无缝线路施工.ppt

无缝线路 一次铺设技术,第一节 概述,一、概况,京津城际铁路全长113.2km，是我国第一条设计时速350km铁路客运专线，引进德国博格板式无砟轨道系统设计crts型板式无砟轨道结构。京津城际铁路一次性铺设跨区间无缝线路232公里，是我国铁路首次在大区段无砟轨道上采用500m厂焊长钢轨一次性铺设跨区间无缝线路，代表着我国铁路轨道无缝线路施工的最高水平。,在施工过程中，依靠技术创新，采取拉伸法和加温法相结合的方式，突破了低温条件不能进行无缝线路应力放散的禁区，2007年11月至2008年1月间，按期完成225.8kmcrts型板式无砟轨道无缝线路的铺设、焊接和锁定施工。,二、设计特点,1.锁定轨温锁定轨温233，并且相邻单元轨间的锁定轨温之差不大于5，同一区间单元轨间的最高与最低锁定轨温之差不大于10，左右股钢轨锁定轨温之差不大于3。 2.京津城际铁路全线跨区间无缝线路由2对超长轨条组成，单元轨节标准长度1500m，最短不小于200m (道岔区)。无缝道岔中单组或相邻多组一次锁定的道岔（含其间线路）及其前后各50m以上的线路组成单元轨节。,3.除道岔内外焊接接头采用铝热焊外，钢轨焊接接头采用闪光接触焊，钢轨焊接均按要求作焊接型式试验和周期检测。 4.京津城际铁路引进德国bwg大号无砟道岔系统，包括18号、39.113号两种规格，施工结束后全部焊接为无缝道岔，道岔与区间线路共同构成跨区间无缝线路。,三、施工特点,京津城际铁路是我国首条开工建设的设计350km/h的高速铁路客运专线，也是为2008年北京奥运会服务的重点工程项目，是我国铁路客运专线建设的标志性和示范性工程，工程建设意义重大，举世瞩目。引进德国博格板式无砟轨道系统，一次性铺设跨区间无缝线路。设计标准高、技术含量高、质量控制严、创新任务重、不定因素多、工期要求紧、施工难度大是本工程的最大特点。确保2008年8月1日按期开通运营和实现“三个一流”（即一流的工程质量、一流的装备水平、一流的运营管理）是本工程的两大建设目标。,1.施工技术新。采用100m定尺轨焊接500m长钢轨并在无砟轨道上铺设跨区间无缝线路，且施工质量满足客运专线350km/h的要求，这在国内外是首次，没有现成的经验可以借鉴。因此，施工组织从材料选择、方案比选、工装配置、工艺研究、质量控制、人员配置等都是个全新的过程。 2.质量标准高。钢轨焊接接头轨顶面及轨头内侧工作面平整度0+0.2mm；无砟轨道完工后，10m弦长高低、轨向、水平、轨距幅值2、2、1、1mm；无砟道岔铺设，10m弦长高低、轨向、水平、轨距幅值1mm，其余尺寸0.5mm。施工质量要求如此之高的标准在国内是一次。,3.外部干扰大。铺轨工程项目都受制于无砟轨道施工、地方干扰、材料供应等外部因素的干扰，实际施工中，钢轨焊接与锁定、道岔焊接与锁定等受制于冬季寒冷天气的制约。 4.施工工期紧。2007年11月中旬到2008年1月底完成长钢轨焊接与锁定，仅锁定一项，在冬季严寒天气中，一天的工作量要达到双机9km(6处)单元轨节。 5.社会影响大。京津城际轨道铁路特殊的工程地位和政治影响，决定本项目工程施工影响大，能否按期完成和保证质量不仅事关项企业发展，也直接影响中国铁路的建设。,四、施工总方案,修建带轨道联络线及焊轨生产线的焊轨基地，焊接并存放500m长钢轨；全线无砟轨道铺设完成后，利用自主研发的无砟轨道铺轨机组采用拖拉法铺设500m长钢轨；工地焊接将500m长钢轨焊成1500m单元轨节，再采用加伸法锁定无缝线路，道岔前后及钢轨较短地段则用加热法完成封口，最后形成跨区间无缝线路；利用钢轨扣件调整和修正轨道几何线性，轨检小车配合测量和数据分析；借用路局钢轨打磨列车对全线钢轨进行预打磨。