6客运专线无砟轨道一次性铺设跨区间无缝线路施工工法

'6客运专线无砟轨道一次性铺设跨区间无缝线路施工工法客运专线无砟轨道一次性铺设跨区间无缝线路施工工法中铁二局股份有限公司中铁二局集团新运工程有限公司1前言京津城际铁路全长113.544km，采用CRTSⅡ型板式无砟轨道结构一次性铺设跨区间无缝线路233公里，是我国第一条设计时速350km铁路客运专线。中铁二局运用Gaas80基地焊轨生产线、WZ500型无砟轨道铺轨机组、K922移动焊轨机等先进设备及配套施工技术，于2007年7月至2008年2月按期完成一次铺设跨区间无缝线路233公里的施工任务。技术总结形成本工法。2工法特点⑴、设备配置先进合理,施工工艺新，可操作性强；⑵、施工质量能够得到很好的控制，满足设计要求；⑶、进度稳定，控制措施完善，工期保障性强；⑷、适用性广。3适用范围本工法适用于各种类型的无砟轨道长轨铺设及无缝线路焊接施工。4工艺原理⑴、Gaas80基地焊轨生产线焊接100m定尺钢轨成500m长钢轨，焊接质量稳定可靠；⑵、WZ500型无碴轨道铺轨机组按拖拉法运输和铺设500m厂焊长钢 轨；⑶、K922移动焊轨机工地焊接长钢轨接头，该设备适应性强，能焊接2000m及以上的长钢轨，且焊接质量稳定可靠。15施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5-1基地焊接100m定尺钢轨成500m长钢轨施工工艺流程图2图5-2500m长钢轨运输及铺设施工工艺流程图3图5-3长钢轨工地焊接及无缝线路锁定施工工艺流程图联合接头焊接施工道岔锁定焊接工45.2操作要点5.2.1基地焊接100m定尺钢轨成500m长钢轨施工⑴、选配轨将基地入场验收合格的钢轨，丈量每根钢轨长度，挑出伤损轨另行存放，再依次按配轨图配轨，将选配好的定尺轨吊放于输送支架滚轮上，备焊接使用。选配时，将钢轨端面根据实际尺寸偏差进行选配，将断面对称，公差基本一致的钢轨相对焊接，以确保焊接质量。⑵、轨端打磨除锈采用除锈机将轨端0.5m范围内打磨除锈，达到光洁程度，使焊接时 电极接触良好，加工好的端面应显出金属光泽，在距端面20mm以内的钢轨表面应无锈垢，打磨好的端面待焊时间超过24h以上或打磨后有水、油、烟、灰污染时，应重新打磨处理。对母材的打磨量不超过0.2mm，除锈时，严禁横向打磨。除锈打磨结束后，焊接前应再次检查除锈部位的钢轨表面质量，应剔除不合格钢轨。⑶、闪光焊接将经过焊前处理的钢轨传送给焊轨机。钢轨接头在焊轨机内对中，经过闪光预热、接触顶锻、推凸后完成焊接全过程。焊接轨温不宜低于10℃。焊接接头轨头和轨底、轨5底顶面斜坡的推凸余量不应大于1mm，其他位置推凸余量不大于2mm。不应将焊渣挤入母材，焊渣不应划伤母材。推凸后、未经打磨处理的情况下，应使用检测直尺（1m）和塞尺检查接头错边，在焊缝中心线两侧各15mm的位置测量并计算接头错边量，接头错边量不应超过表5-1规定值，对于接头错边量超过最大允许值的焊接接头，应在焊缝两侧各100mm的位置切掉钢轨焊接接头。表5-1钢轨焊接接头错边量允许偏差表⑷、正火当轨温降到300～500℃时，用专用的中频正火设备把钢轨焊接接头加热到A3（亚共析钢）或ACM（过共析钢），加热温度850℃～950℃，正火完后，用喷风装置对焊缝进行快速冷却，使其轨温快速冷却至500～550℃。以达到细化金属结晶、均匀组织，提高焊缝硬度，减少或部分消除焊接的残余应力，改善并提高焊缝及附近粗晶区的力学性能的目的。可 利用轴流通风机进行吹风冷却。使钢轨接头温度降至500℃以下。⑸、四向调直用四向调直机对钢轨不直处进行校直，使钢轨在水平和垂直方向平直度达到要求标准。焊接接头的轨头工作面经外形精整后表面不平度应满足：在焊缝中心线两侧各100mm范围内，表面不平度不大于0.2mm，轨顶面及轨头侧面工作边母材打磨深度不应超过0.5mm。焊接接头及其附近钢轨表面不应有裂纹、明显压痕、划伤、碰伤、电极灼伤、打磨灼伤灯伤损。测量钢轨焊接接头平直度应在温度低于50℃6时进行，测量长度1m，焊缝居中。平直度偏差的测量位置分别为：轨顶面纵向中心线、轨头侧面工作边上距轨顶面16mm处的纵向线，测量应以焊缝中心线两侧各500mm位置的钢轨表面作为基准点。