城市轨道交通轨道铺装工艺

　　摘要：城市轨道交通是城市公共交通的重要组成部分，具有节能、低污染、安全性高等优点，是符合低碳绿色环保经济发展的交通体系，近年来在我国得到了迅猛的发展。目前我国正形成以地下铁道为骨干，多种类型并存的城市轨道交通体系，并呈现出多元化发展的趋势。作为城市轨道交通的重要基础设施之一，轨道直接承受了列车荷载，因此保证轨道铺装质量成为城市轨道交通施工中的关键环节。本文对目前城市轨道交通无缝线路轨道铺设新工艺进行了探讨，对如何科学有效的提高城市轨道交通无缝线路施工质量进行了研究。
　　关键词：城市轨道，铺装工艺，施工方法，轨道铺装，无缝线路
　　
　　引言
　　 城市轨道交通是城市公共交通的重要组成部分，具有节能、污染低、安全性高等优点，是符合低碳绿色环保经济发展的交通体系，近年来在我国得到了迅猛的发展，目前，我国正形成以地下铁道为主体，多种类型并存的城市轨道交通体系，并呈现出多元化发展的趋势。按照用途来分，城市轨道交通可以分为城市铁路、市郊铁路、地下铁道、轻轨交通、城市有轨电车、独轨交通、磁悬浮线路、机场联络铁路、新交通系统等。作为城市轨道交通的重要基础设施之一，轨道直接承受了列车荷载，因此保证轨道铺装质量成为城市轨道交通施工中的关键环节。
　　一、无缝线路施工特点
　　 传统的轨道铺装工艺是将每根12.5m或25m的钢轨联结成轨道，这种铺装方法每隔12.5m或25m就会有一个接头，并会留一道约为6mm的轨缝，虽然轨缝有效的防止钢轨在热胀冷缩时产生的温度力对钢轨结构造成影响，但却会使列车在运行时产生令人讨厌的“咔哒咔哒”声，行车颠簸，舒适度较差。同时，车轮与钢轨的撞击，会损害车轮，降低车轮使用寿命。
　　 无缝线路把不钻孔、不粹火的25m长的钢轨在基地或焊轨厂焊接成250m的长度，然后运往铺轨工地，用铝热焊焊接成1000m到2000m的长度，再铺设到线路上。目前无缝线路分为温度应力方式和放散应力方式两种，温度应力方式由焊接长钢轨和两端若干根标准钢轨组成，用夹板和螺栓进行连结，采用这种方式结构简单，铺设和维修均较为方便，但因为钢轨会承受很高的温度力，所以一般适用于常年轨温变化不大于90℃的地区；放散应力方式是在焊接长钢轨的两端设置温度伸缩调节器，随时释放温度力，这种方式结构稍显复杂，但钢轨承受的温度力会随时释放，比温度应力式具有更高的可靠性和稳定性，并且适应多数地区。
　　二、无缝线路轨道铺装工艺
　　 无缝线路是一次性铺装，所以除了需要必备的移动式接触焊机等设备外，还必须要有一套规范、严格的施工工艺。目前所使用的《钢轨焊接接头技术条件》（TB/T1632-91）、《无缝线路铺设养护维修方法》（TB2098-89）等技术规范，均是在固定式焊接基础上建立和完善起来的，在移动式接触焊机上的应用，不论是焊接、铺设工艺、技术要求、设备等方面均有不同。
　　1．移动式现场接触焊接技术
　　 移动式现场接触焊接技术又称本线焊接技术，是城市轨道交通无缝线路铺设工艺中的重要技术，同固定式焊接建有辊道流水线使辊道面处于同一个平面上不同，移动式接触焊接是在现场线路上进行的，焊接轨并不处于同一个平面上，没有统一的基准线，所以在焊接前，必须将待焊接轨调整到同一偏转角，以免焊接偏转产生扭曲。此外，移动式现场焊接是在线路上直接焊接的，要使接头处在圆顺的位置上难度极大，因此在焊接前，必须将待焊接钢轨调整到焊接点切线方向的直线上，以免焊接头形成折角。由于移动式现场焊接是采用本线焊接的方式，所以焊接车必须停放在已经焊接完成的长轨上，而且焊机头作业时，待焊接轨底必须有一定的空间，所以焊接处待焊接轨头必须进行垫高处理，垫高后焊接车第一轮焊接点同焊缝处的轨道会形成斜面，所以必须对待焊轨进行调整，使其处于同一斜面，这样才能避免焊接头出现不平顺现象。
