铁路有砟无缝线路铺设施工工艺

2020年10月11日00:00:52 3 36 24341字阅读81分8秒

1 前言

无缝线路是由许多普通标准钢轨连续焊接而成的长钢轨线路,具有行车平稳、旅客舒适、机车车辆和轨道的维修费用较少,使用寿命长的特点。其特点是:一是结构形式上,大量消灭了普通线路长期以来难以解决的先天性缺陷——钢轨接头;二是由于焊接了钢轨接头,从而限制了轨条的温度伸缩,在钢轨内产生巨大的温度应力,为保证线路的稳定性,轨道必须具备足够阻力。

无缝线路的基本原理,是在气温、轨温变化的情况下,通过锁定线路,利用坚强的轨道阻力来阻止钢轨发生伸缩变形,即通过将线路后钢轨产生的应力变化来平衡轨条的应变。

2 适用范围

2.1 适用范围

有砟无缝线路适用于既有线普通轨道线路换铺无缝线路,新建铁路有砟无缝线路。

2.2 铺设条件

(1)曲线半径不小于600 m。

(2)有砟桥上无缝线路钢轨的接头应在桥两端10 m以外。

(3)装有自动闭塞的区段,应结合通过信号机的位置,预留信号设备装设轨道绝缘所需的轨缝。

(4)采用50 kg/m钢轨的温度应力或无缝线路时,其钢轨的最大温差不宜大于90 ℃。

(5)道砟清洁、道床密实,断面符合设计要求。

(6)路基稳定,无冻胀、下沉、翻浆等病害。

(7)轨道方向和水平符合铁道部现行标准的规定。

3 技术标准

(1)《客运专线铁路无缝线路施工技术规范》(试行)(Q/ZTG 21110——2006)。

(2)《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》)(铁建设函[2003]439号)。

(3)《铁路轨道施工及验收规范》铁道部TB 10302—96)。

4 施工方法

4.1施工准备

4.1.1施工文件

施工前认真研究施工承包合同、设计文件、技术资料和相关专业设计图、施工要求和质量验收标准,以及同相关单位的关联、结合部施工要求,并对相关图纸﹑资料进行审查,核对。

4.1.2施工调查

(1)根据设计和施工承包合同要求,调查沿线交通、水电、地材、劳动力资源;收集沿线的水文气象资料及轨温变化规律等有关情况;核查沿线各种电力、通讯线路和临时建筑物等建筑限界。

(2)调查道砟来源,抽取砟样进行检验,核实道砟运输条件,提出道砟运输、储存及铺设方案,落实钢轨﹑轨枕、道岔﹑扣配件等主要材料来源。

(3)调查与既有线接轨点及相邻车站情况,了解可作为铺轨基地和停留工程列车的条件,选择卸料﹑存料场地。

(4)了解线下工程施工进度,分析铺轨进度计划实施的可行性。

4.1.3编制实施性施工组织设计

无缝线路施工前应编制实施性施工组织设计,对施工过程的质量控制及进度计划提出明确的要求,并编制作业指导书。当施工组织设计在实施过程中发生变化时,应及时分析原因,采取相应的措施。

(1)编制依据

施工合同、设计文件、施工调查资料、企业资源配置及施工水平等。

(2)实施性施工组织设计主要内容

①编制依据及原则﹔

②工程概况﹔

③项目机构设置及职责分工﹔

④施工方案;

⑤大,小临工程规划(铺轨基地、道岔组装场、过渡工程,水、电、路、通讯、临时房屋等)﹔

⑥劳动力组织及人员配置计划;

⑦机械及检测设备计划﹔

⑧材料供应计划﹔

⑨施工进度计划;

⑩工程运输(含长轨运输)组织和机车车辆配置计划﹔

⑪施工工艺及方法;

⑫工期保证体系及措施﹔

⑬安全保证体系及措施;

⑭质量保证体系.创优规划及措施;

⑮文明施工和环保体系及措施;

⑯需要业主解决或协调解决的问题;

⑰相关图表。

(3)实施性施工组织设计编制前应和上级技术管理部门(公司工管部和局指挥部)沟通。

实施性施工组织设计和调整后的实施性施工组织设计应报建设单位、监理单位审批后实施﹐并报送上级技术管理部门备案。

4.1.4 铺轨基地

(1)铺轨基地选址要求

①铺轨基地建设应根据工程规模,进度要求﹑使用年限、现场条件等经过技术经济比选后确定;

②铺轨基地宜选在靠近铺轨起点,与运营线路干扰小,列车进出方便,引人线路短的开阔平坦处,宜利用荒地,合理布置,尽量少占农田。

(2)铺轨基地布置要求

①铺轨基地按照设计和招标文件(业主)的要求进行总体规划和布置。宜永临结合,注意保护环境,充分利用现有水源、电源以及运输道路,场内按要求设置焊轨作业线、质量检测设施等;

②基地联络线的坡度和曲线半径,应根据地形、运量和作业方法确定。最大坡度不宜大于正线的最大坡度﹐并按有关规定设置安全设施;

③基地布置应根据地形和生产方式,使调车作业顺向,材料堆置合理,取送方便,并应使各种起重吊运机械移动距离最短;

④基地内应设置消防通道(可利用场内运输道路);相邻料堆间,应根据作业需要,留有不小于0.5 m的距离;场内堆置物与轨道及走行线间应留有安全距离;

⑤基地内如需组装轨排,轨排组装线应设置为直线;

⑥基地内装卸线宜设在直线上,坡度不宜大于1.5‰,困难条件下,坡度不得大于2.5‰,作业时应有防溜措施﹔

⑦基地内轨道标准、股道布置,线路平纵断面和建筑限界,应满足大型机械和机车车辆的作业、停放、进出及检修要求;

⑧基地内临时工程设置,应避免影响站后工程施工。

4.1.5 物资采购,验收及存放

(1)轨道材料应满足设计文件要求,并符合国家及行业产品标准;材料到达后,根据设计、对照标准按规定进行检查验收。

(2)各种轨道器材,在使用前预加整配,不合格者应予剔除。

(3)材料堆码应基底平实、底层架空、有良好的排水系统,并应便于装卸、取放、清点,且竖立标牌,标识产地﹑型号、规格﹑数量。

(4)钢轨堆放:整理后分类堆码,钢轨起吊应缓起、轻落,保持钢轨基本平直;支垫与各层钢轨垂直放置,间距5~7.5 m,上下层同位,垛码层数应保证钢轨不伤损变形。

(5)轨枕堆码要求:分类堆码;垛码高度应根据场地承载力,轨枕自身承载力及装卸运输设备所需净空确定;垛码混凝土枕应上下同位,同层承轨槽处应垫以小方木或其他材料,其顶面应高出挡肩或预埋件顶面20 mm。