,第二节 长钢轨基地焊接,一、焊轨基地方案,焊轨生产区按日焊轨3km、存100m定尺轨60km、存500m长轨232km的生产能力规划，全长2.2km，宽2235m，分为4个短轨区、焊轨生产线和2个长轨区。 焊轨生产线采用gaas80焊轨设备，依次设除锈、焊接、粗磨、正火、水冷、精磨、四向调直和探伤等共7个工位，各工位间按100m间距布置。短轨区、长轨区分别设1套5台走行联动门吊和2套各32台固定式联动门吊配合长轨的卸存。生产区贯通布置1832m长的滚辊输送线。,二、劳动力及资源配置,（一）施工组织机构及劳动力投入 组建焊轨工区负责修建焊轨基地和焊接存放长钢轨的安全、质量、工期及成本目标的管理工作，下设工程、安全、综合办公室以及焊轨队、质检组、行车室、装吊班、保卫组等机构。投入劳动力120人。,1、管理及服务,2、生产班组,（二）主要施工设备,三、长钢轨基地焊接流程及工序,1.整码钢轨,短钢轨按生产厂家、轨型、规格分类堆码。钢轨顺联络线平行堆码，按7.5m间距布置钢筋混凝土台座，层与层钢轨间用方钢管支垫，堆码高度不高于15层。 装卸钢轨轻吊轻放，严禁摔跌、撞击，以防钢轨损伤。堆放要求正向平顺排列，并整齐、平直、牢固， 严禁侧向放置以防钢轨扭曲。,钢轨外形尺寸检验样板,定尺轨存放场,2.选配轨,将基地入场验收合格的钢轨，根据无缝线路设计图纸，编制配轨。按配轨表的顺序和要求，丈量每根钢轨长度，挑出伤损轨另行存放，再依次配轨，将选配好的定尺轨吊放于输送支架滚轮上。选配时，将钢轨端面根据实际尺寸偏差进行选配，将断面对称，公差基本一致的钢轨相对焊接，以确保焊接质量。选配轨时应将待焊钢轨分组从堆码场吊装至选配轨平台，轨头向上排列。钢轨检查应对钢轨高度、轨头宽度、轨底宽度、断面不对称、端面斜度（垂直、水平方向）、端面弯曲、轨身平直度及钢轨表面质量都要全面检查。,3.轨端打磨除锈,采用除锈机将轨端0.5m范围内打磨除锈，达到光洁程度，使焊接时电极接触良好，加工好的端面应显出金属光泽，在距端面20mm以内的钢轨表面应无锈垢，打磨好的端面待焊时间超过24h以上或打磨后有水、油、烟、灰污染时，应重新打磨处理。对母材的打磨量不超过0.2mm，除锈时，严禁横向打磨。除锈打磨结束后，焊接前应再次检查除锈部位的钢轨表面质量，应剔除不合格钢轨。,除锈机,轨端进入除锈机,除锈,4.闪光焊接,将经过焊前处理的钢轨传送给焊轨机。 钢轨接头在焊轨机内对中，经过闪光预热、接触顶锻、推凸后完成焊接全过程。焊接轨温不宜低于10。焊接接头轨头和轨底、轨底顶面斜坡的推凸余量不应大于1mm，其他位置推凸余量不大于2mm。不应将焊渣挤入母材，焊渣不应划伤母材。 推凸后、未经打磨处理的情况下，应使用检测直尺（1m）和塞尺检查接头错边，在焊缝中心线两侧各15mm的位置测量并计算接头错边量，接头错边量不应超过下表的规定值，对于接头错边量超过最大允许值的焊接接头，应在焊缝两侧各100mm的位置切掉钢轨焊接接头。,钢轨焊接,焊头标识,5.冷却与编号,用自然冷却将钢轨焊接接头温度降至500以下，并对焊头进行编号，用油漆喷号。标识位置位于同一侧轨腰、距焊缝13m位置，标识应清晰、端正。标识方式应保证每个钢轨焊接接头（成品）能够依各项生产记录或信息实现追溯。,6.正火,当轨温降到300500时，用专用的正火设备把钢轨焊接接头加热到a3（亚共析钢）或acm （过共析钢），加热温度850950，正火完后，用喷风装置对焊缝进行快速冷却，使其轨温快速冷却至500550。以达到细化金属结晶、均匀组织，提高焊缝硬度，减少或部分消除焊接的残余应力，改善并提高焊缝及附近粗晶区的力学性能的目的。