长钢轨闪光焊施工组织设计.docx
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长钢轨闪光焊施工组织设计
长钢轨闪光焊施工方案
1编制依据
国家、铁道部的相关法规、法令、政策；以及铁道部近期颁布执行的有关“客运专线设计、施工、验收暂行规定”等相关技术规范、规定（暂行标准）和施工技术指南。
京沪高铁公司发布的指导性施工组织设计及相关调整文件；
铁建设[2007]85号《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》；
TZ211-2005《客运专线铁路轨道工程施工技术指南》；
TB/T1632《钢轨焊接》第一部分：
通用技术条件、第二部分：
闪光焊接；
TB/T1632-91《钢轨焊接接头技术条件》、TB/T1632.2-1997《钢轨焊接接头技术条件热处理钢轨》；
2编制范围
适用于京沪高速铁路DK285+903～D1K432+900段的工地长钢轨单元焊和锁定焊作业。
3技术标准
3.1正线技术标准
铁路等级：
高速铁路；
设计速度：
350km/h。
3.2单元轨节配置
单元轨节的长度应根据线路条件、工点情况、施工工艺等因素综合研究确定，设计为1000～2000m的单元轨节。
在单元轨节长度调整地段，单元轨节长度不得小于200m。
无缝道岔中单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路组成一单元轨节。
施工时根据施工组织情况，在单元轨节设置表基础上作合理调整。
3.3设计锁定轨温
无缝线路应在设计锁定轨温范围内锁定，且相邻单元轨节间的锁定轨温差不应大于5℃，同一单元轨节左右股钢轨的锁定轨温差不应大于3℃，同一区间内单元轨节的最高与最低锁定轨温差不应大于10℃。
轨道类型
设计锁定轨温
锁定轨温范围
黄河桥有砟轨道
28℃
±3℃
无砟轨道
23℃
±3℃
4焊轨及锁定工期安排
计划9月5日开始崔马庄至西客站区间进行焊轨，首先焊接右线直至西客站，然后转至右线进行焊接。
9月15日前完成崔马庄线路所至西客站段的焊接锁定施工作业。
当崔马庄至济南西客站段焊接完成后，开始焊接右线，焊接到黄河桥后转左线焊接作业。
根据铺轨进度依次焊接，最后于10月30日完成所有铺设线路的焊接锁定任务。
5施工组织
按照京沪公司总体施组安排，依据专业化、标准化作业原则，成立专业道岔焊接架子队。
组织机构图如下：
钢轨焊接作业队负责现场钢轨单元焊接和锁定焊接，要求接头焊接质量合格；负责将现场钢轨急救器回收到铺轨基地交正线轨道铺设作业队。
初焊时进度要求10天焊完崔马庄到济南西客站段，当焊接完崔马庄到济南西段后进度计划每天焊20个接头，钢轨焊接要满足轨道铺设和线路放散锁定的进度要求。
负责正线、到发线、高速道岔的放散锁定作业，掌握各区段的设计锁定轨温，根据实际测量轨温，计算确定锁定线路的最佳施工时间，每天锁定单线4～5km。
焊接锁定架子队人员配置表
序号
作业工序
每台每班人数
1
队长
1
2
副队长
2
3
技术员
2
4
安全员
2
5
质检员
2
6
材料员
2
7
施工员
2
8
撞轨、拆装扣件
50
9
拉伸
10
10
焊接
12
11
打磨
2
12
客货车司机
1
13
轨道车司机
2
16
探伤
2
合计
92
6施工机具
6.1单元轨节焊接施工机械配置表
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
轨道车
2
2
焊机
K922
2
3
内燃机扳手
Robel
8
5
正火设备
2
6
直轨机
2
调直用
7
角磨机
s3s-ld11-150z
6
焊接前2个、粗磨4个
8
手持式砂轮机
s1m-ff-100a
4
用于焊接打磨轨腰
9
仿形打磨机
RG150-2
2
精磨
10
起道机
8
正火4个焊接处4个
11
发电机
10kw
6
焊前处理、钢轨拉伸器、初磨及正火各2台