(6)道岔.钢轨伸缩调节器及其配件应配套成组或按部件分类放置,其中尖轨与基本轨捆扎在一起﹔岔枕应按组垛码整齐。

(7)道砟:根据工程进度要求和工程条件需要设置存砟场的,作场设置和存砷数量应满足施工进度要求;并保证道砟的清洁度,砟堆高度不宜超过3m。

(8)铺轨前,应按铺轨进度计划,落实各种轨道部件来源,其供货进度应与施工进度相结合,并有一定的储备。

4.1.6 与线下施工单位交接及基桩测设

(1)轨道工程施工与线下施工单位交接应在轨道工程施工前1个月进行。

(2)轨道工程施工前应接收基桩测设单位线路测量资料及控制桩,核实中线贯通测量情况,并复测线路基桩和路面高程。中线桩,线路基桩及水准点应设置齐全;复核时发现与设计不符时要及时与桩橛提供单位联系﹐共同解决。

(3)轨道工程施工前应接收并复核与轨道工程有关的线下工程施工质量检验报告,其路面高程、中线、平整度及几何尺寸等均应符合设计及规范要求。路基﹑桥梁﹑隧道及过渡段应有检验合格资料,并提供有关的沉降变形观测资料及评估报告。

(4)正线应设置线路基桩。线路基桩在贯通测量后设置,测量误差应在限差内调整闭合,设置精度应符合相关技术标准规定。基桩应设置牢固,标识清晰、齐全、便于观看﹐并绘制布设平面示意图和基桩表描述其位置,外移距离和高程。

(5)铺轨前应按铺轨机组作业要求用醒目颜色设置铺轨机组走行标示线或设置导向边桩及钢弦。

4.1.7 施工人员培训及机械准备

(1)施工人员应进行岗前培训,经考试合格后持证上岗。

(2)施工前根据施工方法配备焊轨、长轨及轨枕运输﹑铺枕、铺岔﹑大型养路机械、应力放散及锁定﹑轨道整理、钢轨预打磨等设备。

(3)施工前根据质量控制需要设置检测机构,并配备相应的检测设备;各检测设备必须在使用前校验并鉴定,不合格者不得使用。

4.2 施工方法

有砟无缝线路施工主要包括:道床施工(分铺轨前铺碓和铺轨后铺碓)基地钢轨焊接、工地钢轨焊接、无逢线路铺设﹑应力放散及打磨、轨道整理与打磨等工序,各工序工艺流程,技术要求及注意事项详见第五节“工艺流程及操作要点”。

5 工艺流程及操作要点

5.1 道床施工

5.1.1 准备工作

(1)道砟质量要求

铺砟前对道砟进行检验,道砟材质必须符合设计要求,道砟进场时应检查生产检验报告和产品合格证,并按照相关规定进行检验和抽检。

(2)技术准备

取得线下施工单位线路测量资料中桩、线路基桩和水准点,并进行铺砟前路基面检查,复测线路中桩、基桩及路基面高程,形成交接记录。

(3)现场技术交底

技术部门组织相关人员对道床摊铺技术要求、安全质量﹑注意事项进行技术交底,特别是过渡地段铺设(如路基与桥与隧道相连地段以及不同类型轨枕地段)技术要求,应提供相应的技术资料。

5.1.2 铺轨前铺碎

(1)作业程序

铺轨前铺作主要有人工和机械摊铺。

①人工摊铺。一般采用汽车运输﹐双线地段摊铺Ⅰ线道砟时﹐载重汽车允许在Ⅱ线未铺筑基床顶层的路基面上行驶(主要保证不能压坏路基顶层),待Ⅰ线铺砟完成后,对Ⅱ线路基进行整理后铺筑路基表层的顶层。铺设Ⅱ线的枕下道昨时,可通过已施工完毕的Ⅰ线轨道,使用FZ型侧卸式运作车运送道砟。

②机械铺设。使用摊铺机摊铺。用载重汽车或侧卸式轨道运输车辆将道砟运至铺设工点,直接卸在摊铺机的接料斗内,由摊铺机自身的刮板运输带将道砟输送至前端,通过螺旋布料器将道砟分配于两侧,随后由熨平板上的夯捣器及振动器将作层夯捣﹑振动密实。

③压实:道砟摊铺后,按照规范要求进行整平﹑压实。整平、压实后采用道床密度仪或灌水法进行检测,经检查合格并经监理工程师签认后,进人下道工序。

(2)施工工艺流程

预铺道砟施工基本工艺流程如图1所示。

铁路有砟无缝线路铺设施工工艺

图1预铺道砟施工基本工艺流程图

(3)技术要求及注意事项

①铺砟前必须有线下施工单位提供的线路中线、水平等路基竣工技术资料,并经监理工程师检查签字确认合格﹐方可预铺道砟。

②技术部分接路基后,对现场进行复核﹐并根据预铺道砟要求进行测量放线﹑加桩等。

③预铺道砟单线宽度一般为4.5 m,厚度宜为0.15 m;作面平整度用3.0 m直尺测量﹐各方向误差不应大于20 mm,轨枕中部的作面不得凸起。

④道砟预铺后经整平,压实后采用道床密度仪或灌水法进行检测,其密度不低于1.6 kg/cm2

⑤施工过程中,运输车辆应尽量行走便道,避免压坏路基面;雨天禁止车辆在基床表面上行驶。

⑥整平压实过程中应避免道砟破碎。

⑦采用摊铺机预铺道砟时,应根据道砟摊铺高程,在路肩挂拉钢弦线,长度一般150~200 m,每10 m设置一个支点﹐并在两揣用加紧器将拉紧。

5.1.3 铺轨后上砟整道

(1)作业程序

新铺轨道后的道床铺设采用分层铺设、分层捣固并施以动力稳定的综合作业施工方法。

①底层道床铺设合格后,铺设连续焊接长钢轨轨道(简称CWR轨道);

