钢轨焊接及放散锁定专项施工方案之欧阳术创编.docx
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钢轨焊接及放散锁定专项施工方案之欧阳术创编
UN5-150ZB型移动式钢轨焊接、应力放散与锁定方案
时间：
2021.02.02
创作：
欧阳术
一、编制依据及原则
1、编制依据
昆明市轨道交通首期轨道工程施工一标工程施工承包合同。
昆明市轨道交通首期轨道工程施工一标施工设计图。
《钢轨焊接》（TB/T1632.1～2—2005）
《胶结绝缘钢轨技术条件》（TB/T2975）
《铁路线路设计规范》（GB50090—2006）
《地下铁道工程施工及验收规范》（GB5099—2003）
《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413-2003）
《铁路轨道施工安全技术规程》（TB10305-2009）
《现场施工用电安全技术规程》（JGJ46-2005）
国家相关法律法规
相关工程施工经验以及相关科研成果。
2、编制原则
以满足施工工期为核心，采用科学先进的施工方法、工艺及管理手段，确保施工质量，实现安全施工、文明施工，创建安全文明标准工地。
二、工程概况
昆明市轨道交通首期工程施工一标项目设计起点为右ⅠDK20+525，终点为右ⅠDK41+900。
首期工程南段线路总长为约21.375km，其中高架线长约10.136km，地下线长约11.095km，地面线长约0.144km，含高架站5座，地下站6座。
本工程正线、辅助线的地下线区间及车站的轨道结构采用短轨枕整体道床，高架线区间及车站的轨道结构采用纵向承轨台式整体道床，地面线的轨道结构采用短轨枕整体道床。
区间采用无缝线路设计。
钢轨焊接是保证轨道几何平顺性和内在质量的关键，焊前的型式试验、焊接过程中的参数控制、焊后处理等各个工序过程都是保证钢轨焊接质量的重点环节。
三、自然条件
昆明地处低纬高原，地貌复杂多样，地形高差较大，在气候上存在着明显的垂直差异和水平差异。
昆明年均气温14.5℃，最热月（7月）平均气温19.7℃，最冷月（1月）平均气温7.5℃，年温差12～13℃。
全年降水量约103l毫米，相对湿度为74％，湿气不大，全年无霜期近年均在240天以上。
全年晴天较多，日照数年均2445.6小时，日照率56％。
四、主要技术参数及标准
1、正线数目：
双线。
列车最高行车速度：
100km/h。
车辆轴重：
≯14t，列车四辆编组，全长78.68m。
最小曲线半径350m。
高架线为左、右线并行等高设计，地下线分左、右线隧道分别设计，曲线按同心圆或平行侧移设计。
2、最大坡度：
区间正线为29‰。
3、轨距：
采用标准轨距1435mm；小半径曲线轨距GB50157-2003《地铁设计规范》的第6.2.6条要求加宽。
4、曲线超高：
正线曲线最大超高不大于120mm，隧道内及隧道外路堑地段的混凝土整体道床地段轨道曲线超高采用外轨抬高超高值的一半，内轨降低超高值一半方法设置；高架线轨道曲线超高采用外股全抬高的方法设置。
曲线超高值在缓和曲线内递减，无缓和曲线时，应在直线段内递减。
5、轨底坡：
正线及辅助线钢轨设1：
40轨底坡。
在道岔区和道岔之间不足50m地段不设轨底坡。
6、钢轨：
正线及辅助线均采用U75V高碳微钒普通热轧60kg/m钢轨。
7、扣件：
高架线一般地段采用单趾弹条（小阻力）扣件，地面线、地下线一般地段采用单趾弹条扣件。
8、道岔：
正线及辅助线采用60kg/m钢轨9号单开道岔、60kg/m钢轨9号5.0m线间距交叉渡线。
9、无缝线路：
正线按铺设温度应力式无缝线路设计，锁定轨温：
高架线、地面线为25±5℃，地下段线为25±5℃。
五、施工现场组织机构、设备及劳动力安排
1、现场组织机构框图：
项目部设项目经理1人、书记1人、副经理1人、总工程师1人，设工程部、物设部、安监部、计财部、综合部。
