地铁铺轨轨道焊接施工方案方法

地铁铺轨轨道焊接施工方案方法

（1）现场钢轨焊接气压焊接

1）先检查焊轨设备是否完好。

2）选配轨根据配轨表进行。用于正线的钢轨，其最小长度不得短于9m，特殊情况下可不小于6m，但不得连续用。选配钢轨应使左右股焊缝相对，一般不超过300mm。

3）钢轨焊前调直

距钢轨两段4m范围内用1m钢直尺检测钢轨的平直度及扭曲，其公差应在标准范围内。

轨道0.5m范围内无法调直的死弯，翘头和扭曲超限的，用锯轨机锯截。

4）轨端除锈刷面

用除锈刷面机对钢轨的踏面、轨底底面及端面进行除锈。除锈部位为轨端面及距轨端100～300mm之间的轨顶面及轨底下表面；距轨端600mm范围内轨顶面应除去油污和表锈。去除污垢、氧化皮，磨出金属光泽，漏磨处小于10%。母材最大磨削量为0.2mm，不允许形成明显的凹凸面和较深的划痕。打磨应沿钢轨纵向，严禁横向打磨。已除锈待焊轨，存放时间超过24小时以上或打磨后有水、油、污垢时，必须重新打磨。

施工准备

钢轨轨端打磨

安装压机加预压

安装加热器加热

顶锻

放推刀推凸

打磨

检查验收

现场无缝轨焊接工艺流程图

5）焊接

待焊轨端面打磨垂直度误差<0.15mm，施焊前用锤锤一下，清除杂质，不得污染，发烂。

压机骑放上，焊缝距带油缸端370mm，对轨，夹轨，打斜铁调左右，打销调水斗。加预压，16MPa-18 MPa左右(活动轨阻力大调高些)，慢慢升压，一边升压一边敲打斜铁，直至不打滑为止。加热器放上，调整火孔距轨25mm，点动水泵，确认水能正常循环。准备好推刀。点火加热，点火时先离开焊缝，调好后对准焊缝加热，氧气压力0.5MPa，流量3.0-3.3左右。乙炔压力0.5MPa，流量4.2-4.4左右。调整方法：先固定乙炔流量，氧气流量3.0左右点火慢慢加氧成微炭化焰状态即可。加热过程，开始对准焊缝加热1分种左右，开始摆火，摆动量控制在焊缝左右5mm左右，顶锻时适当加大摆动量，并减点氧气避免回火。油泵操作工艺，预压16-18MPa，约加热3分半，焊缝出现微凸降压至8MPa或更小点，待加热好开始顶锻(约5分钟)，顶锻量约30mm，顶好降压至10MPa，待压(方向阀放中位)。预锻结束，放推刀，放入腰刀。插入底刀开始推凸，推完后退。放入推刀时灭火，加热器摘勾，靠一边。全部完成，卸下压机。待焊缝降至400℃以下，从新加热，这时氧气可适当降点，摆动量大的为60mm 每分种60次到两边停一下，加热到870℃-920℃即可灭火，自然冷却。观察火候，加热时间控制在5分钟半左右，轨角两侧出现溶池即可。

6）钢轨焊缝粗磨

打磨时不得损伤钢轨，木材打磨量小于0.5mm，打磨后接头接近原钢轨断面尺寸。

轨底上表面打磨宽度（从轨底角算起）不小于40mm，长度不小于300mm（以焊缝为中心），打磨后用角磨机抛光处理。轨顶面要求全部打磨，打磨后焊瘤厚度小于1mm。

轨非工作面用砂轮机打平焊瘤，不允许打亏木材，打磨要圆顺，打磨应纵向打磨，严禁横向打磨。

两侧轨底下表面焊瘤要求用手砂轮机打磨30mm宽，并用角磨机抛光处理，要求平顺光滑，不能出现超过±0.5mm的凸起或凹坑。

7）焊缝正火及风冷

钢轨焊接后，接头必须进行热处理。其中素钢轨焊接后接头先进行正火处理，在进行吹风冷却；淬火轨先进行正火处理，在进行欠速淬火。

正火处理时，钢轨接头温度必须低于500℃，焊缝应位于线圈中央，注意调整线圈前后位置，保证钢轨与线圈间隙均匀。淬火轨热处理加热温度：轨头温度890±10℃，冷却时间90″。素轨热处理时加热温度；接头900±10℃，轨底加热≥800℃。加热时间：150″～180″。