　　2．移动式现场焊接工艺流程
　　 在轨道交通工程设计中，对钢轨的焊接轨定了如下工艺流程：查轨、验收——测量、配轨——前调直——前打磨——焊接——风冷、精磨——正火热处理——后调直——强冷——精磨——处型检测验、无损检测。这套工艺流程主要针对于传统的固定式焊接，而对于移动式现场焊接，尤其是无缝线路铺装施工中的本线焊接，由于轨下空间很小，使得轨面很难平顺，而且现场焊接作业只能在一个点上按流程顺序进行，使得作业效率较低。为此，可以采用将作业流程分为两大版块：焊接和焊前处理、焊后处理。每次对轨焊接后进行临时固定，让焊接车利用临时固定的钢轨对下一对轨进行焊接，但这种方法会使焊头在未经焊后处理就承受焊车车轮的辗压，并且承受着车对下一对轨进行焊接时的垂直载荷和振动载荷，容易造成钢轨的变形损伤，所以必须将焊车垂直载荷和振动载荷充分考虑进去。
　　3．铺装工艺
　　 无缝线路轨道的铺装，在经过移动式焊接处理后，每段轨缝间距为1000m~2000m，这种移动式长轨焊接的连续作业要求，很显然同传统的25m轨的轨温锁定是不可能相同的，尤其是在地面和高架段更是如此，必须充分考虑长轨焊接连续作业的应力作用并进行相应的调整。而无缝线路中钢轨所承受的温度力的大小同轨温的变化有着直接关系，所以在锁定轨温时必须正确、合理，以避免因热胀冷缩造成冬天钢轨被拉断，或夏天胀轨跑道，危及行车安全。
　　4．无缝线路轨道铺装设备
　　 移动式焊接作业车是无缝线路轨道铺装的必须设备，目前我国已经完成研制并投入使用，主要由发电机、焊机、悬挂焊机头的吊机以及存放众多设备的轨道车平板组成。全车长12700mm，总宽2538mm，总高3470mm，当吊架处于最大工作半径时，由于吊架的外侧已接近1600mm限界，所以该设备在“轻轨”工程中会受到限制。
　　 轨道支架是无缝线路轨道铺装中所必须的另一重要设备，为焊接钢轨时提供一个标准的作业平台，有可调节支架和固定支架两种。
　　 调直设备是在焊接后对轨道进行调直的设备，目前还没有可以直接移用的设备，调直设备必须能对焊头进行X轴和Y轴两个方向的调直，其轨下部分结构应当尽量缩小，必须能达到TB1632-91所规定的标准。
　　5．无缝线路轨道铺装工艺流程及技术规范
　　 无缝线路轨道的铺装，必须严格按照TB/T1632-91和TB2098-89技术规范执行，此外，由于移动式现场焊接的特殊性，还有一些特殊要求，如对于焊头冷却速度的控制与固定焊接就很大的区别以及焊缝的处理等。
　　 对于无缝线路轨道铺装工艺流程，包括轨排组装和道床浇筑、长轨现场焊接、无缝线路铺设三个部分。其中，现场焊接和焊后处理，可根据应力状况平行作业，以提高作业效率，焊后处理必须在长轨条完全自由的状态下进行，并保证应力均匀。
　　结束语
　　 城市轨道交通轨道铺装工程科技含量高，尤其是无缝线路轨道铺装方法，对轨道结构、地理条件、设备能力等均有特殊要求。本文只是对城市轨道交通中无缝线路轨道铺装方法进行了定性分析和浅易的定量研究，在具体应用中，还需要根据实际情况进行相应的调整，以满足实际施工的需要。
　　
　　参考文献：
　　[1]《城市轨道交通工程质量验收标准[S]》（DB11/T311-1—2005），
　　[2]《轨道工程施工质量验收标准[S]》（QGD—016—2005）
　　[3]《350Km/h客运专线无砟轨道铺装设备研究及施工工艺》（陈高红，铁道建筑技术，2010.10）
　　[4]《北京地铁5号线轨道铺装施工技术浅析》（李铁林，综合运输，2011.2）

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