12
波磨尺
SGBM-2
6
焊接、正火、精磨各2把
13
红外测温仪
4
焊接、正火各2台
14
撬棍
1.55m
20
15
装滚筒小车
4
16
滚筒
200
17
对讲机
14
18
丁字扳手
16
焊接、正火各4把
19
工具车
8
用来运输发电机、钢轨拉伸器、正火设备等
20
光电测温仪
2
用于正火
21
探伤仪
GCT-8
2
22
钢轨拉伸器
Robel
2
6.2应力放散及锁定施工机械配置表
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
轨道车
2
2
焊机
K922
2
3
内燃机扳手
Robel
40
4
撞轨器
8
5
钢轨拉伸器
Robel
2
6
正火设备
2
7
据轨机
HUSQVARNAK1250
2
8
直轨机
2
调直用
9
角磨机
s3s-ld11-150z
6
10
手持式砂轮机
s1m-ff-100a
8
用于焊接打磨轨腰
11
仿形打磨机
RG150-2
4
精磨
12
起道机
12
正火4个焊接处4个据轨处4个
13
发电机
10kw
4
14
轨温计
16
15
波磨尺
SGBM-2
6
焊接、正火、精磨各2把
16
红外测温仪
4
焊接、正火各2台
17
撬棍
1.55m
100
18
装滚筒小车
8
19
滚筒
300
20
对讲机
14
21
丁字扳手
8
焊接、正火各8把
22
工具车
4
用来运输发电机、钢轨拉伸器、正火设备等
23
光电测温仪
2
用于正火
24
探伤仪
GCT-8
2
7施工工艺及流程
7.1单元轨焊接
⑴前期准备
①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。
②安放滚筒：
在待焊钢轨前方长钢轨下每隔12.5m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。
③如需据轨作业，应确保锯切后的钢轨端面斜度不大于0.8m。
④通过型式检验确定工艺参数，焊接之前调试及保养好焊机。
⑵焊前除锈：
采用手提砂轮机对轨缝两侧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，轨腰打磨深度不得超过0.2mm，不得产生打磨灼伤。
接头前后各打磨600mm。
⑶钢轨对位：
平板车前轮位置在距离钢轨待焊轨缝3m处进行对位，对位后立即加装铁鞋防溜。
利用液压支腿顶升平板车，使其前轮离开轨顶面6cm～8cm。
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。
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。
⑷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，使其具有可追溯性。
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100mm。
⑸焊后热处理：
采用（氧气+乙炔）火焰正火，正火温度采用光电测温仪测量。
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
正火操作应按以下步骤进行：
①在钢轨下垫上短枕木头将火焰加热器，流量控制箱，乙炔过滤器，乙炔瓶，氧气瓶和冷却水泵用胶管连接；
②将正火器架放置在钢轨上，火焰加热器放置在正火机架的导杆上，调整加热器与钢轨表面间隙，使得间隙均匀，对正之后锁定。
调整加热器的位置，使焊头处于加热器中心，摆动幅度不小于60mm。
③启动冷却水泵，调节乙炔瓶输出压力为0.15Mpa，调节氧气瓶输出压力为0.6Mpa，调节控制箱乙炔流量为3.8m3/h，氧气流量为4.2m3/h。
④将氧气流量下调爆鸣点火，点火后氧气流量恢复规定格数，点火摆动频率控制在60次/分钟左右。