严格执行安全操作规程，密切注视加热状态，防止发生欠火、过火及过烧现象。加热完毕后，应用光电测温仪测量加热温度，检查加热部位，表面不准有电打火痕迹。

每个钢轨焊缝必须经过先喷风后喷水的冷却过程。喷风冷却时间为1′50″；风压为

0.2Mpa；风冷后焊缝温度应不高于400℃。喷水冷却时间为1′10″；水冷后焊缝温度应不高于50℃。冷却完毕，及时擦干焊缝1m范围内的水渍，保证下道工序的正常进行。

8）钢轨焊后调直

调直作业由SPM-4N型焊缝四方向调直机完成。钢轨焊缝调直前，要确保焊缝冷却至50℃以下。启动调直机，检查机器有无异常，输入操作者代号及焊缝编号。启动激光测量系统，测量轨顶面及轨头两侧面的不直度，确定需要调直部位。根据测量曲线，启动调直系统对超标处理进行调直。再次启动激光测量系统，测量轨顶面及轨头两侧面的不直度，确保调直后钢轨焊缝不直度达到0～0.3mm∕m。调直过程中，要注意观察进给压力和进给量，不能过大，以免挤伤焊缝。测量及调直过程中,严禁移动钢轨,以免损伤机器。

9）钢轨焊缝精磨

首先利用直线度电子测量系统检测焊缝位置1m范围内的平直度，使用瑞士MMA-14A精磨机焊缝精磨时，根据测量结果确定进给量。精磨完毕，再次测量焊缝位置1m范围内的平直度，若直线度超出0～+0.3mm/m范围，需重新精磨作业，直至合格。钢轨焊缝打磨前不直度要求达到轨顶面0～+0.5mm/m，接头钢轨焊缝温度不得大于250℃。

10）焊缝超声波探伤

使用CTS-26A超声波探伤仪和全断面组合探头对每个焊缝进行无损探伤。探头共有50个。探伤前，清理焊缝两侧各40cm范围内的锈斑、焊碴、水渍等；将焊缝两侧各40cm范围的钢轨均匀涂满机油，并安置好探伤仪探头，确保探头与钢轨间紧密接触。

作业前，探伤仪利用标准件进行标定,确定探伤灵敏度。先用探伤仪22dB频率对焊头的轨头、轨腰及轨底进行超声波穿透扫描，发现焊头存在缺陷，再用26dB对缺陷放大扫描，确认缺陷的性质、位置和面积。探伤结果做好记录。

11）技术要求

采用气压焊方法，焊接钢轨的工艺要求分别执行有关规定，钢轨焊头应进行焊后热处理。

钢轨探伤前需将焊缝处温度冷却到50℃以下，浇水冷却时的钢轨温度不得高于250℃。钢轨焊头不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔夹渣等有害缺陷。

钢轨焊头应纵向打磨平顺，不得有低接头。允许误差轨顶面0-0.3mm；轨头内侧工作面0.3mm；轨底0-0.5mm。钢轨焊头轨顶面及侧面应打磨，轨头及轨底上圆角在1m范围内应圆顺，不允许横向打磨，母材打磨深度不超过0.5mm，焊头在轨底上表面焊缝两侧各150mm 范围内及距两侧轨底角边缘各为35mm的范围内应打磨平整，焊缝两侧各100mm范围内不得

有明显压痕、碰痕、划伤缺陷，焊头不得有电击伤。

试验方法采用落锤试验，试件在焊接后经过自然冷却，轨温为0-40℃时方可进行落锤试验，合格后方可焊接。

12）检查验收

检查焊头允许误差：高0.3mm ，低0mm ；捣固：焊缝两侧各两根轨枕；混凝土枕的扣件上好；将废物弃置坑填平；将工具及温度计等收好；刻好焊接标记牌，并将其胶贴在钢轨内侧；将焊接报表填好。验收合格后允许线路开通。

13）钢轨外观质量检验

钢轨焊缝应纵向打磨平顺，不得有低接头。焊缝两侧各100mm 范围内不得有明显的压痕、碰伤、划伤等缺陷，焊缝两侧上下表面不得有电击伤。轨头及轨底上圆角在1m 范围内应平顺，不允许横向打磨，母材打磨深度不超过0.5mm 。用一米直尺测量钢轨焊缝的不直度，应达到轨顶面0～+0.3mm ，轨工作面0～0.3mm 。对不合格的焊头，应做好标记。

