论文部分内容阅读
[摘 要]城市道路堵塞现象已屡见不鲜，其严重影响我国交通运输业的稳定发展。城市地铁作为新时代高科技技术的代表，为加快我国交通运输业的稳定发展做出了重要贡献。与传统交通工具相比，地铁在舒适度、稳定性、安全度、便捷性等方面有着不可比拟的巨大优势。而在地铁工程建设过程中，轨道焊接工艺的优劣是保证地铁安全稳定运行的前提。因此，搞好地铁建设工程中的轨道焊接至关重要，本文现针对地铁轨道焊接工艺及环境保护进行了综合分析和整理，使其更好地服务于建筑行业，便于社会的长远发展。
[关键词]地铁工程；轨道焊接；施工工艺；环境保护；对策
中图分类号：U231.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0072-01
作为惠国惠民的地铁运输业，对提高我国土地利用率有着不可替代的重要作用。在大投资、大建设、长时间、广影响的大环境中，严格要求轨道焊接工艺质量是首要任务。优质的地铁工程不仅体现了施工团队的专业素质水平，也能更好地造福更多的地区。因此，在施工过程中，施工单位应对施工现场进行综合勘测，因地制宜地制定出轨道焊接工艺方案，以最少的投资获取最大的收益。
一、地铁工程概况及焊接原理
1.工程简介
某城市地铁工程轨道全长46982km，共有3689个焊接接口，此线路选用移动式闪光焊接机。
2.焊接原理
此地铁工程采用移动式无缝焊接施工工艺，与传统的焊接工艺相比，可一次性完成轨道焊接和铺设，极大缩短了施工时间。移动式无缝焊接工艺的具体步骤是：第一，铺设新轨并浇筑道床，其中新轨标准规格为25米的无孔轨道。第二，现场焊接轨道。由于接触焊接具有高度机械化、焊接质量优等特点，因此焊机选用移动式的接触焊。第三，完成地铁轨道的铺设和固定。在地铁轨道铺设过程中应结合当地的实际情况，在适当轨道长度进行焊接锁定，其中常用的有应力自然放散锁定和应力放散后拉伸锁定两种方法。
二、地铁工程中轨道焊接方案
1.焊接施工前的准备工作
（1）焊接设备的选择及性能测试：选用移动式接触焊。移动式接触焊由吊机、焊机集装箱、动力集装箱及附件等构成，通过将焊接机头和发电机组装到集装箱内，利用吊机系统操纵悬吊式的焊接机头在轨道线路上进行焊接操作。在正式施工前，应对选用的设备进行相关性能测试，查看是否符合工程的施工要求，确保施工质量安全。
（2）地铁钢轨检测：第一，钢轨尺寸，查看钢轨的高度、轨头和轨底的宽度、断面的对称性、轨身平直度等是否符合相关规定标准，若有不达标的钢轨应及时更换，确保工程质量。第二，查看钢轨表面是否有磨损，保证钢轨表面的完整度。第三，检查钢轨的扭曲度，对于扭曲的钢轨应及时矫正或更换新的钢轨，避免因钢轨问题而出现施工故障。
2.焊接施工工艺
（1）焊接机对位。
（2）拆除扣件零件，加垫滚筒：当移动式焊接机到达地铁轨道作业区后，其焊接接头前方有绝缘轨距块、挡板、弹条、螺栓等扣件零件，应及时将其拆除，并在钢轨下垫上地面滚筒，距离为每5米一个，依次沿钢轨铺设。
（3）轨端表面除锈操作：对于钢轨端面和距离端面300m内的钢轨腰两侧应进行除锈操作，确保其金属表面无铁锈和杂物，要求钢轨的打磨深度不超过原材料的0.15mm。
（4）钢轨焊接：首先，清洁焊接机的导电钳口和钢轨的接触区域，确保焊接工作的安全和稳定；其次，查看重要部位的除锈质量是否达标，并规范钢轨就位，确保两根钢轨处于一条直线，便于焊机进行操作。第三，焊接后及时清理焊瘤，检查焊接接头的质量是否达标，并做好相关记录。
（5）拆除滚筒，安装扣件零件：当焊接施工完成后，应由前至后依次拆除地面滚筒，并安装扣件零件，确保施工安全。
