倒焊法在无缝线路施工中的应用与推广

摘要： 在宁杭客专铺轨工程施工期间，存在长轨运输与线路应力放散及锁定施工之间的工序衔接矛盾，相互间干扰大，施工效率低。宁杭客专铺架项目采用优化无缝线路应力放散及锁定过程的施工组织方式，现场焊接采用单元加锁定的“倒焊法”来避免干扰，取得了良好的效果，加快了施工进度。

Abstract： In Nanjing Hangzhou passenger dedicated rail construction， there is a operation cohesion contradiction among long line transport， stress release and lock construction， and there exists big mutual interference and low construction efficiency. Nanjing Hangzhou passenger special laying project adopts the construction organization mode of optimizing the seamless line and stress dispersion and locking process. In field welding， the method of "face-down bonding" is used， which has achieved good results and accelerated the construction schedule.

关键词： 无缝线路；倒焊法；应用与推广

Key words： seamless line；inverted welding method；application and popularization

中图分类号：U215 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0140-03

0 引言

长轨运输车和线路应力放散及锁定之间存在工序干扰，在现场焊接法施工中，考虑在不改变原有焊接方法的基础上，结合现场实际情况需求，调整焊接顺序，采用“倒焊法”进行施工。经过宁杭客专项目施工的实际操作和推广，证明“倒焊法”在移动焊现场生产线能够明显提高施工效率，减少工序衔接时间，加快工程进度，因此在施工中推广该方法显得尤为重要。

“倒焊法”摒弃原有先将500m轨条焊接成1500m单元轨节，再将两个单元轨节进行锁定的方式。而采用500m连入法焊接，采用1500m锁定焊，每焊12接头，放散3公里为一组相互连接，该方法在工艺上更能保证焊接质量和推进工期进度。

1 施工方案及方法

1.1 焊接

焊机到达1、2号焊缝位置准备焊接。（焊接工序处理参考本文焊接工艺）

1.2 焊接

焊机到达3、4号焊缝位置准备焊接。（焊接工序处理参考本文焊接工艺）

1.3 焊接单元过度段

焊机按顺序焊完5、6接头后，在5、6接头尾部，插入短轨并用鱼尾夹板固定牢靠后，便可通过前入下一单元轨焊接，此时，焊机到达7、8焊缝位置准备焊接。（焊接工序处理参考本文焊接工艺）

1.4 焊接

焊机到达9、10焊缝位置准备焊接，此时，另一个单元（1至6号接头）区域，已开始放散。焊机在往9、10接头行驶时，其后面应及时补充滚筒，等焊机到位后，滚筒应安放完毕，等待焊接，并准备下一单元。（焊接工序处理参考本文焊接工艺）

1.5 焊接

在焊完9、10接头后，焊机行驶到距11、12接头50m位置时，停下来等候拆除拉轨器，并恢复好11、12焊缝接口，检查接头牢固后，便可通过，焊机进入以放散锁定好的长轨上，来焊接11、12锁定焊缝。此时，撞轨器应分别到达各自指定位置，等待撞轨。（焊接工序处理参考本文焊接工艺）

1.6 应力放散

焊机焊完11、12接头后，后退60m停下来，此时，拉轨器已经安装完毕，各临时位移观测桩人员相继就位，等待放散（放散范围为12至07接头），焊接工序处理参考本文焊接工艺。

2 焊接

2.1 焊接工艺

2.2 前期准备 拆除扣件：拆除待焊钢轨前方长钢轨全部及后方10m范围内的扣件。扣件拆除后应摆放整齐。安放滚筒：在待焊钢轨前方长钢轨下每隔20m安放一个滚筒，使钢轨升起至满足焊接推瘤需要高度，检查轨底与垫板有无干涉，确保钢轨可以纵向自由移动。如需据轨作业，应确保锯切后的钢轨端面斜度不大于0.6m。

2.3 焊前除锈 采用手提砂轮机对轨缝两侧的与电极接触处轨腰及钢轨端面进行除锈打磨。要求表面呈金属光泽，不得有锈斑，完全去除轨腰钢轨标识，轨腰打磨深度不平得超过0.2mm，不得产生打磨灼伤。接头前后各打磨600mm。

2.4 钢轨对位 钢轨对位前首先利用起道机将钢轨顶起，在距待焊断面1m左右钢轨轨底敲入斜铁进行钢轨对位，对位应满足预拱度和工作边平行的要求，预拱度按1.7mm-2mm考虑。这时平板车前轮位置在距离钢轨焊轨缝3m到3.15m处进行对位，对位后立即加装铁鞋防溜。然后利用焊机夹紧两待焊钢轨进行对轨，对轨过程中应以钢轨顶面和轨头两侧工作边为基准。操作人员必须检查两钢轨是否对正，轨头水平和垂直方向错边不得超过0.5mm。如果没有对正，松开夹钳重新对正。（注：如果遇到弯度较大的路基，这时把平板车对好位，利用焊机的液压支腿把焊机支平，使其前轮离开轨顶面3cm～5cm。再进行钢轨对位。）

