武广铁路客运专线钢轨焊接接头的平直度控制

2010-07-27卢盛山

铁道建筑 2010年1期

卢盛山,白杰

(沈阳铁路局建设监理公司,沈阳 110002)

武广客运专线现场无缝线路钢轨焊接接头采用移动式闪光焊和铝热焊施工中钢轨焊接接头的平直度偏差要求非常严格,从《钢轨焊接第 1部分通用技术条件》(T B/T1632.1—2005)、《钢轨焊接第 1、2、3部分通用技术条件》(T B/T1632.1—2005)和《客运专线无砟轨道工程施工质量验收暂行标准》的规定,介绍钢轨焊接接头平直度量测方法和打磨经验。

1 钢轨焊接接头平直度检测标准及方法

1.1 规范规定的平直度检测方法

《钢轨焊接第 1部分通用技术条件》中规定应在钢轨焊接接头温度低于50℃时测量平直度,测量长度为 1 m,焊缝居中,如果测量平直度时焊接处于热态,考虑冷却过程的影响,焊接接头热态下测得的平直度偏差允许高于表1的规定,但焊接接头在环境温度下测量的平直度偏差值应符合表1的规定。平直度偏差的测量位置分别在轨顶面纵向中心线、轨头侧面工作边距轨顶面 16 mm处的纵向线;测量应以中心线两侧各 500 mm的钢轨表面做为基准点。在钢轨固定闪光焊接生产线上,应使用非接触式自动检测尺测量焊接接头,其他情况可以使用便携式钢轨平直度测检直尺,自动检测尺和检测直尺的测量误差应不大于0.05 mm。

表1 轨头工作面 1 m长度平直度允许的最大偏差

《客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准》中 14.1.14中规定焊接接头应纵向打磨,不得有低接头,钢轨焊接接头平直度应符合表2的规定。

表2 钢轨焊接接头平直度允许偏差 mm/1 m

1.2 检测平直度方法的理解

1)量测焊接接头的平直度必须在轨温低于50℃时测量,一般在轨温温度30℃,温度高于35℃～50℃时平直度测量值会增加 0.05～0.10 mm,不能准确反映平直度偏差。

2)焊接接头处于热态(一般打磨的钢轨温度在300℃左右)时测量的平直度不是真实平直度,轨温在低限时测得的平直度数值比焊接接头处于热态时减小0.1～0.2 mm。

3)检测轨顶面平直度时用手掌按住距离焊缝中间一端钢尺 450 mm处(手掌宽度一般为 100 mm),使钢尺与钢轨面密贴,塞尺测量另一侧平直度偏差值,测量范围为距离焊缝 400～500 mm的平直度,并且焊缝中间至手掌接触方向不得有尖点(只能焊缝中间有尖点)。量测轨头内侧工作面焊缝到两端部不得有凸点,焊缝中间的凹处平直度偏差最大。

4)平直度偏差的测量位置分别在轨顶面纵向中心线、轨头侧面工作边距轨顶面 16 mm处的纵向线;测量应以中心线两侧各 500 mm的钢轨表面作为基准点。钢轨顶面任何处的纵向的平直度都应满足表2的规定,轨头侧面工作边上距轨顶面 16 mm处至轨顶面任何处的纵向线的平直度偏差都应满足表2规定。

1.3 现场焊接接头平直度检测方法

1)应在钢轨焊接接头温度低于50℃时测量平直度(一般在轨温不高于30℃量测),焊接接头 1 m范围内要除去锈蚀和杂物,钢轨扣件按规定锁紧,检测直尺的平直度偏差应＜0.05 mm。

2)将 1 m(经过计量部门检测合格平直度和不平整度小于0.05 mm)的检测尺放在钢轨顶面纵向中心线上,用手掌按住距离焊缝中间一端钢尺 450 mm处(手掌宽度一般为 100 mm),使钢尺与钢轨面密贴,用塞尺测量另一侧平直度偏差值,测量范围为距离焊缝 400～500 mm。找出(焊缝中间除外)轨顶面的尖点,并打磨掉除焊缝以外的尖点,但不能因为打磨造成凹陷。