⑤达到正火温度应同时关闭控制箱开关阀，但乙炔比氧气先关数秒。
⑥正火加热起始阶段轨头表面中心线温度应在500℃以下，加热终了轨顶温度应在920℃左右，轨底角表面中心线温度应为820℃左右。
光电测温仪探头应垂直于被测钢轨表面，每次测量接触时间≤3s，并记录好起始温度和终了温度。
光电测温仪应轻拿轻放，以防探头损伤，若探头污染应及时用酒精清洗。
⑹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。
⑺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。
⑻检测焊头，不合格的焊头应锯切重焊；质量达标后焊机移位，进行下一单元作业。
⑼线路初锁、焊机移位：
扣件隔5锁1，方便焊机通过和后期锁定焊接施工。
7.2单元轨节锁定焊及应力放散锁定
当轨温达到设计锁定轨温范围内（23±3℃），将钢轨内部应力释放为零时，可以对两根单元轨进行应力放散锁定并完成焊接。
无缝线路应在设计锁定轨温范围内锁定，且相邻单元轨节间的锁定轨温差不应大于5℃，同一单元轨节左右股钢轨的锁定轨温差不应大于3℃，同一区间内单元轨节的最高与最低锁定轨温差不应大于10℃。
⑴焊前准备：
焊前准备包括拆除扣件、安放滚轮、轨头打磨工序拉轨级焊轨工序。
①拉轨：
为方便焊接施工，待滚筒安装完毕后对钢轨进行拉轨作业，等前后两股钢轨轨缝拉至5mm内。
当拉轨距离在50cm以内时用钢轨拉伸器进行拉轨，当拉轨距离超过5m可插入短轨焊接，插入的短轨长度不得小于12m，每个区间只允许插入一对短轨。
②焊前除锈工序与单元轨焊接施工工艺及验收标准相同。
⑵锁定焊过程包括轨头对位、焊接、接头正火、焊头粗打磨均与单元焊接施工工艺及验收标准相同。
⑶应力放散：
应力放散和锁定焊时，首先量测钢轨温度，当轨温在设计锁定轨温范围内时采用“滚筒法”放散应力和线路锁定，当轨温在锁定轨温范围以下时采用“拉伸器滚筒法”放散应力和线路锁定。
①应力放散施工准备：
应力放散施工准备包括选择施工时间、测量轨温、安装撞轨器、安装拉伸器、解除无缝线路末端至零范围的扣件、分散作业人员和工具等工作。
作业人员均分布在单元轨节长度范围内。
一般2km单元轨节共分10组，每组负责200m的拆上扣件、撞轨、钢轨位移观察等工作。
线路锁定前，应掌握当地轨温变化规律，根据作业区段的时间间隔，选定锁定线路的最佳施工时间。
测量轨温时，要对钢轨的不同位置进行多点测量，取其平均值。
②滚筒放散法放散：
当轨温在设计锁定轨温范围内时采用滚筒放散法。
用撞轨器和小锤敲击单元轨节放散应力，撞轨器沿放散方向撞击钢轨，其他人员用小锤或上弹跳工具敲击轨腰放散应力。
放散应力过程中，始终有专人在轨头量测位移变化情况，当位移出现反弹时，证明单元轨节内应力已经为零。
同时观察“零点”位置是否归零，如果不能到位，调整撞轨位置撞轨直至“零点”归零。
此时，立即拆除滚筒使钢轨落槽，上扣件锁定单元轨节。
③当轨温低于设计轨温时，采用拉伸放散法。
更具单元轨节长度和和设计轨温与实测轨温差，按公式△L=aL△t（a=11.8×10ˉ6）计算出钢轨的拉伸量。
先将单元轨节放散至零应力状态，然后按200M间距安装撞轨器，使用撞轨器同一方向进行撞击钢轨，用拉伸器均匀拉伸至设计轨温对应的长度，并注意零点归零及临时位移观测点的位移量呈线性比例。
当每次撞轨各检查点移动量均一致或最大偏差2mm时，可视为钢轨应力为0，然后拆除滚轮，落轨，立即锁定线路。
拉轨前必须在钢轨上每100m一处设置好临时位移观测点，用来观测单元轨节的应力放散是否均匀，拉轨过程中，始终用撞轨器和小锤撞击钢轨，保持单元轨节内应力均匀。
当拉伸量达到设定值时，停止撞击，查看临时位移点的位移量是否成比例增长，“零点”是否到位。
否则，拉轨器保压继续撞轨，检查轮轨有无倾斜、脱落、钢轨有无落槽。
当临时位移观测点的位移量成比例增长，“零点”到位后，立即拆除滚筒使钢轨落槽，锁定单元轨节，最后拆除拉伸器。