可利用轴流通风机进行吹风冷却。使钢轨接头温度降至500以下。,7.粗磨,对焊接接头进行初打磨，清除轨头、轨腰、轨底和坡角的残余焊瘤。粗打磨的部位是距轨底脚尖端35mm范围内的轨脚上表面焊筋，为避免探伤误判，可以对该范围内的轨脚下表面焊瘤打磨处理,轨底下表面焊筋余量不得大于0.5mm。接头处的轨底上、下脚应打磨圆顺，打磨时不得伤及母材，打磨后的不平度0.5mm。应对焊接接头的轨腰及其上、下圆角、轨头的外侧进行打磨，使得这些部位的不平度1mm，并对轨顶面及工作面进行初打磨使其焊后推凸余量0.8mm。 钢轨打磨应顺钢轨纵向进行，不得横向打磨。打磨时用力不得过猛，不得冲击钢轨和在钢轨上跳动，打磨量不得过大，严禁打亏，严禁打磨表面发黑发蓝。,轨面打磨,轨底打磨,8.水冷,对焊接接头较长范围内进行雾和水冷却，使焊接接头表面温度达到50以下。,焊头水冷,钢轨四向调直,9.四向调直,用四向调直机对钢轨不直处进行校直，使钢轨在水平和垂直方向平直度达到要求标准。焊接接头的轨头工作面经外形精整后表面不平度应满足：在焊缝中心线两侧各100mm范围内，表面不平度不大于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。焊接接头及其附近钢轨表面不应有裂纹、明显压痕、划伤、碰伤、电极灼伤、打磨灼伤灯伤损。测量钢轨焊接接头平直度应在温度低于50时进行，测量长度1m，焊缝居中。,10.精磨,用精磨机对轨头及工作面进行打磨，使其直线度达到要求标准。精磨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损伤或热损伤，不应使用外形精整方法纠正超标的平直度偏差和超标的接头错边。,11.探伤,用钢轨探伤仪检查焊接质量，检查内部是否有裂纹等缺陷存在。探伤前应对探测系统校准，探伤时焊接接头的温度不应高于40，当焊接接头温度高于40时可浇水冷却，浇水冷却时的轨头表面温度应低于350,扫查前检查测面表面粗糙度应无锈蚀和焊渣，打磨面应光滑，打磨范围应能满足探伤扫查需要。探伤应填写探伤记录，探伤记录包括仪器、探头、焊接接头编号、测试数据、探伤结果及处理意见。,焊头精磨,焊头探伤,12.长钢轨验收及存放,对焊接后的长钢轨进行全面的检查，填写质量证明书。对于验收中发现的问题应及时处理。 长钢轨基地存放时，应轨面平整，排列整齐，堆放牢固。分层堆码时，层间必须平直，不得窜动，上下层间50mm方钢管安放应对齐、稳定、牢固。堆码层数及钢轨根数由存轨台的存载能力、取材方便和稳定性决定，但最多堆码不超过12层。层与层长钢轨之间用方钢管支垫，上下对齐。,长轨群吊,长轨分区存放,第三节 长钢轨运输与铺设,一、概述,京津城际全线crts型轨道板及大号无砟道岔施工完成后，中铁二局投入2台（套）wz500型无砟轨道铺轨机组由武清向天津、北京方向铺轨，移动闪光焊焊接单元轨及联合接头。铺轨工期2007年11月13日开始至12月18日结束。,二、技术标准,1.正线无缝线路最短焊接短轨不小于12m，道岔前或后最短焊接短轨不小31m或37.5m，钢轨焊接接头须错开刚度变化点5m以上，单元轨接头应置于两承轨台扣件节点中间。 2.除道岔内外焊接接头采用铝热焊外，钢轨焊接接头采用闪光接触焊，钢轨焊接按规定作焊接型式试验和周期检测，并由铁科院出具合格试验报告。 3.本线无缝线路锁定轨温233，相邻单元轨间的锁定轨温之差不大于5，同一区间单元轨间的最高与最低锁定轨温之差不大于10，左右股钢轨锁定轨温之差不大于3。,4.除采用超声波探伤仪探伤外，焊接接头的表面平直度允许偏差： （1）轨顶面+0.2、0mm； （2）轨头内侧工作面+0.2、0mm； （3）轨底（焊筋）+0.5、0mm。 