（6）转移焊接机：完成当前钢轨焊接后，应将焊接机转移至下一焊接区，在转移过程中确保焊接接头温度低于300℃。
（7）正火：在地铁轨道焊接过程中，对焊接接头区域进行火焰加热时，为保证正火温度范围控制在标准范围内，应选用红外测温仪或其它测温仪对其进行测量。在正火时应严格按照规定标准进行操作，首先应保证焊接接头温度在500℃以下，其次利用加热器对接触焊投区域进行加热，将轨头温度和轨底温度分为控制在950℃和830℃以下。
（8）焊接接头粗打磨：在进行接头打磨前，应对推瘤余量进行测量和记录，对于不同的情况应选择合适的打磨方式。首先，根据测量数据对接头进行打磨，保证接头表面、轨颚、轨底角度都达合格标准；其次，根据钢轨外形进行打磨，钢轨外形有偏差的可选用圆顺打磨法。除此之外，粗打磨要求做到保证打磨的表面光滑度，控制打磨力度，不得出现发黑和发蓝现象等。
（9）焊接接头细打磨：当焊接接头温度降至常温后，应对接头进行细化打磨，打磨方向是和钢轨纵轴同向打磨，并根据焊接的水平垂直情况控制进刀量。精细打磨后，要求轨头表面和内侧面的平直度为0-0.3mm/m；工作表面的粗糙度不超过12.5um，打磨面圆滑，没有突出棱角。
（10）接头检查操作：在焊接施工完成后，应利用相关检测仪器对接头进行检查，确保钢轨的每一个接头都完整合格，其中重点检查包括焊接接头检查和探伤检查两方面。对于焊接接头检查的内容有：第一，查看接头区域的打磨方向，是否有低接头现象存在。正常的接头打磨方向是沿钢轨的纵轴进行，以确保接头的打磨光滑度。第二，查看铁轨相关参数的指标是否符合标准，其中的参数包括钢轨轨头和轨底的平直度、钢轨母材打磨度、焊缝外形的磨损度等。对于探头探伤的检测应严格按照《钢轨焊接接头技术条件》的相关规定进行，检测是应确保接头温度为50℃以下。
（11）接头编号：工地接头编号的内容是焊接识别号和接头数量流水号，编号位置是在钢轨的外侧轨腰上，并且到轨端的距离为2米。
（12）拆除短枕木，扣紧扣件。
三、地铁工程中的生态环境建设
地铁工程的施工环境主要是地下场所，在施工过程中光照强度、环境潮湿度、通风性能、工作范围能动性等都受到限制，严重时可对环境和人体造成不可挽回的伤害。因此，加强劳动环境保护刻不容缓。
第一，优化排放废气中的污染物，降低对环境和人体的伤害，现在应用较多的是加入柴油添加剂。
第二，改善地下工作区域的通风透光情况，使用大功率的排风扇，确保发電机的正常工作。
第三，合理规划焊接工艺的操作流程，依次有序展开焊接前、焊接中、焊接后的相关工作，提高工作效率，保证施工质量。
第四，提高安全意识，确保工程和人员安全。首先，分发专业的操纵工作服和工具箱；其次，加强人员的业务水平，做到精、准、快，降低因工作失误而造成的工程事故和环境污染。
四、结束语
随着我国现代化社会的飞速发展，地铁工程的应用范围也逐步扩大。地铁不仅有效节约了交通运输的占地面积，而且对改善人们的工作生活品质也提供了保障。而作为地铁工程中重头戏的轨道焊接，其施工方案的选择和施工工艺的控制尤为重要。在保护生态环境建设的基础上，施工团队应做到统筹规划、合理分配，明确各单位工作职责，通过配备高精端的轨道焊接设备和施工人员，最大限度地提高地铁工程的安全性、稳定性、便捷性，以期更好地服务于社会。
参考文献
[1] 刘建刚.地铁牵引供电系统框架泄露保护及杂散电流防护浅析[A].中国城市科学研究会轨道交通学组.智慧城市与轨道交通2016[C].中国城市科学研究会轨道交通学组：，2016：5.
