎖定施工人員開始依次上扣配件，小里程方向的電動(dòng)扳手向焊頭方向開始擰緊扣配件，使扭力距到達(dá)100～140N·m，達(dá)到線路鎖定要求。

電動(dòng)扳手將扣件擰緊到離焊頭處50m處時(shí)，將YLS-900型液壓鋼軌拉伸機(jī)撤下，將YH氣壓焊軌機(jī)放置在焊接接頭處開始鎖定焊接，在焊接前先檢查焊頭兩端的鋼軌的是否有尖點(diǎn)，并將尖點(diǎn)的大小控制在0.3mm~0.5mm范圍內(nèi)時(shí)方可進(jìn)行焊接。待焊接完畢，軌頭的溫度將至500℃以下，將焊機(jī)抬離焊接處，將焊頭兩側(cè)的線路恢復(fù)并上緊扣件。

（8）技術(shù)人員待線路放散鎖定完畢后在鋼軌上設(shè)置位移觀測標(biāo)記，并根據(jù)位移觀測樁在鋼軌上設(shè)置零點(diǎn)位移標(biāo)志，并建立檔案，便于線路的養(yǎng)護(hù)和維修。

五、常見問題分析

1、灰斑。

在鋼軌焊接的過程中常見的病害主要是灰斑，它的成型原因很復(fù)雜并且是不可避免，可以通過鋼軌探傷探出。如果焊頭內(nèi)的灰斑未超限，則視為合格。雖然灰斑不可避免，但是在施工的過程中可以通過以下方法減少或盡量消除焊頭內(nèi)的灰斑。

（1）在焊接前將用鋼軌端磨機(jī)將鋼軌截面上的氧化物及銹蝕打磨干凈，并禁止油類或人手污染截面。

（2）在焊接加熱的過程中，將加熱區(qū)域鋼軌充分加熱至液態(tài)或膠凝狀，并及時(shí)頂鍛，頂鍛時(shí)必須將在加熱過程中產(chǎn)生的氧化物及雜質(zhì)全部擠出，讓鋼軌結(jié)晶充分融合在一起。

（3）焊接完畢后，在正火工序中，要進(jìn)一步細(xì)化晶粒。

2、細(xì)腰

細(xì)腰是指焊接完畢后，將焊接設(shè)備移開后，由于焊接接頭還很熱，在鋼軌內(nèi)應(yīng)力的作用下，焊好的接頭處有明顯的塌陷。因此在焊接前要要及時(shí)鎖定線路，焊接完畢后要待焊頭處的軌溫低于500℃時(shí)方可將焊接設(shè)備移開。

3、錯(cuò)牙

錯(cuò)牙分為上下錯(cuò)牙和左右錯(cuò)牙兩種。錯(cuò)牙的產(chǎn)生是由于配軌時(shí)兩根單元軌中其中的一根單元軌的工作邊未放在工作側(cè)或在開始焊接前對(duì)軌人員對(duì)軌失誤造成焊接完畢后焊頭有明顯的錯(cuò)牙。如果錯(cuò)牙在0.3mm以內(nèi)，可以通過焊后打磨將錯(cuò)牙消除。

六、結(jié)論

1、在無縫線路鎖定焊接過程中，關(guān)鍵是要確定設(shè)計(jì)鎖定軌溫及現(xiàn)場鎖定焊接時(shí)實(shí)際軌溫的測定。

2、由于采用零應(yīng)力放散鎖定，因此在放散的過程中要將鋼軌的內(nèi)應(yīng)力充分放散。

3、在應(yīng)力放散鎖定施工前，必須保證道床的密實(shí)飽滿，保證道床橫向阻力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4、在應(yīng)力放散鎖定的過程中，必須將同一里程處的兩個(gè)焊頭在同一天焊接完畢，并且相鄰單元軌節(jié)間、左右股鋼軌和同一區(qū)間內(nèi)單元軌節(jié)的最高與最低鎖定軌溫必須控制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。