2、焊轨主要机械设备
主要机械设备数量表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
移动焊轨机
UN5-150ZB
套
1
2
内燃锯轨机
NQG-4.8型
台
2
3
摩托锯轨机
3120K
台
1
4
正火设备
60型
套
1
5
调直机
Y2G-800
台
1
6
精磨机
YFJM-1.1
台
1
7
仿形磨机
Y90L-2
台
1
8
发电机
6500-SX
台
2
9
探伤仪
CTS-1002
台
1
10
型尺
1000-1000凹槽
把
4
11
直联式空气压缩机
ZB-0.1218
台
1
12
光电测温仪
GD800℃-1300℃
个
1
3、劳动力安排
根据现场工作面的情况，工程进度计划的要求，合理地组织劳动力进场施工，并对劳动力安排进行动态管理。
主要劳动力安排计划如下：
焊工：
5人
探伤工：
2人
电工：
1人
应力放散及锁定：
10人
普通工人：
50人
六、钢轨焊接、应力放散与锁定施工技术方案
1、总体施工方案
在整体道床混凝土强度达到设计要求后采用UN5-150ZB型移动式钢轨焊接机直接将铺设于施工现场的25m钢轨焊接成900～1500m单元轨节。
根据现场整体道床施工情况，依次进行体育城站～五腊村站段、体育城站～世纪城站段、五腊村站～小呈区间隧道口段、小呈区间隧道口～广电大学站钢轨焊接、应力放散及锁定施工。
2、钢轨焊接试验与焊轨设备调试
钢轨在施焊前要进行型式试验，合格后才能正常焊接，在日常焊接施工中，按照规定还要进行周期性检验和出厂检验。
⑴型式试验
钢轨型式试验委托有资质的检测单位进行检测（西南交大）。
⑵生产检验
闪光焊连续焊接500个钢轨焊接接头作为一批进行生产检验。
⑶技术标准
执行TB/T1632-2005《钢轨焊接》。
⑷焊接设备调试与工艺参数的确定
认真分析钢轨母材的化学成分、机械性能、低倍组织等资料。
完全掌握钢轨的厂家和炉号，同一批钢轨要集中连续焊接。
按照焊接工艺，合理安排焊轨施工。
检验委托有资质的试验单位进行（西南交大）。
先做落锤检验，再做静弯检验，后做疲劳等相关检验项目。
在正式焊轨前1个半月就必须进行试焊与检验工作，全部合格后才能进行焊轨施工。
依据设备的性能合理设置电压、电流、顶煅力、夹持力，通过焊机的电脑记录图，当有未焊透、过透、裂纹、气孔夹碴等有害缺陷时，调整电压、电流、顶煅力与时间的关系，确保焊接参数稳定和焊头质量。
3、UN5-150ZB移动式接触焊焊轨施工工艺和技术措施
⑴施工准备
焊接设备进场后，要进行相关的工艺试验，确定焊轨参数，制定保养维修细则和安全操做规程，并上报监理、业主，获得批准后严格组织实施。
钢轨焊接施工前，操作人员要对焊机主机、附机、水冷却系统、液压系统、制冷系统、供电系统等做最后检查，一切正常后方可进行焊轨作业。
⑵焊前钢轨检查
提前对钢轨外观尺寸、外观质量逐根进行检查，检查时应翻轨进行，不能只检查钢轨头部。
对弯曲的应进行调直处理，使钢轨在全长范围内轨头和侧面平面直顺，不得有硬弯、弯曲和扭转。
钢轨两端1米范围内垂直面及平面不直度不大于0.5mm，大于0.5mm的应重新锯轨，冷却后重新测量。
对达到标准的钢轨进行全面探伤检查；对合格的钢轨进行轨端除锈和打磨。
⑶松解扣件及钢轨端头除锈打磨
焊轨前，将钢轨扣件松开，拆除接头夹板及部分配件，顶升钢轨，放置滚筒和垫木，对待焊钢轨端头及焊轨机钳口部位与钢轨接触处端面采用电动砂轮机进行除锈、打磨，打磨后的钢轨面应有金属光泽，不得有锈斑；打磨深度不得超过母材0.2mm，钢轨端部670mm范围内有出厂标志的，应打磨至与轨腰平齐，不得有任何凸出，防止损伤钳口。
对焊接钢轨端面用宽座角尺和塞尺进行垂直度检查，凡超过0.5mm的，采用钢轨端面打磨机进行打磨，直至符合要求。
⑷对轨调整与钢轨焊接
钢轨面及钳口部位打磨符合要求后，方可进行焊轨作业。
先在滚筒上进行对轨并调整高低和方向，使焊缝对正焊轨机钳口中心位置，用刀口尺检查两钢轨左右或高低错牙均不得超过0.5mm。