（2）无缝线路应力放散与锁定

应力放散作业时，轨温在锁定轨温范围内采用“滚筒放散法”；轨温低于锁定轨温范围时采用“拉伸放散法”。

应力放散与锁定作业流程见图。

应力放散与线路锁定作业流程图

1）轨道状态检测

在应力放散前全面对轨道进行检测，检测项目有：轨道几何尺寸、轨面标高、线路中线位置、枕下道床刚度、横向阻力、铝热焊接质量等，通过全面的质量检测，确认线路已轨道状态检测 近期轨温调查 位移观测桩设置 标记临时位移观测点 卸扣件、顶起钢轨 串轨、临时位移观测

记录轨温、拉轨 落轨、上扣件锁定 标记位移零点 锁定焊接 位移观测 无缝线路标记编号

达到初步稳定状态，方可准备进行线路锁定施工。

2）轨温调查

通过调查，了解当地轨温的变化规律，确定锁定施工时间。

3）移观测桩设置

根据设计文件及相关规范要求，埋设位移观测桩，并编号。

4）标记临时位移观测点

根据设置好的位移观测桩，在钢轨上标记，并根据现场条件适当加密观测点，每100m 设1处临时位移观测点，作为钢轨应力放散时的临时位移观测点，通过对钢轨位移的观测，以判定应力放散是否彻底。

5）卸扣件、顶起钢轨

在本次放散单元轨节和上一单元轨节100m范围内，每隔10m置一滚筒，将钢轨扣件卸除、用起道机顶起钢轨落于滚筒上，钢轨顶面高于承轨面5cm左右。

6）串轨、临时位移观测

由于铺设轨排与正在作业轨温不一致，弹条卸除、钢轨顶起后，钢轨的束缚解除，钢轨将产生位移，由于摩阻力的影响，此时钢轨内部应力仍不为零，用两端的拉轨器来回串动钢轨，观察钢轨的位移从起点向终点方向是否呈线性增长，若不呈线性增长则再次串动钢轨并在位移不均匀处辅以撞轨，观察位移直至基本呈线性增长，且单元轨节终点处最大位移L测与计算值L算基本一致，此时钢轨内部应力判定为零。

L算计算公式：L算＝α×(L1＋L2)×(T1－T2)

其中α：钢轨的线膨胀系数，取0. 0118mm/℃；L1:本次放散单元轨节长度；L2：上一放散单元轨节伸缩区长度，取100m；T1：此时轨温；T2：轨道换铺落轨时轨温；L算为正时钢轨伸长，L算为负时钢轨缩短。

7）记录轨温、拉轨

钢轨内部应力为零，此时作业轨温低于锁定轨温，单元轨节起点端用拉轨器固定，终点端用拉轨器将钢轨拉长L，拉轨到位后用拉轨器固定。

采用拉伸放散法时，L值计算公式：

L＝α×(L1＋L2)×(T1－T2)

其中α：钢轨的线膨胀系数，取0.0118mm/℃；L1:本次放散单元轨节长度；L2：上一单元轨节伸缩区长度，取100m；T1：设计锁定轨温；T2：拉轨时轨温。

8）落轨、上扣件锁定

钢轨内部应力为零，轨温正处于锁定轨温范围或单元轨节拉伸至锁定轨温范围内时，由放散起点向终点方向依次去除滚筒，将钢轨落到轨枕上，上好扣件，紧固钢轨，记录轨温和拉伸量。

9）标记钢轨位移零点

钢轨锁定后，立即进行位移零点的标记。在设有位移观测桩处的左右股钢轨轨头外侧面胶粘一段小钢尺，小钢尺刻度为－50mm～50mm，零刻度与位移观测桩拉线竖向重合。

10）锁定焊接

按照招标文件工地钢轨焊接优先采用接触焊，将本次放散单元轨节与上一放散单元轨节焊连起来。

11）位移观测

应力放散时，每隔150m或100m设一个位移观测点。

单元轨节放散的第一个月内每星期观测一次钢轨位移，以后每月观测一次，当钢轨位移超出允许范围时，要查找原因，并重新放散锁定钢轨位移超标区段。

12）无缝线路标记编号

对轨道的单元焊焊缝、锁定焊焊缝、位移观测桩、钢轨位移零点、单元轨节、锁定轨温、锁定日期等数据，按照设计文件规定的型式和标准，标注于钢轨上。