[2] 俞喆.钢轨闪光焊接头热处理工艺及性能优化研究[D].中国铁道科学研究院，2012.
[3] 王亮明.高速铁路无缝线路钢轨焊接技术研究[D].西南交通大学，2011.
[4] 杨云堂，高林.北京地铁5号线现场钢轨移动式闪光焊接工艺要点研究[J].铁道标准设计，2007，（10）：91-94.
[关键词]地铁工程；轨道焊接；施工工艺；环境保护；对策
中图分类号：U231.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0072-01
作为惠国惠民的地铁运输业，对提高我国土地利用率有着不可替代的重要作用。在大投资、大建设、长时间、广影响的大环境中，严格要求轨道焊接工艺质量是首要任务。优质的地铁工程不仅体现了施工团队的专业素质水平，也能更好地造福更多的地区。因此，在施工过程中，施工单位应对施工现场进行综合勘测，因地制宜地制定出轨道焊接工艺方案，以最少的投资获取最大的收益。
一、地铁工程概况及焊接原理
1.工程简介
某城市地铁工程轨道全长46982km，共有3689个焊接接口，此线路选用移动式闪光焊接机。
2.焊接原理
此地铁工程采用移动式无缝焊接施工工艺，与传统的焊接工艺相比，可一次性完成轨道焊接和铺设，极大缩短了施工时间。移动式无缝焊接工艺的具体步骤是：第一，铺设新轨并浇筑道床，其中新轨标准规格为25米的无孔轨道。第二，现场焊接轨道。由于接触焊接具有高度机械化、焊接质量优等特点，因此焊机选用移动式的接触焊。第三，完成地铁轨道的铺设和固定。在地铁轨道铺设过程中应结合当地的实际情况，在适当轨道长度进行焊接锁定，其中常用的有应力自然放散锁定和应力放散后拉伸锁定两种方法。
二、地铁工程中轨道焊接方案
1.焊接施工前的准备工作
（1）焊接设备的选择及性能测试：选用移动式接触焊。移动式接触焊由吊机、焊机集装箱、动力集装箱及附件等构成，通过将焊接机头和发电机组装到集装箱内，利用吊机系统操纵悬吊式的焊接机头在轨道线路上进行焊接操作。在正式施工前，应对选用的设备进行相关性能测试，查看是否符合工程的施工要求，确保施工质量安全。
（2）地铁钢轨检测：第一，钢轨尺寸，查看钢轨的高度、轨头和轨底的宽度、断面的对称性、轨身平直度等是否符合相关规定标准，若有不达标的钢轨应及时更换，确保工程质量。第二，查看钢轨表面是否有磨损，保证钢轨表面的完整度。第三，检查钢轨的扭曲度，对于扭曲的钢轨应及时矫正或更换新的钢轨，避免因钢轨问题而出现施工故障。
2.焊接施工工艺
（1）焊接机对位。
（2）拆除扣件零件，加垫滚筒：当移动式焊接机到达地铁轨道作业区后，其焊接接头前方有绝缘轨距块、挡板、弹条、螺栓等扣件零件，应及时将其拆除，并在钢轨下垫上地面滚筒，距离为每5米一个，依次沿钢轨铺设。
（3）轨端表面除锈操作：对于钢轨端面和距离端面300m内的钢轨腰两侧应进行除锈操作，确保其金属表面无铁锈和杂物，要求钢轨的打磨深度不超过原材料的0.15mm。
（4）钢轨焊接：首先，清洁焊接机的导电钳口和钢轨的接触区域，确保焊接工作的安全和稳定；其次，查看重要部位的除锈质量是否达标，并规范钢轨就位，确保两根钢轨处于一条直线，便于焊机进行操作。第三，焊接后及时清理焊瘤，检查焊接接头的质量是否达标，并做好相关记录。
（5）拆除滚筒，安装扣件零件：当焊接施工完成后，应由前至后依次拆除地面滚筒，并安装扣件零件，确保施工安全。
（6）转移焊接机：完成当前钢轨焊接后，应将焊接机转移至下一焊接区，在转移过程中确保焊接接头温度低于300℃。
