[發(fā)明專利]一種線路鎖定焊接和熱處理一機化作業(yè)施工方法

有效

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• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103643604A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 戴虹;周世恒;楊明;黃正中;張煒;劉國用
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E01B31/18
• 分類號: E01B31/18
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發(fā)明涉及鋼軌焊接技術領域，特別涉及一種氣壓焊軌車一次完成線路鎖定焊接施工方法。

背景技術

目前，我國鐵路既有線換鋪無縫線路1000～3000米的長鋼軌，在線上進行鎖定焊和合攏鎖定焊，以及在線接頭焊縫、轍岔、斷軌搶修和日常的鋼軌更換等工作中，由于缺少線上焊施工關鍵技術和裝備，不得不采用鋁熱焊方法和工藝進行鋼軌焊接。

根據(jù)線路的平面位置情況（曲線半徑），線路的換鋪方法分為人工換鋪和機械換鋪兩種。人工換軌法由于使用人工勞動力多、勞動強度大、在施工過程中容易發(fā)生人身傷害事故、舊料回收不方便，在大修施工中使用已越來越少。機械換鋪是用軌道車（或機車）牽引換軌小車，將1000～3000米的單元軌節(jié)和原線路上的舊鋼軌進行交換，使舊軌撥出，新軌撥入承軌槽。當線路達到穩(wěn)定階段后，進行應力放散、鎖定作業(yè)，形成區(qū)間無縫線路。

采用鋁熱焊接得到的鋼軌接頭焊縫，其組織結構為鑄態(tài)組織。接頭受熱面積較大，接頭組織和性能較差，尤其塑性和韌性較低，強度低，質量欠穩(wěn)定，斷頭率高，綜合性能較差。因此，接頭焊縫是無縫線路的薄弱環(huán)節(jié)。

特別是，當鋁熱焊焊接工藝選擇不當時會產生焊接缺陷，將會更加容易出現(xiàn)接頭焊縫的早期傷損和折斷，進一步會危及行車安全。氣壓焊軌車是目前世界上先進的現(xiàn)代焊軌裝備，其質量穩(wěn)定，尤其是拉伸、焊接、熱處理一機化作業(yè)施工方便、工程量小，難度系數(shù)小、性價比高，前期工作線下焊接已經良好解決，目前工程實際急需線上高效優(yōu)質焊軌施工技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種線路鎖定焊接和熱處理一機化作業(yè)施工方法，它能有效地解決目前換鋪施工以及線上鎖定焊接工藝的不足。

本發(fā)明目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種線路鎖定焊接和熱處理一機化作業(yè)施工方法，包括采用移動式氣壓焊軌車的全自動數(shù)控氣壓焊軌機：

步驟一：首先對施工線路進行排軌、鋸軌、除銹、端磨、拉軌、焊接、噴風冷卻、保壓熱處理、矯直、精整、探傷工序的預處理；

步驟二：測量施工軌溫，施工軌溫應小于設計軌溫，若施工軌溫大于等于設計軌溫，需增加輔助降溫的技術措施；

步驟三：依據(jù)軌溫差（ΔT）和焊接消耗量（S），優(yōu)先選擇撥彎量ΔB等于0的區(qū)段長度（L）范圍；撥彎量按下式計算：

ΔB=（S+D）-ΔL，且ΔB≮0???（式1）

式1中：

ΔB----撥彎量（mm）

S----焊接消耗量（mm）

D----焊口調整量（mm）

ΔL----鎖定軌溫拉伸量（mm）

ΔL按下式計算：

ΔL=ΔT×α×L???（式2）

ΔT=T-T1???（式3）

式2和式3中：

ΔT-----軌溫差(℃)

T----設計鎖定軌溫(℃)

T1----作業(yè)實際軌溫(℃)

α----鋼軌溫度線長系數(shù)(0.0118mm/m·℃)

L----鎖定焊接施工區(qū)段長度(m)；

步驟四：確定鎖定焊接施工區(qū)段長度，選擇大于1000米～3000米的單元軌進行線上鎖定焊接；

步驟五：將鎖定焊接施工區(qū)段前方50m線路上的扣件鎖定，形成鎖定焊接和拉伸鎖定的兩個區(qū)段，確保焊接區(qū)段和前方的拉伸鎖定區(qū)段能獨立施工；

步驟六：根據(jù)所選擇的區(qū)段長度L和軌溫差，可以獲得對應的拉伸量ΔL，利用焊機具備的拉力和拉伸，直接拉軌進行鎖定焊接；

步驟七：施工時，應將靜端鋼軌20m范圍的扣件全部解除，并使用軌距桿鎖住鋼軌，在鋼軌下面放置專用墊軌裝置，使線路抬高產生一個與原線路1%的順坡。

步驟八：焊軌車爬坡到達工位并使動端與靜端鋼軌對齊后，氣壓焊軌機落下，一次夾持，順序完成拉軌、焊接、噴風冷卻、保壓熱處理施工作業(yè)。使一次鎖定焊接區(qū)段線路的鎖定軌溫穩(wěn)定保持在設計軌溫范圍之內。

施工時，撥彎區(qū)段宜設置在距焊口70m-100m范圍內，向外向上斜向撥彎；

由于前方50m線路上鋼軌直接鎖定，該區(qū)段未考慮溫度應力，所以在鎖定焊接區(qū)段鋼軌拉伸時應考慮該50m段的超拉量，待鋼軌焊接完成后，松開該段螺栓，等待應力釋放后重新擰緊，使該段應力水平達到設計軌溫的應力水平。

所述專用墊軌裝置由六對十二件獨立的金屬軌枕墊組成，每個金屬軌枕墊根據(jù)安放位置設計對應的高度，并以一號～六號成對編號。

所述金屬軌枕墊底板上的U型開口槽可快速插入軌枕螺栓位置，通過軌枕螺栓將金屬軌枕墊與軌枕可靠連接。