确认钢轨对中后，启动液压系统进行夹轨，随后激活数据采集系统，进入焊接程序，依次经过各个闪光阶段后进行顶煅并完成推瘤作业。
焊接结束后，立即启动液压系统，将焊轨机架张开到足够大的程度，起升焊机使之离开焊头一定距离。
迅速除去推瘤焊渣，并对焊机各部位和接头进行检查，同时清洁焊机内部和钳口。
如果钢轨与钳口接触处有电击伤，则该焊头判定为不合格，需切掉重焊；同时对钳口进行处理，直至换钳口，方可再焊。
合格的焊头根据数据采集系统的屏显号码统一进行编号，将相关数据进行收集、整理，存档。
资料对应焊接接头标识号在距焊头1～3m的同侧轨腰上，大小与钢轨轨腰匹配，白底红字（油漆）。
恢复安装部分配扣件，轨道车推送焊轨机进行下一个钢轨接头焊接作业。
⑸粗打磨
采用砂轮机对焊缝及轨头顶面、侧面、轨底进行打磨；打磨轨头时，平直度在焊缝两侧1米范围内基本符合0～0.5mm（以钢轨作业边为基准）；焊缝踏面部位热态时呈0.5～1mm的上拱量，在常温下不能打亏；轨底上表面两侧各150mm范围内及距离两侧底角边缘各为35mm范围内应打磨平整，用砂轮打磨凸出量必须顺向打磨。
将轨底焊瘤打磨至与轨底平齐。
⑹焊头正火
正火时，焊头温度应降至500℃以下，然后利用氧气—乙炔加热器将焊缝加热，轨头加热至表面温度不高于950℃，轨底脚加热至表面温度不高于830℃，再自然冷却。
正火过程中必须严格控制温度，杜绝病害的产生。
正火温度采用红外测温仪控制，并做好正火记录。
⑺钢轨调直、精细打磨
正火完毕后，温度在400℃以下时，对钢轨进行调直处理，要求使用一米刀口尺检查时：
水平方向工作边的不平直度不大于0.5mm，垂直方向的不平直度不大于0.5mm，拱量应限制在0.5～1mm范围内。
焊头冷却至常温后，采用仿形钢轨打磨机进行精细打磨，进刀量不得超过0.2mm，打磨机沿钢轨纵向往复移动，待无火花时，再适当给进刀量；打磨机从轨顶逐渐向轨头侧面摆动，直至完成对钢轨轮廓的仿形打磨。
局部不平整处用扁平挫或细砂皮纸进行纵向打磨。
打磨时不得出现横向痕迹，打磨面应平整有光泽。
打磨完成后，用1米直尺进行测量：
钢轨焊头轨顶面不直度为0mm～0.3mm，轨头内侧工作面不直度不得大于0.3mm，轨底凸出量不得超过1mm；打磨深度不大于0.5mm。
⑻钢轨焊接接头的力学指标应满足TB/T1632-91的质量检验标准。
轨底部打磨时，接头距支承块边缘不小于40mm，调节器与长轨条焊接接头的轨底必须进打磨。
⑼钢轨焊头超声波探伤
每个焊接接头必须经超声波探伤，保证全部焊头100％合格。
由持有二级或二级以上无损检测证书的专业人员进行检测,每天使用探伤仪前应用对探伤仪进行校准。
⑽安装扣件及循环作业
上述工序完成后，将焊轨前松解或拆除的扣配件依次安装、紧固完成，经检查符合要求后，依次进行下一工序循环作业。
移动式接触焊焊轨施工工艺流程图
4、无缝线路应力放散与锁定施工
⑴应力放散与锁定的基本条件
①线路按温度应力式无缝线路设计，必要时在线路铺设初期定期进行应力放散。
②根据线路和施工等情况综合考虑放散锁定单元轨节长度为900m～1500m左右，以便于无缝线路的铺设和应力放散。
③单元轨节锁定前应按设计要求设置钢轨位移观测桩。
在钢轨焊接成单元轨节后，轨面设计标高、方向及水平均已达到设计标准时，方可进行线路锁定。
⑵应力放散与锁定应遵循的原则
①施工锁定轨温按照设计轨温锁定（高架线、地面线为25±5℃，地下线为20±5℃）。
长轨条应力状态为零的轨温为实际锁定轨温，施工时用施工锁定轨温代替实际锁定轨温。
部标TB-2098规定：
长轨条始端和终端落槽时分别测得的轨温平均值作为施工锁定轨温，施工时轨条下每12.5m垫入一滚筒，使轨条处于自由伸缩状态。
②施工锁定轨温必须在设计锁定轨温范围内，否则必须进行应力放散，
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