1.工程概况
1.1京哈改线是Ⅰ级电气化无缝铁路,本次DK273+300~DK276+500,设计时速160km/小时,钢轨采用60kg/m PD3 25m标准无眼轨,一次性铺设无缝线路,改线长度3.2km:
钢轨焊接接头数目共468个,如下表: 里程 273+300~275+600区间 焊轨数目 314 8 60 44 42 146 合计 326 备注 预铺闪光焊接 点后焊接 线路、道岔预铺焊接 (I、II道) 正线18#及12#道岔岔内焊接 点后焊接(I、II道及西端) 275+600~276+500站场 1.2枕木采用III型有挡肩预应力混凝土枕,长2.6m,每公里1667根,弹条Ⅱ型扣件。
1.3道床按照重型轨道标准进行设计,采用双层道床,面砟30cm,底砟20cm。道床标准采用一级碎石道碴,道床顶宽3.4m,边坡为1:1.75。
1.4气象条件
秦皇岛地区属于暖温带亚湿润气候区,受海洋性气候影响。按对铁路工程影响的气候分区,属于寒冷地区。主要气象要素如下(观测时间:1995年至2004年):
历年极端最高气温: 39.2℃ 历年极端最低气温 -24.3℃ 历年年平均气温: 11.3℃ 历年最冷月月平均气温 -4.7℃ 历年平均相对湿度(%) 62.7 历年年平均降水量: 571.3mm 历年年平均蒸发量: 1262mm 历年最大积雪深度: 10cm
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累年平均风速: 2.27m/s 累年最大风速及风向: 12.3m/s 主导风向: C、S、W 土壤最大冻结深度: 0.90m 2.编制依据
《铁路轨道工程施工质量验收标准》(TB10413-2003) 《钢轨焊接 第1部分:通用技术条件》(TB/T1632.1-2005) 《钢轨焊接 第2部分:闪光焊焊接》(TB/T1632.2-2005) 《钢轨超声波探伤》 (TB/T2658.21-2007) 3.工期安排
铺设底碴:2009年12月20日~2009年3月1日 铺设枕木:2009年12月31日~2010年3月14日 无孔标轨连接:2010年1月5日~2010年3月27日 铺设面碴:2010年1月8日~2010年4月2日 线路捣固及整修:2010年1月8日~2010年4月5日 标准轨焊接:2010年1月10日~2010年4月6日 4.无缝线路施工方案
4.1铺设底碴
铺碴前对线路中桩、基桩及路基高程进行复测,底碴铺设厚度为20cm,误差控制在±50mm,压实密度不低于1.6g/cm3。
4.2铺设枕木
轨枕运至施工地点后,钢筋混凝土枕在现场进行集中硫磺锚固后再进行散枕,根据已测设的线路中桩,用麻线或细铁丝挂好轨枕边线,抬摆轨枕。
4.3铺设面碴
线路铺设完成后采用汽车上面碴。道碴质量满足设计要求,按设计的厚度、宽度和坡度一次上足道碴,然后人工配合机械进行上碴整道。
4.4铺轨及捣固整修
25m无孔标准轨采用汽车倒运到现场,用鱼尾板做简易连接;并能够满
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足小型液压捣固机进行捣固。随着进行捣固进行线路整修,达到焊轨机和轨道车安全运行状态,具备焊接条件。
4.5钢轨焊接
本次焊轨采用现场移动闪光对焊,配置有锯轨设备、轨端除锈设备、移动式钢轨闪光对焊设备、热处理设备、钢轨焊接接头矫直设备、仿型打磨机以及焊接接头热处理装置、发电机组等,设备应具有产品质量合格证书。
钢轨焊接前检查钢轨型式尺寸:钢轨高度(H)、轨头宽度(WH)、轨底宽度(WO、断面不对称(As),端面斜度(垂直、水平方向)、端部弯曲、轨身平直度。采用矫直的方法纠正钢轨端部弯曲。钢轨外观检查合格后,进行钢轨除锈打磨;使用移动式焊轨机进行无缝线路长钢轨焊接时,要与无缝线路铺设工艺配合作业;锁定焊接时使用保压推凸,焊接接头冷却到300℃以下方可去除牵拉力。粗磨保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要,沿钢轨纵向打磨,钢轨打磨表面不出现打磨灼伤,焊接接头非工作面的垂直、水平方向错边应进行纵向打磨过渡。钢轨焊接接头正火加热的起始温度应低于500℃ (轨头表面),加热温度850℃~950℃,轨头冷却采用自然冷却。焊接接头矫直纠正焊接接头平直度偏差;矫直作业前,焊接接头温度应低于400℃,使用精磨机或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。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。不应使用外形精整的方法纠正超标的平直度偏差和超标的接头错边。
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钢轨焊接工艺流程图
钢轨的选配 钢轨焊前检查 矫直钢轨 焊后热处理 焊前除锈 焊接接头矫直 外形精整及平直度检验 5.冬季钢轨焊接质量保证措施
5.1除锈
粗磨 焊接和推凸 超声波探伤 除锈是钢轨现场移动式焊接第一道工序,是保证焊头质量的关键。轨端除锈是对待焊钢轨端面600mm范围内轨腰两侧表面除锈,使其露出90%以上的金属光泽;若在此范围有凸出轨腰表面的厂标、生产日期等符号必须磨平。
轨端除锈使用机具为9350N型手提棒砂轮机2台;对钢轨母材的打磨量≤0.2mm,由于冬季施工中,空气湿度大,钢轨除锈后的裸露处在40~60分钟内会重新产生氧化层,特此在焊接前,对除锈进行检查,如果不符合标准要用角磨机进行二次打磨。
5.2移动式闪光焊机
钢轨焊接施工中根据钢轨长度调整焊机的泵站油压和减压阀油压,如天气温度过低,将焊机冷水机的冷却水和发电机冷却水换成防冻液,发电机组的燃油根据天气温度更换为-20或-35号柴油,并每天对发电机进行保温运行。待焊之前对打磨后的钢轨进行除湿加温处理;用汽油喷灯对钢轨头全断面进行加热到焊接温度,加强焊机内部系统参数及焊接图形的观测,特别是钢轨顶锻量顶锻位移的观测。
本段线路钢轨焊接跨越冬季施工,冬季施工时焊接接头保温处理是很重要的,天气温度≥10℃时焊接完成后,铲掉焊渣迅速用防火保温棉将焊头全焊带包裹6~8min,使焊头温度渐渐冷却至600℃;天气温度10℃~0℃时焊接完成后,铲掉焊渣迅速用防火保温棉将焊头全焊带包裹8~10min,
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