质量控制要点

上海张江有轨电车轨道安装工程
采用新材料、新工艺的施工质量控制要点摘要：以上海张江有轨电车轨道安装工程采用树脂浇注固定导向轨施工的新工艺、新材料为实例，介绍了从导向轨焊接、预处理、导向轨安装、树脂浇注等方面施工时应掌握的技术标准和质量控制方法，并简述了有轨电车的发展趋势。

关键词：新工艺新材料技术标准质量控制
一、前言
上海张江有轨电车项目一期工程全线长约10公里，区间设立15个站点,从张江高科站至金秋路站，沿途串起张江高科技园区内主要产业、科研、大学和生活区域。

张江有轨电车项目还将延伸至唐镇、合庆镇等地区，到2010年达到30余公里的规模。

这条崭新的有轨电车采用单轨导向技术，选用目前世界上最先进的法国劳尔有轨电车系统，时速可达70公里。

张江的有轨电车将引进法国的车型，这种车型在天津已经正式运营。

每列车一般3节编组，长25米、宽2.2米，载客量为167人/列，具有运量大、舒适性高、环保性强等优点。

线路采用导向轨用树脂固定在道床内，轨道和树脂采用新型施工材料，并采用新的施工工艺进行施工。

二、工程概况与特点
1、上海张江有轨电车轨道安装工程概况和简介
张江有轨电车工程，车辆采用胶轮，车辆底部有8对导向轮，沿导向轨导向。

一期工程线路正线长度：右线9.19km，左线9.19km，车辆段及出入段线线路长度2.89km。

正线线路最大纵坡为5.33%，最小曲线半径为10.5m，车辆最大运行速度为70km/h。

本工程正线和车辆段道岔采用整体型电动道岔。

正线铺设5组道岔，车辆段21组道岔。

导向轨采用Edilon Corkelast TO树脂材料固定。

2、工程特点
（1）导向系统
导向轨为特殊断面形状钢轨，用树脂固定在道床内。

牵引电流通过导向轨回流变电站。

导向轮与导向轨接触，由于导轮轮轴的倾斜和导轮轮缘的特殊形状，保证系统在正常运行情况下不会脱轨。

（2）道床
导向轨两侧为砼道床，由道路施工方在砼路面内导向轨部位预留凹行槽（宽190mm、深80mm），然后在槽内浇注聚氨基甲酸乙脂环氧树（Edilon Corkelast TO 树脂）脂固定导向轨，导向轨下道床砼厚度应大于170mm。

（3）无缝线路
无缝线路采用聚氨基甲酸乙脂环氧树脂（Edilon Corkelast TO树脂）连续固定导向轨，能阻止导向轨的爬行，确保导向轨的稳定性。

铺设无缝线路可大大减少了接头和电连接点，同时减少轮轨间的冲击，起到减振、降噪的作用；在不采用无缝线路导向轨地段，导向轨轨缝长度为（6±1）mm；因导向轨作为回流轨，在接缝部分需设置电连接。

在铺设导向轨时，导向轨槽内要保持干净、无积水。

雨天不能铺设，铺设导向轨的气温范围为15~35℃，即在户外气温范围为25±5℃时候锁定长轨条。

三、导向轨焊接的质量控制
1、施工准备阶段的质量控制
（1）导向轨焊接之前应对导向轨原材料进行断面尺寸、外观检查，满足设计要求。

（2）导向轨焊接通过试验焊接确定焊接参数，并进行试验接头的检测。

（3）在导向轨焊接之前，应对发电机组运行状态及供电情况正常与否，发现问题及时处理，一定要保证在焊接全过程的正常供电。

接通电源检查高压泵站运转正常与否，发现问题及时解决以保证正常供给压接机的动力。

检查压接机各部件的完好情况及运动部件运动情况，保证使用正常。

给加热器点火和试水。

检查气路、水路、油路是否有跑、冒、漏的情况。

检查氧气、乙炔瓶存气量。

检查推凸装置各部件运动灵活情况。

2、导向轨焊接过程质量控制
（1）焊接钢轨端面打磨
为获得高强度的焊接接头，就必须使两被焊端面之间相互接近到足以建立金属键的距离，而实际的钢轨端面有很厚的金属锈及油污，因此必须进行端面处理。