⑹、精磨用精磨机对轨头及工作面进行打磨，使其直线度达到要求标准。精磨的长度不应超过焊缝中心线两侧各450mm限度，外形精整不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤或热损伤，不应使用外形精整方法纠正超标的平直度偏差和超标的接头错边。5.2.2500m长钢轨运输及铺设施工⑴、施工准备500m长钢轨铺设在无砟轨道或无砟道岔施工完成并达到过车条件后开始。铺轨之前，完成WZ500型无砟轨道铺轨机组安装调试、铺轨进路准备及确认、配轨图及装车计划编制、行车计划编制等工作。WZ500 型无碴轨道铺轨机组，按拖拉式作业法设计，由铺轨牵引机、滚轮、分轨小车、长钢轨运输车、内燃机车等组成。⑵、长钢轨吊装用32台联动门吊吊装500m长钢轨。作业时，32台联动门吊同步起落、横移，将长钢轨横向移动到位，并统一走行、升降、下落就位，保持钢轨基本平稳。长钢轨装车堆码整齐，按顺序编号、左右股对称放置，以方便出轨拖拉。长钢轨装车时，顺铺轨方向端对齐，并相互锁合，轨端头设挡，防止钢轨运输途中窜动。⑶、500m长钢轨铺设7图5-8DF4内燃机车图5-9长轨运输车图5-10铺轨牵引车图5-11铺轨牵引车拖拉长轨①、铺轨牵引车和钢轨导向车预先在铺轨起点处等待，待长轨运输车进入区间后，DF4机车推送长轨运输车与钢轨导向车连接。②、人工从铺轨牵引车上牵引绳经钢轨导向车引入长轨运输车，并按预定顺序分左右两股各挂住钢轨轨头，车上人工配合拨轨和拖轨；同时卸钢轨扣件、支垫滚筒。③、铺轨牵引车向前走行，牵引长轨经钢轨导向车和后引入未铺地段轨道板承轨槽，之后向前走行铺入线路。④、拆除牵引绳和支垫滚轮，上齐并拧紧轨枕扣件，用锯轨机锯平钢轨接头后，无孔夹板连接钢轨接头。 ⑤、机车推送长轨运输车向前走行，进入下1对钢轨铺设。5.2.3长钢轨工地焊接及无缝线路锁定施工无缝线路长钢轨焊接锁定由一端向另一端进行，先用K922移动8焊轨机将500m长钢轨焊成1500m～2000m的单元轨节，逐个放散锁定并焊接单元轨节。⑴、长钢轨工地焊接①、准备工作。移动焊轨机对位，支撑支腿油缸，拆除焊机前3m左右和前端待焊500m长轨的扣件，并用滚轮支垫，使两待焊轨端平齐。②、轨端除锈。用手砂轮机对钢轨端部600mm范围内的轨腰和端面进行除锈至表面有金属光泽。③、焊接。操作焊轨车吊机，K922焊机对钢轨进行夹持焊接并进行保压推瘤。④、焊轨机前行。同线另一根钢轨焊接完成后，拆除滚轮，按照1/3上线路扣减，并拧紧。轨道车顶推焊轨机前行进行下一根钢轨焊接。⑤、正火。拆除焊缝两段约15m左右的扣件，将钢轨适当垫高，用氧炔焰对焊缝进行加热至900±50℃，然后进行自然冷却。⑥、钢轨打磨。对焊头轨底上角、下角进行打磨，应打磨圆顺；用仿型打磨机将焊缝及焊缝两侧1m长度范围内的轨顶面、轨头侧面进行精细打磨。⑧、探伤。利用便携式超声波探伤仪对焊缝进行探伤，并喷焊接流水号。并将拆除的线路进行恢复。 ⑵、无缝线路长钢轨焊接锁定①、施工准备。人工拆除单元轨节范围内全部轨枕扣件和绝缘垫片，按10m间距支垫滚轮，使钢轨处于“无阻力状态”，按300m间距安装撞轨器以及在钢轨轨腰上每间隔100m安装一个轨温器，以便确认锁定轨温。9②、应力放散。当待实测轨温处于设计锁定轨温范围内时，利用撞轨器向道岔轨方向撞击，并配以橡胶锤敲击钢轨轨腰，使钢轨释放应力处于自由状态。并按100m间距设置钢轨移动量检查点。在撞轨过程中，检查各点钢轨移动量一致或最大偏差2mm时，可视为钢轨在此时的应力为零。④、线路锁定。查看钢轨轨腰轨温计的温度，当实际轨温在锁定温度范围内时，及时拆除支垫滚轮及撞轨器，上齐轨枕扣件和绝缘垫片，每隔100m利用一台定扭矩的内燃扳手对钢轨沿线的扣减进行紧固上，并拧至规定扭矩值。⑤、设置线路标志。设置位移观测桩，粘贴位移标尺，清理线路。⑥、长钢轨锁定焊接。全部松开下一对1500m单元轨节的轨扣件，按照上述支垫滚轮、撞轨，并进行钢轨锯切，保证焊缝处于两承轨台之间，离承轨台的最小距离100mm。之后按上述长钢轨焊接工艺完成长钢轨锁定焊接。⑦、进入下一对单元轨节锁定焊接施工。