②第一次补砟后,使用MDZ车组进行捣固、稳定两次﹔

③进行第二次补砟,再进行捣固、稳定一次﹔

④进行第三次补砟,进行捣固﹑稳定一次;

⑤进行第四次补砟,进行捣固﹑稳定一次;

⑥进行加强捣固,轨道整理。

(2)施工工艺流程

分层上砟整道施工基本工艺流程见图2。

铁路有砟无缝线路铺设施工工艺

图2 分层上砟整道施工基本工艺流程图

(3)技术要求及注意事项

①起道﹑拨道﹑捣固作业轨温﹐应在长钢轨铺设轨温+15~-20℃范围内进行。

②起道。第一,二次起道量不宜大于80 mm,第三、四次起道量不宜大于50 mm。每次起道作业后轨枕头外侧应有足够道作,以保证长钢轨轨道的稳定性。

③拨道。一次拨道量不宜大于50 mm。

④捣固。起道量50 mm 以上时,采用双捣作业;起道量50 mm以下时,可选择单捣作业。在桥上枕下道布厚度不足0.15 m时,不能进行捣固作业。

⑤捣固作业结束前,应在终点上记号,并以此开始按不大于2‰坡度递减顺坡。一般不在圆曲线上顺坡﹐严禁在缓和曲线上顺坡结束作业。

⑥动力稳定。每层道床起道、捣固作业后,应进行1~2次动力稳定作业,稳定车在路基上工作速度为0.6~0.9 km/h,由下层至上层速度逐层降低。从路基向桥上进行动力稳定时﹐应在上桥前30 m范围内把加载值逐渐降低50%,并在下桥后30 m范围内逐渐恢复。隧道内动力稳定作业方法同桥上一致。

⑦捣固作业时应同时夯拍道床边坡或砟肩。

⑧曲线外轨超高、道床断面按设计要求施工。

⑨无缝线路锁定前,线路应达到初期稳定状态,其轨面高程、道床断面基本符合设计,道床厚度宜比设计厚度小40 mm,道床数量按设计断面上够,轨道平顺度允许偏差的要求并符合表1。

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表1 初期稳定阶段轨道平顺度允许偏差(静态)

5.2 基地钢轨焊接

5.2.1 作业程序

1)选配轨

长钢轨焊接前应根据设计要求编制配轨计划表,焊接长钢轨的长度应符合设计要求,其加焊钢轨长度不得小于12m。

配轨前测量钢轨断面尺寸,配轨时应选用断面不对称公差基本以至的钢轨相对焊接,长钢轨首位断面的不对称公差不得大于0.4 mm。

(2)焊轨前检查

①根据配轨要求及调直情况等对钢轨进行截锯,切锯后钢轨的端面斜度不应大于0.8 mm。钢轨硬弯经矫直后,用1 m直尺测量失度不应大于0.2 mm;

②清除轨端0.5 m范围内的污垢,待焊轨端面及钢轨与电极接触部位应打磨除锈,使金属挂光泽露出达80%以上﹔

③打磨面在钢轨待焊时间超过24 h以上或打磨后有水,油、污垢污染时,应重新打磨处理;

④钢轨焊接前,应检查除锈作业质量,除锈质量不良时,应退回重新除锈﹔

⑤钢轨焊接接头应以工作面为基准。轨头工作面错位偏差不应大于0.2 m,轨底边缘错位偏差不应大于1 mm。

(3)焊轨﹑推凸

钢轨焊接接头对正、调好,经检查符合焊接要求后,进行焊接。焊接好后,立即进行推凸。

(4)粗磨

①粗磨前检查。推凸后,未经打磨处理的情况下,使用检测直尺(L0=1 m)和塞尺在焊缝中心线两侧各15 mm的位置测量并计算接头错边量,接头错边量不应超过表⒉接头错边允许值要求。对于接头错边量超过最大允许值的焊头,应在焊缝两侧各100 mm的位置切掉钢轨焊头后重新焊接;

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表2 接头错边允许值

②焊头标识。对焊头进行标识,标识应位于统一侧轨腰,距焊缝1~3 m位置。标识应清晰、端正,至少保持5年内可以识别。标识方式应保证每个钢轨焊头能够依照各项生产记录或信息实现追溯;

③选择砂轮。根据钢轨的硬度和打磨方法选用硬度和粒度合适的砂轮进行打磨。砂轮选用原则应保证打磨后的钢轨不产生脆性组织,同时具有一定的打磨效﹔

④打磨

a,粗磨部位。在焊接接头范围内,距轨底脚尖端35 mm范围内的轨脚上、下表面及轨脚尖端,轨头部位非工作面﹔

b.将粗磨部位的残留焊瘤及全部毛边除尽,打磨面须平整、光洁,保证打磨后的表面粗糙度能够满足探伤扫查的需要。轨底脚上角、下角应打磨圆顺;

c,对粗磨部位的接头错边进行纵向打磨过渡﹔

d.打磨时,应沿钢轨纵向打磨,不应横向打磨﹐打磨过程中砂轮不应冲击钢轨和在钢轨上跳动,打磨表面不应出现打磨灼伤和机械损伤。

(5)焊后处理

①正火。焊接接头温度低于500 ℃(轨头表面)时采用中频电感应方式加热正火,加热温度应控制在850 ℃~950 ℃。

②焊缝冷却。轨头采用风冷冷却。

③四向调直。焊头经过热处理后,采用矫直的方法进行纠正焊头平直度偏差。焊接接头热态矫直温度应低于400 ℃,矫直后1 m长度宜有0.2~0.3 mm的上拱量;冷态矫直温度应低于50 ℃。不宜反复多次矫直。

(6)精整

①外形精整作业前对焊头进行检查,其推凸余量、接头错边量,平直度等符合要求,方可进行下道工序。

②钢轨焊接接头及其两侧各0.5 m范围内温度处于50℃以下时,使用精磨机对接头的轨顶面和轨头侧面工作边或轨头全方位进行外形打磨﹑精整。

③外形精整后,测量并记录焊接接头的平直度。

④对焊接接头平直度进行验收。

(7)探伤、验收

①探伤

a.每个钢轨焊接接头均必须进行超声波探伤检查。探伤时焊接接头的温度不高于40 ℃;当焊接接头的温度高于40 ℃时,可浇水冷却,浇水冷却时的轨头表面温度应低于350 ℃。

b.焊接接头中的缺陷当量大于探伤灵敏度规定值时,判定焊接接头不合格(判废),应锯掉重焊。

②外观检查

每个钢轨焊接接头均应进行外观检查,焊头平直度和表面质量应符合下列要求:

a,在钢轨固定时闪光焊接生产线上,应使用非接触式传感器自动检测尺测量钢轨焊接接头平直度,其他情况下可以使用便携式钢轨平直度检测直尺。钢轨焊接接头平直度允许偏差应符合表3规定。