端面处理的作业一是用锉刀手工锉平，另一种是采用机械打磨、铣平（用端面打磨机、铣削机等），以保证端面打磨的精度。

打磨后的合格轨端头，要严加保护，
不准异物沾污，更不允许用手触摸和用嘴吹。

（2）对轨和夹轨
将钢轨用枕木或专用垫轨装置垫起来，做到待焊钢轨的轨顶面在以焊接为中心的40m～50m的范围内保持一定的水平；待焊接的工作侧面在以焊缝为中心的30m～40m的范围内平正且顺直。

把压接机扣放在一侧待焊的钢轨上，然后将轨缝调整至8～15mm，调整好轨缝后，把压接机移至焊缝处，并注意好打磨好的钢轨端面。

接通油管路的压接机骑放在待焊钢轨上，用螺栓锁紧轨底螺栓，然后开动油泵进行预顶，预顶压力值根据钢轨的型号确定，一般控制在8～15Mpa之间。

（3）安放加热器
固定好压接机后，开始安放加热器，调整咀条（火孔）平面与钢轨周边平面距离均应为24～25mm，加热器的火孔平面与钢轨纵轴平面垂直，而后接通气、水管路。

（4）点火焊接
点火之前必须要按焊前准备之条款，重复检查各项设备、安全防护是否符合要求。

点火焊接时，必须保证焊接操作万无一失，凡不属于本工序的直接操作人员要远离作业范围。

有关人员要看守好各种设备及各种管路。

（5）加热与锻接
加热及顶锻分为三个阶段：初始阶段采用15Mpa的高压力，随着加热时间的延长，被焊钢轨的焊区由冷态逐渐升温，表面产生塑性；第二阶段压力由15Mpa 降至5Mpa，被焊端面达到全面接触，形成新的金属键连接；当轨温达到1100～1200℃时，进入第三阶段，随着相互接触的金属屈服强度的提高，金属的压力也增加，起至压力达20Mpa。

焊接过程中，顶锻量的控制是保证焊接质量的重要步骤，当达到要求时，加热器熄火，再续顶20mm，便停止顶锻，焊接结束。

（6）安放推凸装置
安放之前，检查推凸装置各部件，活动部分是否灵活，定位是否准确，然后安放刀垫与前刀体。

安放刀垫前，使刀垫拉块挂在压接机左横梁的内侧端板上，使下部的凸条放进压接机拉块的槽内，确保刀垫与端板内侧面密贴。

在顶锻完成、加热器灭火的同时放置前刀体，放置时，使联接体挂住刀垫之凸缘并落实，同时
推进腰刀，使定位销落在定位孔内，然后插入底刀，直到底刀的垫圈贴近刀体侧面。

上述操作完成后，即可推凸。

（7）焊瘤推除
顶锻完成后，加热器熄火的同时，启动推凸装置，对轨头和轨底焊瘤进行推凸。

推凸分两刀进行，一刀是推除轨腰焊瘤，二是推除轨头及轨底焊瘤。

（8）焊后处理
钢轨焊接结束后，还需进行一系列的处理，之后才能放行列车通过。

主要进行以下几种处理：正火处理与打磨处理。

一是达到钢轨本身的机械性能，二是达到列车运行的表面要求。

除瘤后，待焊缝区温度在400～500℃时，立即正火，以提高焊缝部位的强度和塑性，降低了硬度又消除了内应力。

推瘤后，焊缝处与原钢轨面还不平齐，有一定的凸出量，为保证列车运行平稳和钢轨的美观，使用仿型打磨机对焊接接头的轨顶面及轨头侧面工作边进行外形精整。

外形精整应保持轨头轮廓形状。

外形精整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伤或热损伤。

用仿型打磨机打磨时，注意要顺着钢轨的纵轴方向打磨，严禁垂直钢轨纵轴方向打磨。

对焊缝作超声波探伤检验，并作好记录。

若探伤时发现有未焊透、过烧、裂痕、气孔夹渣等有害缺陷，应切掉重焊。

（9）焊接接头检验
超声波探伤：每个钢轨焊头均应进行超声波探伤检查。

钢轨焊头外观检查：钢轨焊头轨顶面及侧面应预打磨。

轨头及轨底上圆角在1m范围内应圆顺。

接触焊、气压焊焊头在轨底面上表面焊缝两侧各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。

四、混凝土槽和导向轨表面的预处理质量控制
1、施工准备阶段的质量控制
预处理前检查混凝土槽检查包括：质量，混凝土浇注时间，混凝土槽的尺寸和混凝土表面粘着强度。

在钢筋混凝土路面切割凹槽截面的导向槽宽190mm，深80mm（允许偏差0～10mm），混凝土凹槽表面的粘结强度大于1.5Mpa，必须清除松动部分，并保证表面清洁无油脂和干燥。