2.5 焊接 钢轨对正后自动焊接，顶锻并推除焊瘤，完成钢轨接头焊接后，移动焊轨机推出焊接位置。焊接接头冷却到400℃以下方可撤除斜铁，回位钢轨。焊机监控人员应认真观察焊接记录，分析每个接头焊接曲线，与型式试验通过时的焊接曲线仔细对比，发现异常及时汇报，不得擅自变更焊机的技术参数。每次焊接结束后要认真填写焊接记录，记录的编号要与现场的焊接接头编号以及机内焊接编号对应上具有可追溯性。焊接接头轨头和轨底，轨底面斜坡的推凸余量不应大于1mm，其它位置推凸余量不得大于2mm。焊接后应立即检查焊机钳口部位及钢轨钳口接触处有无电极灼伤，如发现焊接接头灼伤，严重错位推瘤推亏，裂纹等缺陷都应判为不合格。不合格的焊头必须锯掉重焊，锯切长度为焊缝每侧各50mm-100mm。

2.6 焊后热处理 正火前清除焊缝两侧的焊渣，应在焊接接头不受拉力和焊接接头低于500℃（轨头表面）时方可正火加热。轨头冷却采用自然冷却或风冷。

2.7 焊头粗打磨 焊头打磨应在焊缝温度低于200℃时进行，打磨过程中应保持焊头的外形轮廓，打磨的目的为了除去轨头推凸余量，轨底和三角区的打磨以满足探伤要求为准。应纵向打磨，不允许横向打磨。打磨过程中，不应使砂轮在钢轨上跳动、冲击钢轨母材，不应出现打磨灼伤，不使钢轨表面“发蓝”。焊接接头非工作面的垂直、水平方向错边应进行纵向打磨过渡。轨底角打磨尺寸精度要求：不允许打磨母材，不允许磨亏。

2.8 焊头精磨 精磨之前接头温度应低于50℃。打磨前首先检查接头的平直度以确定打磨量，打磨长度不应超过焊缝两侧各450mm。打磨范围为轨顶面、轨头内侧工作面。精磨后应保持轨头轮廓形状，不应使焊接接头或钢轨产生任何机械损伤或热损伤。精磨后接头表面的不平度应满足焊缝中心线两侧各100mm范围内不大于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。

2.9 探伤 利用便携式超声波探伤仪对焊缝进行探伤，根据钢轨对接焊缝内部缺陷的性质、形状、走向等特点及其超声束相互作用的机理。能够非常有效地自动检测钢轨焊缝的内部质量，从而可以防止断裂事故，保证行车安全，提高铁路运输能力。

3 锁定

3.1 锁定工艺流程

3.2 锁定前准备 利用撞轨器向施工反方向进行撞轨，使钢轨处于当前轨温的自由长度，在1500m单元轨尾端安装钢轨拉伸机。

每隔100～200m根据拉伸长度要求设置一个钢轨临时观测点，以便确认钢轨的均匀拉伸和钢轨拉伸量。

3.3 线路锁定 观测钢轨拉伸过程中每个观测点的位移量，当钢轨拉伸量达到计算要求时，停止拉轨，取出钢轨下面的滚轮。

拆除支垫滚轮及撞轨器，上齐轨枕扣件和绝缘垫片，每隔100m利用一到两台定扭矩的内燃扳手对钢轨沿线的扣件进行紧固，并拧至规定扭矩值，完成1500m钢轨的应力放散锁定。

拆除钢轨拉伸机，并转移同线另一根钢轨上进行应力放散和锁定。

3.4 设置线路标志 在临时位移观测点的基础上，设置永久性位移观测桩，粘贴位移标尺，清理线路。

3.5 其他两单元轨之间的焊接 两单元轨之间钢轨焊接时，焊缝应设在两承轨台之间，离承轨台的最小距离100mm。

4 推广优势

4.1 倒焊法，减少锁定焊的拉轨工作量，也减少了扣件的拆装次数，能够保持扣件的良好扣着力。

4.2 倒焊法，减少对线路后续工作的干扰。采用边单元边锁定的焊轨方案，使锁定作业紧随其后，保障后续行车安全。

4.3 倒焊法，避免了由于现场焊接滞后，大量待焊接头采用特制临时锁轨器加固，减少由于工程列车撞击钢轨接头后而产生的病害，影响焊接质量和线路平顺性。

4.4 倒焊法，解决了原单元焊，焊后留下待锁定的轨缝，因轨温变化较大，使轨缝增大或顶死，容易对轨缝处钢轨头产生磨损。另外钢轨内部产生巨大应力大，不利于行车安全。

5 总结

目前倒焊法已在多条客运专线上推广应用，在质量、效率、进度等方面均具有明显优势同时可大大降低二次施工成本，减少了对线路其他施工作业的使用和干扰，并为后续修轨工作赢得时间。倒焊法具有实用性和高效性并具有很好的推广前景，能为以后其他的类似工程施工提供借鉴。

参考文献：

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