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表3钢轨焊接接头平直度允许偏差(mm/1m)

b.钢轨焊头轨顶面及侧面应纵向打磨平顺,不得有低接头。轨头及轨底上圆角在1m范围内应圆顺;母材打磨深度不得超过0.5 mm;

c.钢轨焊头在轨底上表面焊缝两侧各150 mm范围内及距两侧轨底边缘各35 mm的范围内应打磨平整﹔

d.用200 mm的直尺在焊缝中心线两侧各100 mm范围内测量,焊头工作面表面不平度不应大于0.2 mm;

e.焊接接头及其附近钢轨表面不应有裂纹、明显压痕﹑划伤、碰伤、电击灼伤、打磨灼伤等伤损。

5.2.2 施工工艺流程

如图3所示。

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图3 长钢轨焊接基本工艺流程图

5.2.3 长钢轨存放、装车及运输

(1)长钢轨编号

①长钢轨在焊轨厂按照配轨表的要求进行编号,并具有可追溯性;

②焊轨时在每个焊头附近钢轨外侧轨腰上标明钢轨工作边位置(左股或右股)、长钢轨编号及焊头编号;

③配对装车时应编写单元轨节铺轨流水号,并做好相应记录;

④长钢轨编号应用油漆标记,编号应色泽鲜明,字体端正﹑清晰、大小统一。

(2)长钢轨存放

①合格的长钢轨应分左右股钢轨整理堆码﹐并标明其长度﹔

②长钢轨存放台要平整,稳固,各层钢轨之间应采用钢轨支垫,支垫跨距7.5 m,上下对齐,与各层钢轨垂直放置;

③长钢轨放置应整齐、平直、稳固。

(3)长钢轨装车

①长钢轨装车前应核实待装长钢轨编号,左右股长度应符合配轨计划﹔

②吊装长钢轨时各龙门吊应同步作业、缓起、轻落,保持钢轨基本平直;

③长钢轨装车应按配轨表要求分左右股对称吊装,按卸车顺序依次排放;

④长钢轨装车后必须加固锁紧。

(4)长钢轨运输

①长钢轨运输按照超长货物组织运输,并制定安全措施。在运输中要建立运行监护,停车检查制度;

②长钢轨列车出发前,必须确认锁定,各部均不得超出车辆限界,运输途中应随时注意观察长钢轨运输状态,防止长钢轨串动。

5.2.4 技术要求及注意事项

(1)型式检验要求

型式检验的项目和试件数量必须符合《钢轨焊接》(TB/T 1632.2—2005)的相关规定。出现下列情况之一需进行型式检验:

①焊轨组织初次生产﹔

②正常生产后﹐改变焊接工艺,可能影响焊接接头质量﹔

③更换焊轨设备﹔

④钢轨生产厂、或钢轨型号,或钢轨牌号,或钢轨交货状态改变,首次焊接时﹔

⑤生产检验结果不合格﹔

⑥停产Ⅰ年后,恢复生产前。

(2)生产检验要求

生产检验的项目和试件数量必须符合《钢轨焊接》(TB/T1632.2-—2005)的相关规定。出现下列情况之一需进行型式检验:

①连续焊接500个接头﹔

②焊接工况变化,对某个焊接参数进行修正之后﹔

③焊机出现故障﹐记录曲线异常﹐故障排除之后;

④焊机停焊钢轨1个月以上,开始焊接生产之前。

(3)施工注意事项

①基地钢轨焊接作业线应配备焊前钢轨矫直、锯轨、轨端除锈、钢轨闪光焊接、焊后钢轨校直,焊头热处理、冷却、焊头外形精整、平直度自动检测尺、探伤等设备。

②焊接设备操作人员必须经过专业培训,熟悉钢轨焊头质量标准,并应持有国家铁路主管部门认可的技术机构颁发的钢轨焊接工操作许可证。操作人员必须严格执行焊接设备的操作规程,并按型式检验确定的作业参数操作。

③焊接前轨端温度不宜低于10 ℃。

④焊机电极表面必须光洁、平整,发生灼伤后应及时处理;每焊完一个焊头应对电极进行清理,不得留有尘渣;每焊完一根长轨应彻底清理一次电极及护板。

⑤外形精整应符合下列要求:

a.外形精整作业前焊头应满足以下条件:

ⓐ推凸余量:焊接接头、轨底﹑轨底顶面斜坡推凸余量不大于1 mm,其他位置推凸余量不大于2 mm,两根钢轨断面尺寸偏岔不同时,推凸余量的测量以大断面尺寸钢轨为基准。推凸不应产生咬边﹐焊渣不应挤人、划伤钢轨焊头或母材﹔

ⓑ接头错边量:符合粗磨中接头错边量的要求;

ⓒ接头平直度:符合验收中对平直度的要求;

ⓓ精磨作业前焊接接头应经过冷却,符合精磨机对接头温度的要求;精磨作业前焊接接头的温度的推荐值为焊接接头及其两侧各0.5 m范围内温度处于50 ℃以下。

b.在钢轨闪光焊接生产线上对焊头进行精磨﹐应选用精磨机。精磨机的使用应严格遵守“精磨机操作规程”;

c.焊接接头外型精整的部位是接头的轨顶面和轨头侧面工作边,也可以对轨头全方位进行外形精整;

d.应尽量减小外形精整的长度,外形精整的长度不应超过焊缝中心线两侧各450 mm限度。应使外形精整的部位保持钢轨轮廓形状;

e.焊接接头的轨头工作面经外形精整后,应检查表面不平整度:将200 mm长度的直尺放在经过外形精整的焊接接头上,焊缝位于直尺中心,测量直尺与钢轨接触面间的最大距离,测量结果为表面不平整度。表面不平整度在焊缝中心线两侧各100 mm范围内应满足;无宽度大于3 mm,凹凸大于0.2 mm的不平顺。轨顶面及轨头侧面工作边母材打磨深度不应超过0.5 mm;

f.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。焊接接头及其附近钢轨表面不应有凹坑,夹渣、裂纹﹑划伤,电极灼伤.打磨灼伤等表面缺陷。不应使用焊布方法修复表面缺陷。