④当轨温高于设计轨温时严禁锁定
⑷线路锁定、焊机位移：
安装绝缘块、扣件，按设计扣压力紧固扣件。
锁定线路后焊机移位到下一接头处待焊。
⑸单元轨节焊接接头距桥墩（梁缝）不小于2m，工地焊接接头距桥台台背不小于2m。
⑹应力放散与锁定施工工艺流程见附图。
8各项保证措施
8.1质量保证措施
8.1.1单元轨节及焊接接头焊缝偏差控制措施
1）单元轨节长度根据线路和施工等情况综合考虑，一般取1000～2000m，最短不小于200m，无缝道岔中单组或相邻多组一次锁定的道岔及其间线路组成一单元轨节。
进行配轨及施工，应注意单元轨节两股钢轨的接头相错量不得超过100mm。
施工前,制定详细的单元轨节配轨表,提交焊轨厂,有规律、按顺序码放。
2）无碴桥桥台附近的无缝线路单元轨节始、终端应设置在距桥头不小于100m的路基轨道上。
8.1.2应力放散与锁定控制措施
无缝线路锁定之前采用支垫滚筒、撞轨器等专用机具进行应力放散，使其在设计锁定轨温范围之内准确地锁定。
应按设计要求设置位移观测桩，无缝线路锁定时及时做好位移观测标志和轨温记录。
⑴在设计的锁定温度范围内锁定
一次铺设跨区间无缝线路的锁定焊接、应力放散锁定作业，由铺轨始端依次向终连续延伸进行，在设计允许锁定温度范围内施工时，锁定焊接、应力放散、锁定线路的作业流程为：
①先将第一段完成线路整理作业的单元轨节，在设计锁定的轨温下进行应力放散，并予以锁定。
锁定后的单元轨节两端实际存在一段伸缩区。
②将第二段单元轨与第一段单元轨进行焊接。
③将已锁定线路一侧伸缩区长度范围和待焊入单元轨节松开,间隔10m左右设置一滚筒,将长轨置于滚筒,使轨条处于自由伸缩状态。
④对新焊连的单元轨节,采用撞轨等措施放散应力,待终点轨端位移出现反弹时,可视为出现当时轨温下的零应力,则可上紧扣件锁定。
⑵无缝线路的低温拉伸锁定
为了扩大作业温度范围，对于轨温低于设计锁定轨温一定范围，可采用以拉长轨长的拉伸锁定法作业。
低温拉伸锁定作业的程序是：
对将拉伸锁定的单元轨节与无缝线路进行焊连。
拆除已锁定线路伸缩区长度（应计算确定）内和待焊入单元轨节的扣件，按应力放散方法将长轨放散应力到当时轨温下的零应力状态。
按公式ΔL=αLΔt计算出钢轨拉伸量。
在待焊连单元轨节的前端标定出拉伸长度，锯除富余轨头，按应力放散同样作法边撞轨、边拉伸，达到预定拉伸位置时，撤出滚筒，长钢轨入槽。
为保证锁定轨温的一致性，可以隔二上一，上紧扣件，取1.5km范围开始上扣件到隔二上一结束的平均温度为计算中的实际零应力状态下的轨温，由此核算拉伸长度，必要时进行调整，确认无误后，将拉伸换算的轨温定为实际锁定轨温，记录在案。
⑶无缝线路的高温锁定
无缝线路一般不宜安排在轨温高于设计锁定轨温上限时铺轨，为了满足建设工期要求，在轨温高于设计锁定轨温条件下铺轨可能发生。
但高于设计锁定轨温,无法锁定线路。
待所铺轨道在设计锁定轨温或低温拉伸焊连锁定时，会存在轨条长度不足的问题，可通过拉回前方未锁定的长轨或焊入短轨的方法解决，但短轨长度不得小于12m。
⑷桥隧道地段应力放散与锁定控制措施
桥上尽量少设或不设钢轨伸缩调节器。
大跨度根据设计检算，确定是否需要设置钢轨伸缩器，不设置钢轨伸缩调节器的连续梁及相邻简支梁采用小阻力扣件。
桥上无缝线路锁定轨温根据线路通过地区的最高和最低轨温、无缝线路的允许温升和允许温降计算确定，并满足无缝线路断缝要求。
隧道内距隧道口200m范围无缝线路设计锁定轨温宜与两端区间无缝线路的设计锁定轨温一致。
8.2施工协调措施
为保证与线下施工单位的协调以及与单位内部长钢轨铺设队伍施工不发生冲突，项目部特成立施工协调小组，成员如下：
组长：
杜英杰
组员：
袁辉缺、陈明波、杜武雄、弓凤军、郑智慧
协调组主要负责与本单位以及沿线线下单位及时联系，调解施工中的相互冲突，避免影响工程进度和发生安全事故，保证焊接锁定施工顺利进行。
8.3安全保护措施