（7）正火：在地铁轨道焊接过程中，对焊接接头区域进行火焰加热时，为保证正火温度范围控制在标准范围内，应选用红外测温仪或其它测温仪对其进行测量。在正火时应严格按照规定标准进行操作，首先应保证焊接接头温度在500℃以下，其次利用加热器对接触焊投区域进行加热，将轨头温度和轨底温度分为控制在950℃和830℃以下。
（8）焊接接头粗打磨：在进行接头打磨前，应对推瘤余量进行测量和记录，对于不同的情况应选择合适的打磨方式。首先，根据测量数据对接头进行打磨，保证接头表面、轨颚、轨底角度都达合格标准；其次，根据钢轨外形进行打磨，钢轨外形有偏差的可选用圆顺打磨法。除此之外，粗打磨要求做到保证打磨的表面光滑度，控制打磨力度，不得出现发黑和发蓝现象等。
（9）焊接接头细打磨：当焊接接头温度降至常温后，应对接头进行细化打磨，打磨方向是和钢轨纵轴同向打磨，并根据焊接的水平垂直情况控制进刀量。精细打磨后，要求轨头表面和内侧面的平直度为0-0.3mm/m；工作表面的粗糙度不超过12.5um，打磨面圆滑，没有突出棱角。
（10）接头检查操作：在焊接施工完成后，应利用相关检测仪器对接头进行检查，确保钢轨的每一个接头都完整合格，其中重点检查包括焊接接头检查和探伤检查两方面。对于焊接接头检查的内容有：第一，查看接头区域的打磨方向，是否有低接头现象存在。正常的接头打磨方向是沿钢轨的纵轴进行，以确保接头的打磨光滑度。第二，查看铁轨相关参数的指标是否符合标准，其中的参数包括钢轨轨头和轨底的平直度、钢轨母材打磨度、焊缝外形的磨损度等。对于探头探伤的检测应严格按照《钢轨焊接接头技术条件》的相关规定进行，检测是应确保接头温度为50℃以下。
（11）接头编号：工地接头编号的内容是焊接识别号和接头数量流水号，编号位置是在钢轨的外侧轨腰上，并且到轨端的距离为2米。
（12）拆除短枕木，扣紧扣件。
三、地铁工程中的生态环境建设
地铁工程的施工环境主要是地下场所，在施工过程中光照强度、环境潮湿度、通风性能、工作范围能动性等都受到限制，严重时可对环境和人体造成不可挽回的伤害。因此，加强劳动环境保护刻不容缓。
第一，优化排放废气中的污染物，降低对环境和人体的伤害，现在应用较多的是加入柴油添加剂。
第二，改善地下工作区域的通风透光情况，使用大功率的排风扇，确保发電机的正常工作。
第三，合理规划焊接工艺的操作流程，依次有序展开焊接前、焊接中、焊接后的相关工作，提高工作效率，保证施工质量。
第四，提高安全意识，确保工程和人员安全。首先，分发专业的操纵工作服和工具箱；其次，加强人员的业务水平，做到精、准、快，降低因工作失误而造成的工程事故和环境污染。
四、结束语
随着我国现代化社会的飞速发展，地铁工程的应用范围也逐步扩大。地铁不仅有效节约了交通运输的占地面积，而且对改善人们的工作生活品质也提供了保障。而作为地铁工程中重头戏的轨道焊接，其施工方案的选择和施工工艺的控制尤为重要。在保护生态环境建设的基础上，施工团队应做到统筹规划、合理分配，明确各单位工作职责，通过配备高精端的轨道焊接设备和施工人员，最大限度地提高地铁工程的安全性、稳定性、便捷性，以期更好地服务于社会。
参考文献
[1] 刘建刚.地铁牵引供电系统框架泄露保护及杂散电流防护浅析[A].中国城市科学研究会轨道交通学组.智慧城市与轨道交通2016[C].中国城市科学研究会轨道交通学组：，2016：5.
[2] 俞喆.钢轨闪光焊接头热处理工艺及性能优化研究[D].中国铁道科学研究院，2012.
[3] 王亮明.高速铁路无缝线路钢轨焊接技术研究[D].西南交通大学，2011.
[4] 杨云堂，高林.北京地铁5号线现场钢轨移动式闪光焊接工艺要点研究[J].铁道标准设计，2007，（10）：91-94.