5.3工地钢轨焊接

工地钢轨焊接有移动式闪光焊、铝热焊、移动式气压焊等焊接方式,焊接时根据设计要求选择焊接方式。无论何种焊接方式,其型式检验和生产检验都必须严格按照规范的要求进行。

5.3.1移动式闪光焊

(1)工艺流程

工地闪光焊现场应配有移动式闪光焊接作业车、拉轨、锯轨,打磨、正火、调直、探伤等设备。其施工基本工艺流程如图4所示。

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图4 移动式闪光焊接施工基本工艺流程图

(2)技术要求及注意事项

①拆除待焊轨头前方长钢轨全部及轨头后方10 m范围内的扣件,并校直钢轨;

②根据轨枕和扣件类型适当垫高待焊轨头后方的钢轨,以确保焊头轨顶平直度;

③待焊轨头前方长钢轨下每隔12.5 m安放一个滚筒,以便钢轨可以纵向移动焊接;

④打磨两待焊轨轨端和焊机电极钳口轨腰接触区﹐呈现光泽后方可施焊﹔

⑤根据轨枕和扣件类型,在钢轨下加楔子将两待焊轨端抬起一定高度,便于焊机对位夹轨;

⑥推进移动焊轨车初定位,并由设置在该车底板上的四个液压油缸将整车顶起,使其车轮离开钢轨约150~200 mm;

⑦由吊机的液压系统吊起焊机精确定位。焊机夹紧钢轨并自动对正,焊机自动焊接钢轨、顶锻并推除焊瘤;

⑧承受拉力的焊缝﹐在其轨温高于400 ℃时应保持压力,焊缝区域冷却到400 ℃以下时,焊轨作业车方可通过钢轨焊头﹔

⑨作业车焊完后,应用相应机具对钢轨焊缝进行正火,打磨、平直度检查和超声波探伤等;

⑩正火应在焊接接头不受拉力的条件下进行,移动式闪光焊接接头可采用气压焊加热器火焰摆动方式加热,焊头加热温度必须符合规范要求;

⑪焊头打磨应在焊缝温度低于200℃时进行,打磨过程中应保持轨头的外形轮廓,打磨长度不应超过焊缝两侧各450 mm的限度。轨底上角、下角应打磨圆顺。焊头非工作边的垂直、水平方向错边应进行纵向打磨过渡﹔

⑫粗磨应保证焊接接头的表面粗糙度能够满足探伤扫描的需要﹐焊头非工作边的垂直、水平方向错边应进行纵向打磨过渡﹔

⑬手砂轮粗打磨时,应纵向打磨,使火花飞出方向与钢轨纵向平行;打磨过程中,不应使砂轮在钢轨上跳动冲击母材﹐不应出现打磨灼伤;

⑭焊缝及焊缝两侧1 m长度范围内轨顶面﹑轨头内侧面应使用仿型打磨机精细打磨﹐不应使用直把砂轮机进行人工精磨。精磨时焊头温度不宜大于50 ℃。

(3)焊头质量要求

移动式闪光焊焊头质量要求同基地闪光焊相同。

5.3.2铝热焊

(1)工艺流程

工地铝热焊应配备设备:砂摸、绀竭、支架﹑焊前加热装置﹑焊后保温装置(低温条件下)、锯轨机、钢轨拉伸器﹑推瘤机、打磨机、对正设备和钢轨探伤仪探伤等。其施工基本工艺流程如图5所示。

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图5 铝热焊基本工艺流程图

(2)技术要求及注意事项

①施工前根据设备材料清单检查并落实必备的工具、材料和设备,到达焊轨现场应对现场条件进行综合调查并采取必要的防护措施﹔

②钢轨铝热焊焊缝距离轨枕边缘不小于100 mm;

③钢轨端头应做外部处理:拆除焊头两侧各3至4根轨枕的扣件和电板,除去接头下方有碍作业的道砟,检查钢轨端头,并用钢丝刷清洁钢轨端头100~150 mm,使其满足铝热焊要求;

④调整轨缝使其满足焊接工艺要求。用对正设备从垂直和水平方向对正轨端;

⑤焊前钢轨对正应符合以下要求:

a,允许待焊钢轨存在尺寸偏差,但焊接接头要求两端钢轨轨头侧面工作面对齐。用1m直尺紧贴轨头工作面,不应出现轨缝隙。轨头允许预留加高,加高值α应为1~2 mm;

b.轨底及轨腰应对齐,如两端钢轨尺寸存在偏差,则要求该部位超出部分尺寸在钢轨两侧均分。

⑥装配砂模不得使用受潮的部件,应使钢轨端头间隙位于装有砂模底盘的底托盘的正中央﹐严格按照操作工艺涂抹防漏泥﹔

⑦预热前记录钢轨的温度﹐按焊接工艺及焊剂要求进行预热,并准确计时﹔

⑧确认钳埚干燥,清洁、无裂纹﹐确认焊药包包装袋密封、干燥和无破损。将全包焊药慢慢地旋转着倒入绀谯;

⑨浇铸完毕按规定时间拆模﹐拆除后马上进行推瘤﹔

⑩轨头推凸要求:轨头的推凸应在钢轨凝固后进行,不允许在液固状态推凸。推凸刀刀口应为圆弧状﹐圆弧半径不小于1mm。推凸刀与钢轨母材间至少留有1mm间隙。

⑪热打磨要求。a.焊接推瘤后立即对铝热焊接头进行热打磨﹐保证施工车辆的通行。b.热打磨只对轨头进行打磨﹐采用仿形打磨机进行。打磨后应保留高出钢轨0.5~1 mm 的焊头金属。c,在焊缝温度降至350 ℃以下时,不得解除钢轨拉伸器和对正设备;

⑫冷打磨要求。a.在焊头温度降至50 ℃以下进行。b.轨底面打磨要求;焊轨轨底不推瘤,轨底焊筋高度达5~6 mm,应将轨底焊筋打磨至高出母材0~l mm,与母材过渡处打磨圆滑。c轨底上表面打磨要求:轨底上表面宽度方向的打磨要满足扣件安装和探伤扫查的要求与母材过渡处打磨圆滑。d.不得在某一处过度打磨﹐避免损伤钢轨﹔