5.全线钢轨预打磨作业后，钢轨顶面平直度1m范围内允许偏差+0.2、0mm。 6.轨道静态平顺度允许偏差： （1）轨检车检测轨距1mm，高低（弦长10m）、轨向(弦长10m)、扭曲（基长6.25m）2mm，水平1mm； （2）动态检测执行铁路局标准。 7.在满足轨道平顺度标准的基础上，轨面高程允许偏差+4、0mm，中线允许偏差10mm，线间距允许偏差+10、0mm。,三、500m长钢轨运输铺设流程及工艺,（一）施工流程 500m长钢轨运铺分为运输和铺设两个阶段,（二）主要工艺要点,1.施工准备 500m长轨铺设在无砟轨道或无砟道岔完成并达到过车条件下开始。施工准备工作包括。 wz500型无砟轨道铺轨机组的安装调试。利用铺轨基地轨道联络线或调车线，对wz500型无砟轨道铺轨机组进行安装、调试，对铺轨牵引车及分轨器、锁轨装置等进行工艺检验。 铺轨地段无砟轨道或无砟轨道施工质量达到铺轨条件的确认。由业主组织监理、咨询及线下无砟轨道施工单位共同确认无砟轨道或无砟道岔施工达到铺轨条件。 建立行车安全管理体系，成立前方站，制定并实施工程线运输管理办法，与线下各单位签订安全配合协议，确保配置行车与施工两不误。 依据设计编制配轨图，配轨图应考虑道岔、信号绝缘、路桥过渡段及最小铺轨长度等因素。 依据配轨图，编制装车计划。,2.长钢轨吊装,基地长钢轨吊装时，按每人负责24台门吊均匀分布。长钢轨存放龙门吊设计为集中联控，可同步起落、横移。长钢轨吊起后，龙门吊控制室按现场指挥人信号，将长钢轨横向移动到位，并统一走行、升降、下落就位。长钢轨吊运时各台龙门吊动作一致，缓起缓落，保持钢轨基本平稳。长钢轨下线作业和装车作业时，与本作业无关的人员不得随意进入现场，严禁穿越已起吊的长钢轨。 长钢轨装车堆码整齐，按顺序编号、左右股对称放置，以方便出轨拖拉。长钢轨装车时，顺铺轨方向端对齐，并相互锁合，轨端头设挡，防止钢轨运输途中窜动。基地长钢轨每日装车作业完毕后，由焊轨基地指令人员与铺轨组指令人员相互签认交接记录，交接记录包括所装长钢轨数量、长度、编号和装车时间、交接人员等相关内容。,吊装好的500m长轨,500m长轨铺设全景,3.长轨列车运输,长轨列车按行车管理办法由武清焊轨基地向区间铺轨地推送运输，长轨列车通行，区间线路封锁单线。长轨列车推送行车速度不大于30km/h，接近铺轨地点1km减至5km/h，由调车人员引导列车至铺轨地点。,4.500m长钢轨铺设,轮胎式铺轨机和钢轨导向车预先在铺轨起点处等待，待长轨运输车进入区间后，df4机车推送长轨运输车与钢轨导向车连接； 人工从铺轨机上牵引绳经钢轨导向车引入长轨运输车，并按预定顺序分左右两股各挂住钢轨轨头，车上人工配合拨轨和拖轨；同时卸钢轨扣件、支垫滚筒； 铺轨机向前走行，牵引长轨经钢轨导向车和后引入未铺地段轨道板承轨槽，之后向前走行铺入线路； 拆除牵引绳和支垫滚轮，按1/4上齐并拧紧轨枕扣件，用锯轨机锯平钢轨接头后，无孔夹板连接钢轨接头； 机车推送长轨运输车向前走行，进入下1对钢轨铺设。 后续人员按1/2补齐扣件，以保证工程列车通行45km/h的安全； 铺轨时按1.5km（单元轨节长度）加入短轨头，短轨头的长度根据实测轨温计算单元轨节钢轨锁定时的预留伸长量、扣除焊接顶锻量和轨缝值后得出，以避免钢轨焊接和锁定时长钢轨大范围串轨。,内燃机车,500m长轨运输车,铺轨机运行中,铺轨机拖拉长轨,5.长轨列车返空,长轨列车返空时按牵引行车，行车速度最大45km/h，区间封锁单线行车，进行车站按最高15km/h调车。,四、500m长钢轨工地单元焊接,关键技术研究,1.