6劳动力组织表6-1基地焊接100m定尺钢轨成500m长钢轨劳动力组织表10表6-2长钢轨运输及铺设劳动力组织表 表6-3移动焊轨机工地焊接长钢轨劳动力组织表117材料与设备表7-1Gaas80焊轨生产线材料及设备配置12表7-2长钢轨运输与铺设材料及设备配置表7-3无缝线路长钢轨焊接与锁定材料及设备配置138质量控制8.1质量标准⑴、正线无缝线路最短焊接短轨不小于12m，道岔前或后最短焊接短轨不小于31m或37.5m，钢轨焊接接头须错开刚度变化点5m以上，单元轨接头应置于两承轨台扣件节点中间。⑵、钢轨焊接接头采用闪光接触焊，钢轨焊接按规定做焊接型式试验和周期检测，并由铁道部科学研究院出具钢轨焊接型式试验报告。⑶、本线无缝线路锁定轨温23±3℃，相邻单元轨间的锁定轨温之差不大于5℃，同一区间单元轨间的最高与最低锁定轨温之差不大于10℃，左右股钢轨锁定轨温之差不大于3℃。⑷、焊接接头的表面平直度允许偏差：轨顶面+0.2、0mm，轨头内侧工作面+0.2、0mm，轨底（焊筋）+0.5、0mm。⑸、全线钢轨预打磨作业后，钢轨顶面平直度在焊缝及两侧各1m范围内允许偏差+0.2、0mm。8.2质量保证措施⑴、对于钢轨焊接、正火、探伤、装吊、行车、应力放散等作业 14人员进行技术培训，增强员工的技能和安全意识。施工前进行详细的技术交底，使所有参战的施工人员熟悉施工工艺和工序。⑵、钢轨工地接触焊接施工中，经过型式试验确定的焊接参数，不得随意改变，每个焊头由焊机计算机全过程自动监控，识别焊头的合格情况，每个焊头进行正火、探伤和外观检查，并就焊接过程中的每一道工序质量进行自检和互检。焊接500头按规定进行周期性生产检验。⑶、在无缝线路应力放散锁定施工过程中，各工序施工人员按照技术交底要求和施工规范、技术标准，严把质量关。⑷、开展QC活动、技术交流和合理化建议收集活动，积极采纳员工提出的合理化建议，通过不断改进和完善施工工艺和方法以提高施工质量。9安全措施⑴、按照“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全管理体系，推行安全生产责任制，加强施工人员安全培训和生产过程的安全监督检查。⑵、加强行车安全管理，行车中严格控制车速，施工中应在施工前后端个500m距离处设置安全防护。⑶、焊接施工时，施工人员应避让飞溅的火花；经常检查正火设备氧气乙炔管道的密封性能⑷、钢轨应力放散锁定施工中，撞轨和取放滚轮时用撬棍抬放钢轨应齐心协力，安装取出滚轮应迅速，以免引发安全事故。10环保措施 ⑴、设立环保机构，切实贯彻环保法规。严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护、水土保持的法规、方针、政策和法令。环保15工作由专人负责，定期检查。⑵、及时清理钢轨焊接、打磨过程中产生的灰尘、铁屑和焊瘤以及设备漏油。11效益分析11.1社会效益⑴、京津城际铁路是中国第一条时速350km客运专线，备受国内国际关注，长轨铺设与焊接锁定全部使用本施工技术并取得良好效果，施工管理和施工质量受到主流媒体的广泛关注，社会反映良好。⑵、本施工技术保证了施工质量和工期，为京津城际的顺利完工提供了技术保障。11.2经济效益⑴、本技术运用Gaas80闪光接触焊轨机及配套设备修建500m长轨焊接生产线，解决了既有焊轨生产线不能焊接客运专线100m定尺钢轨成500m长钢轨的技术难题。⑵、本技术运用K922移动焊机及其保压推瘤功能，实现了工地焊接500m及以上长度的长钢轨。⑶、本施工技术的使用，提高了施工进度，2个月完成了113km无缝线路施工中的500m钢轨联合接头焊接和跨区间无缝线路的1500m单元轨应力放散锁定施工。12工程实例京津城际铁路位于北京至天津之间，全长113.195km ，是我国第一条设计时速350km/h的客运专线，既是我国铁路跨越式发展的标志性和示范性工程，同时也是2008北京奥运会工程。本工程设计采用500m长钢轨一次性铺设跨区间无缝线路225.8km，2007年12月开工至2008年1月竣工。建成后的无缝线路轨道质量稳定，平顺度高、外形美观，2008年？月？日动车试验创造了？km/h的国内铁路列车16最高列车速度，轨道质量满足350km/h客运专线运营要求。17'