⑬精磨要求。a.精磨应选用仿形打磨机进行,并应在线路整道作业完成后进行﹐轨温处于常温状态。b.对起拱量过高的焊头,不应采取打磨的方法来保证焊后平直度或采取矫直的方法来处理,应锯掉重焊。c.打磨焊头使其平直度和轨头轮廓达到技术标准要求。

(3)焊头质量要求

①焊接接头超声波探伤检查和焊头质量应符合《钢轨焊接》(TB/T1632.1一2005)的相关规定。发现不合格的应切除重焊;

②经打磨后的焊接接头轨头部应满足下列规定:a.不应出现裂纹; b.可出现1个最大尺寸为1 mm的气孔;c.在轨头下颚与焊筋边缘交界处半径为2 mm的区域内,可出现1个最大尺寸为1mm的气孔,夹渣或夹砂;

③焊头焊筋表面应满足下列要求:a,最多可出现3个最大尺寸不超过2 mm 的气孔;b.焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷应符合表4焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸表规定,且这些缺陷不应侵入钢轨的横断面内。

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表4 焊筋表面夹渣或夹砂等缺陷的最大尺寸表

5.3.3气压焊

(1)工艺流程

①焊前准备:检查设备正常﹔人员到位。

②焊前钢轨端面打磨,利用锉刀手工锉平或砂轮机打磨,铣平端面,使钢轨待焊端面与钢轨纵轴尽量垂直和具有尽量低的粗糙度同时使之露出金属光泽、无油、污水.铁锈。

③对轨和夹轨:把长轨条串动到适合焊轨的位置;将被焊轨垫平,拨正;将压接机安放在被焊钢轨上﹐找正、夹紧。

④将加热器安装在专用的槽板上﹐找正并加以固定。

⑤接通电﹑油、气、水管路。

⑥安放推凸装置:刀垫安放在已固定好的压接机上﹔前刀体的安装在顶锻完成,加热器灭火的同时进行。

⑦预顶﹐观察是否打滑。

⑧点火焊接:点火位置要离开焊缝附近﹐以免污染焊缝;加热器迅速移至焊缝并摆动。加热器加热摆动时间对照见表5。

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表5 加热器加热摆动时间对照表

⑨加热及顶锻:加热器加热顶锻压力对照见表6。

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表6 加热器加热顶锻压力对照表

⑩焊瘤的推除。顶锻完成后快速拆离加热器,迅速放置推刀的前刀体;迅速开动截止阀以最大流量进行焊瘤的推除。

⑪正火。当除瘤后﹐待焊缝区冷却到400 ℃~500℃时立即正火﹐加热器摆动量65 mm,摆动频率50~55 次/min,正火温度850 ℃-920 ℃。

⑫打磨。以焊缝为中心,1m直尺测量。焊缝允许误差见表7。

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表6 加热器加热顶锻压力对照表

⑬探伤:以轨底两角为重点,对焊缝进行全面超声波探伤。施工工艺流程如图6所示。

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图6 压焊基本工艺流程图

(2技术要求及注意事项

①焊轨前检查设备是否正常﹔

②选择优质燃料气和液压油,以提高加热器功率和保证足够的压力顶锻和推凸﹔

③焊前,对待焊轨头端面清洁,对轨时方向顺直,轨要垫平、垫实、轨底不平时应及时修整;

④压接机装夹正确,圆柱型导柱弯曲时,要拆机调整,严重时更换;

⑤加热器摆放要正,火焰正常,温度较低或较高时采取扩孔或缩孔的办法调整温度。通过调节分配阀的方法,使两侧火焰温度均匀;

⑥油缸不同步时,检查其密封圈,发现油缸拉伤要修整或更换;

⑦严格控制加热时间、顶锻时间和顶锻量;

⑧除瘤时要一次割成;

⑨打磨后及时检查外观和进行探伤检查,保证质量,不留缺陷。

⑩待温度冷却后,及时探伤,发现问题,割轨重焊。

5.4 无缝线路铺设

有砟无缝线路铺设主要有一次性铺设无缝线路和工具轨换铺法。

5.4.1 一般规定

(1)有砟轨道铺设应在预铺道砟完成后方可施工。铺轨作业区与单元轨节锁定作业区之间的距离不宜太长。

(2)铺轨应严格按照“配轨表”铺轨编号依次铺设长钢轨。轨枕布设正位,并与轨道中心线垂直;轨道中心线与线路中心线应一致,有砟轨道允许偏差30 mm。

(3)单元轨节起止点不设置在不同轨道结构过渡段以及不同线下基础过渡段范围内。

(4)铺轨时单元轨节左右股接头相错量不宜大于100 mm。铺轨后应检查施工质量,作好施工记录﹐及时向铺轨基地反馈到达里程﹑接头相错量等信息。

(5)每节长钢轨始端、终端落槽时的轨温平均值为长钢轨铺设轨温,铺轨时应记录铺设轨温。

5.4.2一次性铺设

(1)施工方法

一次性铺设无缝线路主要有“轨排法”和“单枕法”。“轨排法”施工是先在轨排组装基地组装轨排,再把轨排及道岔运往现场铺设,焊接,在设计锁定轨温范围内进行锁定。“单枕法”是把轨道材料运到现场,在整修良好的基床表面先铺底层道砟,在压实的底砟上再铺设轨枕﹑钢轨与道岔﹐补砟、起道、捣固、整修多遍线路后﹐再在设计锁定轨温范围内进行焊接、锁定。