移动闪光焊冬季施工措施 刮风、下雨及下雪须做好防风、防雨措施。 气温低于10或风雨雪天气导致钢轨温度低于10时。在此条件下进行移动闪光焊作业，需要采取以下施工措施。 钢轨焊接前，采用加热器（气压焊专用氧炔焰加热器）对轨端及前后1m范围预加热至3550，加热结束在焊机对位之前用石棉材料覆盖，保证钢轨在正式焊接前轨温不低于10。轨温过低时，应增大钢轨加热长度和加热温度。 钢轨焊接、推瘤完成，移动焊轨机及时退出，用特制的保温箱罩盖接头及前后500mm，时间至少10min，待钢轨接头温度缓慢冷却至500以下时，方可拆除保温箱，进入下道工序。 正火作业后，用保温箱二次罩盖焊接接头，至钢轨接头温度缓慢冷却至50以下。轨温过低时，应延长钢轨保温范围。 该特制的保温箱用铁皮焊接而成，内加石棉保温材料，设测温装置。（如图7-6-3-9所示。）,2.铝热焊冬季施工措施 刮风、下雨及下雪须做好防风、防雨措施。 气温低于15或风雨雪天气导致钢轨温度低于15时，在此条件下进行铝热焊作业，需要采取以下施工措施。轨温过低时，应增加钢轨加热长度和加热温度。 钢轨焊接前，采用加热器氧炔焰对轨端及砂模两侧各1m范围预加热至50，并保证钢轨在正式焊接前轨温不低于15。 钢轨焊接、推瘤完成，用特制的保温箱（同上）罩盖接头及前后500mm，时间至少15min，待钢轨接头温度缓慢冷却至50以下时，方可拆除保温箱，进入道工序。轨温过低时，应延长钢轨保温范围。,（三）主要工艺要点,长轨移动闪光焊接在铺轨一定数量后，利用长轨列车行车间隙进行，顺铺轨方向依次进行，焊轨时需要在线路两端设置防护，以保证施工设备及人员安全。 移动闪光焊施工主要工序包括： 施工准备轨端打磨焊机对位焊接正火调直打磨探伤、检查恢复线路。,1.施工准备 人工使用丁字扳手全部松开距待焊接头10m及前1根500m长轨的轨枕扣件，通常左右股2根钢轨同时进行，并校直钢轨；按10m间距在前方钢轨下支垫滚筒，并按待焊接头两端各10m设位移观测点，以检查焊接时钢轨的相对位移和实际顶锻量。,轨端打磨,2.轨端打磨 对两焊接轨端面、焊机电极钳口轨腰接触区打磨至呈现光泽，对有缺陷的钢轨端头用锯轨机切割，调整焊缝在两个承轨台中间。,轨头焊接,3.钢轨焊接 在钢轨下加楔子将两焊接轨端抬起15cm的高度并调平，便于焊机对位夹轨。轨道车推进移动焊轨车初定位，由吊机的液压系统吊起焊机精确定位，焊机夹紧钢轨并自动对正后自动焊接钢轨、顶锻并推除焊瘤，完成钢轨接头焊接后，移动焊机退出焊接位置。,4.钢轨正火 在焊接接头不受拉力的条件下有用氧炔焰正火，正火温度90050，正火时间及相关要求按焊接型式检测确定的工艺。 5.移动焊机前移 钢轨焊头轨温降到350 以下时，拆除轨下支垫及滚轮，按1/8上齐轨枕扣件并拧紧螺栓，移动焊机前移进入下一焊接接头作业。之后，继续按1/4补充扣件，以保证工程列车通行安全。,6.钢轨打磨 在焊缝温度低于300时进行焊头打磨，打磨过程中保持轨头的外形轮廓。焊头打打磨长度不超过焊缝两侧各450mm的限度，轨底上角、下角应打磨圆顺。采用手砂轮粗纵向打磨焊接接头，使火花飞出方向与钢轨纵向平行，打磨过程中砂轮不得在钢轨上跳动，以防冲击钢轨母材。 使用仿型打磨机将焊缝及焊缝两侧1m长度范围内的轨顶面、轨头内侧面进行精细打磨，打磨时钢轨温度不大于50。,7.钢轨探伤及线路整理 利用便携式超声波探伤仪检与查焊缝质量，检查焊接接头平整，全部上齐轨枕扣件，喷焊接接头流水号。 8.冬季焊轨特殊措施 刮风、下雨及下雪须做好防风、防雨措施。 气温低于10或风雨雪天气导致钢轨温度低于10时。在此条件下进行移动闪光焊作业，需要采取的施工措施如前所述。 气温低于15或风雨雪天气导致钢