3)检测轨头内侧工作边平直度测量,两手按住距离焊缝中间 450 mm处钢尺,使钢尺两端与钢轨面密贴,用塞尺量测焊缝中间两端 50 mm范围的平直度偏差值。

4)检测移动闪光焊接接头轨底平直度测量是用200 mm钢直尺,在轨底设反光镜,另外也可用手触摸轨底进行判断。

5)量测焊接接头的平直度必须在轨温低于50℃时测量,一般应在轨温接近焊接锁定温度时测量,轨温高于35℃时平直度偏差值会增加 0.05～0.15 mm。

1.4 影响焊接接头平直度的因素

焊轨工人要经过专业培训,设专人对轨,闪光焊接复核对轨的人员要检查钢轨顶面,工作边是否对齐,正火后矫直焊接接头轨温600℃时,尖点高 5～6 mm,可以保证轨温降至正常后,钢轨尖点为 0.5～1.0 mm,满足后期打磨要求;铝热焊对轨时要留 1～2 mm尖点,钢轨工作面要对齐;仿形打磨时要保持机具设备状态良好,检测工具计量应准确。

环境因素对平直度也有影响,轨温在10℃和轨温在接近50℃的轨顶面的平直度误差有 0.05～0.10 mm,铝热焊焊接气源不同,对轨时预留尖点就不同(气源不同,加热时间有差异),一般闪光焊要增加轨顶面平直度值,铝热焊要减小轨顶面平直度值,铝热焊作用边的平直度也有变化(受竖螺栓紧固不紧,钢轨外股轨底不密贴等因素影响),如高温松开扣件,因焊接接头钢轨底有折角,都会造成温度应力集中,使平直度不能恢复静态时状态,还可能发生竖直方向胀轨(横向因为无砟轨道的刚度大一般不会跑道),静态检查和动态检查钢轨的平直度也不同;辙叉跟焊接接头两端不同坡度垫板垫不能垫错,就是精磨平直度合格了,经过列车作用,工作边会出现支嘴,钢轨底有杂物对平直度也有影响。

1.5 焊接接头打磨方法

精磨必须在常温条件下进行。精磨钢轨顶面和工作边时必须使用仿形打磨机,不得用手动打磨机(手动不能保持亮带呈直线)。进行打磨前一定要确认钢轨的扣件达到设计的扣压力(弹条中间部分的密贴应该是 0.1～1.0 mm内,并确认锚固的竖螺栓紧固,铝热焊接头外侧轨角与挡座应密贴(≤1.0 mm)。

一般闪光焊接接头要经过焊接后的 3～4次静态精整,1～2次或多次列车通过后的精磨平直度合格才能判定合格;铝热焊接头要经过焊接后的 6～8次静态精整,2～3次或多次列车通过后的精磨平直度合格才能判为合格。

粗磨时钢轨顶面平直度偏差要预留顶面 2a1=0.4～0.8 mm,开始第一次精磨要有 2a1=0.4～0.6 mm。闪光焊焊接接头静态的的平直度 0.1 mm≤2a1≤0.4 mm最佳;铝热焊焊接接头静态的的平直度 0.2 mm≤2a1≤0.4 mm为最佳。闪光焊焊接接头静态的的平直度经过列车碾压一般要增加偏差值;铝热焊焊接接头静态的的平直度经过列车碾压一般要减小偏差值。闪光焊接钢轨作用边的平直度静态打磨后可以达到合格,但铝热焊由于焊接时存在内部应力,经过列车作用后曲股内轨和外股会发生往里支嘴,辙叉跟由于焊缝两侧钢轨垫板的坡度不同,往往平直度有所变化。

精磨应由两个人配合完成,操作手负责砂轮片进尺和仿形打磨机的走向,另外一人顺着操作手的劲,不加任何外力,防止打磨机掉道。精磨应先打磨轨顶,沿钢轨纵向缓慢打磨,打磨亮带应该是近似直线,不应出现灼伤和亮带是曲线的现象,更不能出现折线。由轨顶面向工作边和非工作边打磨时,应缓慢打磨,避免打磨机跑偏,打磨钢轨轮廓线时,更要慢进尺,变换打磨角度时,不能突然进行大角度变换,避免损伤钢轨。