本处主要介绍“单枕法”铺设。

(2)“单枕法”施工作业程序

“单枕法"施工作业程序可以划分为四个阶段铺枕铺轨及组装轨排阶段﹑稳定道床及轨排稳定阶段﹑长轨焊接及应力放散阶段、钢轨打磨和加强轨道稳定阶段。

①铺枕铺轨及组装轨排阶段﹔

a.用摊铺机在整修好的机床表面上铺设15 cm的底层道砟;

b.采用双层运轨运枕车(上层装轨枕,下层装长轨),利用刚铺好的新线,将钢轨轨枕运至铺轨点﹔

c.在底层道砟上铺设滚筒,利用走行在底层道砟上的拖拉机及运轨、运枕车上的推送装置﹐将第一次焊接后的2对长钢轨﹐沿线路纵向顺序地排放在底层道作上﹔

d.将两对长钢轨按龙门吊轨距摆设。两对长钢轨用钢轨接头临时连接器连接,并与已铺线路两侧的辅助走行轨相接﹐作为龙门吊的走行轨道;

e.整修底层道砟顶面﹐利用龙门吊从运轨运枕车上吊装轨枕,并按要求的间距铺设在已整形的底层道作上﹔

f.铺完第一对长轨范围的轨枕之后,拆除第一对长轨与辅助走行轨之间的连接,使用龙门吊上的钢轨定位机将第一对长轨安放在轨枕的承轨槽上,龙门吊进入第二对长轨上待命;

g.第一对长轨定位后,安装扣件,并保证适当数量的扣件拧紧,用接头临时连接器将第一对长轨联入已铺线路﹔

h.运轨运枕车吊起线路两侧的辅助走行轨,一起进人刚联入已铺线路的第一对长轨;

i.卸下辅助走行轨,并使之与第二对长轨连接﹔

j.利用运枕运轨车上的推送装置及底层道砟上的滚筒和拖拉机。卸下第三对长钢轨,并按龙门吊轨距摆放﹔

k.重e~g的作业程序。完成第二对长钢轨范围的轨道框架的铺设。重复h~j的作业程序,卸下第四对长钢轨﹐并准备按e~g的程序完成第三对长钢轨的铺设。

②稳定道床及轨排定位阶段

a.轨排平面位置(线路方向和曲线正矢)的拨正,调整轨枕间距和方正轨枕。作业应从轨排两端向中央推进;

b.第一次找平,自轨排两端向中央进行找平和捣固作业﹔

c.第一次动力稳定,稳定车走行速度0.6~0.9 km/h;

d.第一次补砟,补砟量按起道10 cm并捣固后﹐枕盒内作顶面与枕底面平齐,砟肩顶面与轨枕中部顶面平齐计算﹔

e,第一次起道10 cm,捣固作业后,要求枕盒内砟顶面与枕底面平齐,砟肩顶面与轨枕中部顶面平齐﹐然后进行第二次找平和捣固作业﹔

f.第二次动力稳定,稳定车走行速度0.6~0.9 km/h;

g.第二次补砟,补砟量的计算条件与第一次相同;

h.第二次起道10 cm,按第一次起道后的相同要求在枕盒内和砟肩部位补足道砟,并进行第三次找平和捣固作业﹔

i.第三次动力稳定,稳定车走行速度0.6~0.9 km/h;

j.第三次补砟,补砟量按再次起道,捣固及动力稳定后轨面达到设计标高、道床达到标准设计断面计算;

k.第三次起道,起道量按轨面达到设计标高并附加20%的回落量考虑,在枕盒内适当分配道作﹐并进行第四次找平和捣固作业﹔

l.第四次动力稳定﹐稳定车走行速度0.6~0.9 km/h;

m.进行局部的起、拨﹑捣作业,使轨道平、纵断面位置准确定位;

n.第五次动力稳定﹐稳定车走行速度0.6~0.9 km/h;

o.道床断面整形。

③长轨焊接及应力放散阶段、钢轨打磨和加强轨道稳定阶段。

详见5.3“工地钢轨焊接”.5.5“应力放散及锁定”和5.6“轨道整理与打磨”。

(3)基本工艺流程

①主要设备:牵引车、铺轨机组﹑轨枕运输列车、运枕龙门吊等;

②单枕铺设法铺设无缝线路施工基本工艺流程见图7。

(4)技术要求及注意事项

①铺轨作业前应按设计要求精确测量线路中心线,并按铺轨机组作业要求用醒目颜色设置铺轨机组走行标示线或设置导向边桩及钢弦;

②按枕轨运输列车技术要求装载长钢轨和轨枕。长钢轨装车完毕后要锁定牢固,轨枕装车时严禁发生碰损、装偏﹑倾斜﹑漏垫支垫物等现象;

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图7 单枕铺设法铺设无缝线路施工基本工艺流程图

③机车推送铺轨列车进场时,运枕龙门吊应在铺轨机组上可靠锁定﹐并尽量由正线通过,侧向通过道岔速度宜控制在5 km/h左右﹐并监护运行﹔

④在底层道砟上按纵向10 m,横向3~3.25 m间距成对布放拖轨滚筒,牵引车或长钢轨拖放车在长钢轨推送装置的配合下,将长钢轨沿滚筒拖放到线路两侧;

⑤轨枕转运宜分层进行,避免各运输平车之间由于载重悬殊产生车面高差﹔

⑥铺轨机组沿线路中心线匀速前行,轨枕布设装置按规定间距在平整的底层道砟上布设轨枕,应避免在布枕前扰动破坏作面的平整性﹔

⑦轨枕布设时将橡胶垫板放至轨枕承轨槽中﹔

⑧收轨装置在铺轨机组前进时自动将长钢轨收入至轨枕承轨槽中。长钢轨就位应准确并避免碰伤轨枕预埋铁座和长钢轨;

⑨长钢轨就位后﹐安装部分扣件﹐保证铺轨机组安前全通过。铺轨机组通过后要及时补充扣件,并对施工现场进行收尾作业。

5.4.3 换铺法

1 施工方法及工艺流程

①主要设备。轨排钉联机﹑铺轨机、机车、长钢轨运输车,换轨等。

作业程序:

a.先铺设25 m钢轨普通线路(临时过渡),并进行上砟整道;

b.将250 m(或500 m)长的焊接轨运送至已铺轨地段(需要更换为长轨的线路区段),并摆放在线路两侧;

c.将摆放于线路两侧的焊接轨﹐按需要铺设的单元长度进行现场焊接;

d.由一台收轨机将拆除的旧轨收放于轨枕中间,与其同时由另一台收轨机将摆放在线路两侧的单元轨收放于承轨槽内;

e.调整轨距并安装钢轨扣件同时予以紧固;

f.将拆除的的旧钢轨予以回收装运。

③工具轨换铺法施工基本工艺流程如图8所示。

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图8 工具轨换铺法施工基本工艺流程图

(2)技术要求及注意事项

①确认线路封锁,拆除工具轨扣件,每节工具轨至少保留中间一处扣件及接头处扣件不松动,待施工列车通过后,换轨作业车临近前及时松开拆下,确保施工列车及换轨作业车运行安全。