2、混凝土槽和导向轨表面的预处理
需要涂抹Edilon材料的表面进行彻底的清洁，严格遵循说明要求，导向轨表面需要喷砂处理。

在喷砂之前对钢轨顶面进行护罩，然后再进行喷砂处理，喷砂处理后钢轨侧面和底面达到ISO 8501-1， Sa2.5的粗糙度（钢材表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物），喷砂结束后应用干净毛刷刷干净被喷部位，表面预处理应去除钢材的氧化皮，达到一定的清洁度和粗糙度。

对导向轨喷砂处理后应仔细检查表面的灰尘、油污，对仍然存在灰尘和油污的表面应清理干净。

经喷砂后的基体表面应尽快进行喷涂，间隔时间愈短愈好，不准超过4小时。

喷砂处理结束后应立即涂上Edilon底漆U90WB且表面干净无油迹无灰尘。

如果轨槽没有清洁和干燥，使用吹风机或刷子清洁。

五、导向轨安装的质量控制
1、施工准备阶段的质量控制
（1）在导向轨安装之前，应对导向轨焊接接头作认真全面的检查，并对有缺陷的接头进行处理。

（2）要对安装导向轨所用的绝缘垫板原材料及其性能进行抽样检测，以确保各项指标满足设计要求。

2、导向轨安装施工的质量控制
（1）导向轨的高低、水平、坡度是由轨底的垫板来实现，垫板材料为高强度绝缘玻璃钢。

垫板分三种：A型垫板用于支撑导向轨，确保导向轨高低满足设计要求，同时便于在短暂时间内浇注环氧树脂；B型垫板用于确保导向轨轨底坡满足设计要求；C型垫板用于调整导向轨方向。

以上三种型号垫板原则上两米设置一个，曲线地段适当加密。

通过以上垫板的调整，可使线路达到设计要求。

（2）用水平尺检验轨顶与两侧水泥路面（200mm）范围内的高差，调整钢轨支架的上下螺母，使钢轨顶面在一定长度范围内保持同一标高，并与路面水平误差保持在±3mm公差范围内，用绝缘垫片垫平，钢轨水平面即调整完毕。

（3）在钢轨入槽前，在路面上弹一参照线，与导向轨中心线平行，距中心线距离为200mm，并拉一直线，用横向检测尺根据钢轨顶中心线至该线的距离，调整钢轨支架横向调节装置，确保钢轨轴向误差在±1mm公差范围内，钢轨底侧用C型绝缘片塞紧，则直线度调整完毕。

（4）当钢轨出现侧弯时，用B型调整垫板配合调整架上下调节装置进行调整，调整前将调整架两个支腿用膨胀螺栓与地面固定,先把钢轨提高几毫米，用B型绝缘垫片塞入A型垫片与轨底较低一侧间隙处，然后调节支架升降杆下降，将轨底压至水平，再测量钢轨顶面与路面高差，合格后将钢轨两侧边与槽壁固定，调整完毕。

（4）钢轨调整完毕后，检查凹槽是否无松动部分，槽内和跪侧是否有砼渣土或其它污物。

若有需清理。

如果预处理和应用间隔很长，使用吹风机清除轨槽中的污染物和水，然后刷底涂料，根据温度依从窗口的要求，对照环境温度灌注聚氨基甲酸乙脂环氧树脂。

六、树脂浇注的质量控制
1、施工准备阶段的质量控制
（1）树脂浇注之前应认真阅读Edilon Corkelast TO树脂材料的使用条件和注意事项。

（2）浇注树脂材料Edilon Corkelast TO使用条件：预处理的表面清洁干燥（空气湿度<80%）；清除松弛部件、灰尘污垢、油脂、杂物和污染物；气温应处于+5℃和+35 ℃之间；避免直接接触（雨）水。