1）认真贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，以“安全为了生产、生产必须安全”为指导，严格按照安全技术操作规程和安全规则组织施工。
在施工中，遵守国家和铁道部关于安全生产的法规、条例规范和规定，严格按《建设工程安全生产管理条例》的要求做好施工现场的防护工作。
服从建设单位和监理单位的统一指挥，保证施工安全。
重视施工现场作业安全，制定、落实安全措施，创造良好的施工生产环境，保证施工生产有序进行。
2）安全教育经常化、制度化，安全员、防护员工班长必须经过培训考试合格后方能上岗，道岔焊接人员经培训合格后持证上岗；对员工进行三级安全教育和培训。
3）项目经理每月组织一次由有关职能部门的负责人和项目专职安全员参加的安全生产大检查，并积极配合上一级进行专项和重点检查；架子队每旬进行一次检查；班组每日进行自检、互检、交接班检查。
4）施工安全保证措施
⑴作业人员必须经过培训，持证上岗，熟悉设备的性能和操作放法。
作业人员戴防目镜、口罩和手套。
⑵更换砂轮片时严格检查是否有裂纹，砂轮紧固是否良好，安装完毕后轻轻接触工作物试转，在打磨过程中避免砂轮飞出伤人。
⑶钢轨运动中时刻检查并调整感应器与钢轨的间隙，不得使之相碰。
⑷在打磨过程中操作人员应严格掌握精磨工序的质量标准，并应随时注意观察仿形打磨机状态，若有异常现象应及时停机报修。
⑸钢轨拉伸过程重要稳当，避免钢轨侧翻，如果发生钢轨侧翻，要立即接触拉伸器的拉力。
⑹应力放散时，撞轨器必须放稳，撞轨时要防止撞轨器倒下伤人；夹具放置稳固，装、拆滑轮和使用起道机要注意手脚，防止伤人。
5）焊机操作安全保证措施
⑴焊轨机对好位后，要在平板车轮下安放铁鞋，防止焊机位移。
⑵焊接过程非主要操作人员要注意避开焊机，避免火花溅伤人员或引起火灾。
⑶每次焊接结束后，应清除粘附的焊接飞溅物，特别注意清除去瘤刀具，顶锻杆、轴套上飞溅的焊渣和两个防护门边框上飞溅的焊渣，避免造成焊机二次回路短路打火。
将焊机的钳口合拢；左右夹钳靠近，缩回吊臂将焊轨机平落到支架上，悬吊焊轨机的吊钩不能松脱。
⑷缩回支撑油缸时要插上锁定销子，用轨道车移动到下一作业地点。
（注意：
支撑油缸必须插上安全销，以防发生意外）
6）雨天，大风天气禁止作业。
焊接过程时注意两侧放置铁板之类的挡板，放置焊渣飞溅出引起火灾。
8.4环境保护措施
1）环境保护目标
严格执行国家、铁道部、建设单位有关施工环保的规定，贯彻“预防为主、保护优先，开发与保护并重”的原则，确保施工中的环境保护监控项目与监测结果满足设计文件要求及有关规定。
2）强化环保意识，健全管理机制
职工进场前组织进行岗前培训，认真学习《环境保护法》、《水土保护法》及施工技术部编制的有针对性的环保措施，强化环保意识，使大家认识到环境保护工作的重要性和必要性。
严格贯彻执行国家有关水土保护、环境保护的各项法规，结合设计文件和工程特点，及时提报有关环保设计，切实按批准的文件组织实施。
定期进行环保检查，及时处理违章事宜，主动联系环保机构，请示汇报环保工作，做到文明施工。
施工中应尽量减少对周围绿化环境的影响和破坏。
3）固体废物的处理方案
生活垃圾定点堆放，掩埋覆盖，严禁四处乱扔；作好施工驻地及施工场地的布置和排水系统设施，保证生活污水、生产废水不污染环境；生活垃圾定点堆放，掩埋覆盖，严禁四处乱扔；焊接过程中产生的垃圾及时清运，不随地丢放，使施工完毕的场地整洁干净；加强废旧料、报废材料的回收和管理，减少污染，保护环境。
4）本标段施工线路长，且晚间施工频繁，必须严格遵守GB12523《建筑施工场界噪音限界》的有关规定，对本工程使用的施工机械设备进行详细的噪音影响评估，最大限度地降低噪音。
5）加强机械设备的维修保养和达标活动，减少机械废气、排烟对空气环境的污染；加强施工生活、生产设备管理维修和使用，减少烟尘排放，净化空气环境。
6）对汽油等易挥发物品的存放要密闭，并尽量缩短开启时间。
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