②工具轨轨排的轨枕类型,间距、接头方正,扣件安装﹑轨距等应符合设计要求及规范规定。

③新铺工具轨轨排线路应对中拨正,偏离中线不应大于20 mm。轨道远视直线顺直﹐无硬弯﹔曲线圆顺﹐无反弯或鹅头﹐无反超高。

④对卸轨地段内防碍卸轨的设备及材料等,应提前清理、平整,预留好卸轨的位置。

⑤长钢轨轨头内侧面距线路钢轨轨头外侧面应≥600 mm,并不得高于待换轨轨面25 mm,轨端不得相对,应错开放置,迎车方向轨头必须在顺车方向轨头外侧。

⑥卸车后应采取支护措施﹐防止长钢轨胀缩导致侵限危及行车安全。

5.5 应力放散及锁定

5.5.1 施工方法

应力放散及锁定的主要施工方法有:滚筒法和拉伸器滚筒法。

(1)主要设备

应力放散及锁定主要设备:钢轨拉伸器、撞轨器﹑锯轨机、滚筒、轨温计,扭力扳手、工地钢轨焊接设备等。

(2)工艺流程

①滚筒法:当施工作业时的轨温在设计锁定轨温范围内时,应采用滚筒法施工。滚筒法施工基本工艺流程滚筒法施工基本工艺流程如图9所示。

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图9 滚简法施工基本工艺流程图

②拉伸器滚筒法:当施工作业时的轨温低于设计锁定轨温时,应采用拉伸器滚筒法施工。拉伸器滚筒法施工基本工艺流程如图10所示。

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图10 拉伸器滚筒法基本工艺流程图

5.5.2 技术要求及注意事项

(1)钢轨位移观测桩设置

钢轨位移观测桩设置应符合以下要求:

①位移观测桩应按设计设置。单元轨节起终点的位移观测桩宜与单元轨节焊接接头相对应,纵向相错量不大于30 m;位移观测桩应与电务设备错开。

②位移观测桩编号应按里程递增方向顺序编号,编号方法为“×(单元归结顺序号)—×(单元轨条内的桩号)”,编号以阿拉伯数字标注,并在桩号右上方标“#”号。编号及观测记录须列人竣工文件。

③位移观测桩应设置齐全、牢固可靠、易于观测和不宜破坏。

④观测桩在区间埋设在路肩上﹐在站内站台侧可设置在站台墙上﹐观测桩距道砟坡脚和路肩边缘均应大于0.3 m,当路肩宽度不足时,可埋于路肩中心,但应满足大型养路机械作业要求。

(2)缓冲区设置作业要求

①缓冲区接头应方正,左右股轨端相错量不应大于40 mm;

②缓冲区应与相邻单元轨节同时锁定,接头预留轨缝应符合设计规定,接头螺栓涂油,安装齐全﹐螺母扭矩应达到900 N-m;

③缓冲区钢轨接头轨面及内侧工作边要求平齐,误差不超过0.5 mm。

(3)技术要求

①无缝线路锁定条件

a.有砟道床达到初期稳定,轨道质量符合规范要求;

b.按设计要求已设置钢轨位移观测桩;

c.施工轨温应在设计锁定轨温范围以内或以下时施工。

②无缝线路锁定要求

无缝线路锁定应符合;实际锁定轨温控制在设计锁定轨温范围内;锁定时准确确定并记录轨温﹐相邻单元轨节锁定轨温之差不大于5℃,左右股锁定轨温差不大于3℃,同一区间内的单元轨节最高与最低锁定轨温之差不大于10℃;单元轨节长度满足施工进度和铺设时应力放散最佳效果的要求,以1 000~2000 m为宜,最短不得小于200 m。

无缝线路有下列情况之一者,应重新放散调整应力后锁定线路,使其符合设计要求,并按实际锁定轨温及时修该有关技术资料和位移观测标记。

a,实际锁定轨温超出设计锁定轨温范围或未按设计锁定轨温锁定线路﹔

b.如不符合设计锁定要求的,应重新放散和锁定线路;

c位移观测桩处相对位移换算轨温加上原锁定轨温超出设计锁定轨温允许范围;

d.施工过程中,注意收集、整理技术资料,为编制竣工文件做准备。主要资料有:ⓐ平面布置图及配轨图表;ⓑ铺轨日期,时间与实际锁定轨温记录;ⓒ无缝线路纵向位移观测记录表;ⓓ工地移动闪光焊机焊接记录表。铝热焊接记录表及工地钢轨焊接接头超声波探伤记录;ⓔ铺轨编号与焊缝编号对照表;ⓕ无缝线路单元轨应力放散拉伸情况记录表;ⓖ无缝线路基本技术状况登记表;ⓗ其他技术资料。

(4)注意事项

①线路锁定前应掌握当地轨温变化规律,根据作业区段的时间间隔﹐选定锁定线路的最佳施工时间。

②测量轨温时,要对钢轨的不同位置进行多点测量,取其平均值。

③拆除待放散单元轨节的全部扣件,每隔一定距离垫人一个滚筒,每隔一定距离设置一台撞轨器。

④放散应力时,应每隔100 m左右设一临时位移观测点观测钢轨的位移量,及时排除影响放散的障碍,达到应力放散均匀﹑彻底。

⑤在单元轨节的终端每股钢轨设置一台拉伸器拉伸钢轨,必要时撞轨,使拉伸量传递均匀。

⑥钢轨拉伸量由下式计算:

L=a·L· t

式中

△L——单元轨节拉伸量(mm);

a———钢轨线膨胀系数0.0118;

L———单元轨节长度(m);

t——设计锁定轨温与锁定作业轨温之差(℃)。

⑦钢轨拉伸量达到计算值后,拉伸器保压﹐撤除滚筒,安装扣件,锁定线路;(此时的锁定作业轨温加上钢轨拉伸换算轨温为实际锁定轨温)。

⑧线路锁定后,应立即在钢轨上设置纵向位移观测的“零点”标记,按规定开始观测并记录钢轨位移情况。

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chinahilo
  • 本文由 发表于 2020年10月11日00:00:52
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    • zyb001 zyb001 3

      很好的学习资料

      • zyb001 zyb001 3

        学习了

        • 7ge 7ge 1

          感谢