2、Edilon底漆U90WB使用的质量控制
（1）、涂刷轻应清除混凝土表面油污、灰尘及松散物。

（2）、涂刷前钢轨必须喷砂处理达到设计及规范标准，提表面不能有松散物质、油污、灰尘等杂物。

（3）、使用Edilon底漆U90WB底涂剂来浸渍混凝土时，混凝土湿度最大为8%，温度应在+5℃～+35℃之间；对钢轨进行24小时预处理时，表面必须干燥，表面温度应在﹥+10℃。

（4）、配胶前先将A、B两组份分别搅拌后，在按配比比称重并使用手动搅拌或电动装置充分混合两组直至形成均匀的灰色混合物，然后用刷子或棍子将混合物均匀涂于钢轨及混凝土表面。

固化至少24小时后在进行下道工序（表面温度在10℃~35℃固化时间为24小时，表面温度在5℃~10℃固化时间为48小时）。

3、粘合底漆Edilon primei 21的施工质量控制
（1）使用前混凝土槽的顶面和纵向方向一个安置密封条以保护泄漏和污点。

（2）粘合底漆Edilon primei 21只能在干燥、清洁表面使用（露点与混凝土和钢轨表面温度差＞3℃），干燥天气条件（空气湿度＜75%），空气和表面温度处于+5℃～+35℃之间，使用前充分摇动，在导轨和轨槽的两侧分别涂抹（采用喷雾涂和刷涂）。

（3）在涂刷粘合底漆Edilon primei 21之后，浇注树脂材料Edilon Corkelast TO严格按照下表的温度和时间。

表1 不同表面温度下的粘合底漆工作窗口表
3、树脂材料Edilon Corkelast TO的施工质量控制
（1）将A组分在搅拌设备充分搅拌1分钟，将B组分全部倒入搅拌好的A 组分中，B组分充分搅拌1～2分钟，倒入调整好的轨道系统中。

（2）树脂材料Edilon Corkelast TO可操作时间取决于工作温度（见下表2），在树脂的可操作时间后，绝不能在进行浇注。

表2 产品表面温度和试用期的关系
（3）树脂材料Edilon Corkelast TO的固化时间严格依照环境和材料温度（见下表3），通常理想效果的温度在20℃时24小时后达到。

表3 表面温度与混合最短的聚合时间关系
（4）树脂材料Edilon Corkelast TO固化后，应使用Shore A硬度测量工具，将其平放在不粘着的BH-3型轨道浇注树脂测量并记录，7天之后树脂材料Edilon Corkelast TO的Shore A硬度在55±5Shore A.凝胶时间后Shore A硬度应大约为35±5Shore A。

七、结束语
目前法国、西班牙、德国、意大利、荷兰、澳大利亚、突尼斯、爱尔兰、以色列等近50个城市已经和即将投入运营各种类型的现代有轨电车。

国内仅大连等个别城市保留并在发展钢轮钢轨有轨电车，但无论从车辆性能还是从品牌效应来看，离现代有轨电车差距还较大。

天津已经建成了基于劳尔Translohr技术的胶轮+导轨现代有轨电车，上海浦东张江正在建设同一技术的胶轮+导轨现代有轨电车。

现代有轨电车是在传统有轨电车的基础上通过全面改造升级的一种先进交通方式。

它具有高运能、高速度、高弹性、高舒适性等特征，单向可以适应从0.5万-1.5万人次/小时的客流需求,设计时速可达70-80公里/小时，普遍能够提供订单化服务，具有架空、地面、蓄电池等多种供电方式，一般运营中噪音比城市背景交通还低。

从节省建设、运营投资、缩短工期等方面考虑，快速公交系统比现代有轨电车更有优势，沿着相应中等强度客运走廊布设快速公交系统具有更合理的技术、经济指标。

从舒适性、城市形象、历史底蕴等方面考虑，现代有轨电车也能得到许多社会经济高度发达城市、旅游城市的青睐。

现代有轨电车在上海的发展要充分发挥现代有轨电车打造城市形象的能力，交通功能定位以服务城市最需要展示的、具有中等客运强度的发展轴为主，并与城市大容量轨道交通、快速公交共同形成快速客运系统，丰富、增强上海城市综
合交通客运体系，提高公共交通对国内外旅客的吸引力。

上海各区的现代有轨电车发展要尊崇适度有限发展原则，力争将城市中等强度客运走廊与城市形象展示带结合起来，实现城市旅游功能与交通功能的统一。