轨道交通无缝线路施工方案.docx
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轨道交通无缝线路施工方案
1工程概况
天津市轨道交通二号线轨道工程起点自正线设计起点(K11+062),分别经过莲花站、白报地站、夫子庙公园站、天津北站(南广场)、天津北站(北广场)、民心佳园站、三亚湾站、上湾路站、环山公园站,终点为环山公园~长河站区间K25+125(结构分界处),共有9站9区间,正线线路全长30.41km,均为地下线,其中包括:
一般减震道床23.8km(含辅助线),中等减振道床3.42km,高等减震垫道床3.19km,9号单开道岔18组,17.2米间距交叉渡线2组。
环山公园站与长河站间设朱家湾车辆段一座(不含出入段线),占地约47.88公顷,其中包括库内整体道床8.78km、库外碎石道床7.52km,试车线轨道1.13km,单开道岔37组,交叉渡线3组。
2主要设计标准及技术参数
1)线路
(1)正线数目:
双线
(2)轨距:
1435mm
(3)轨底坡:
正线、辅助线采用轨底坡1/40
(4)最小曲线半径:
正线:
一般350m,困难300m;辅助线:
一般250m,困难150m
(5)最大坡度:
最大坡度为44‰(三亚湾~上湾路站、上湾路站~环山公园站)
(7)曲线超高:
最大超高值120mm,正线辅助线及车场线曲线超高设为6mm,车站有效站台范围内最大超高值15mm。
允许欠超高一般条件为61mm。
地下线采取外轨抬高超高值一半,内轨降低超高值一半的方法设置曲线超高(半超高方式)。
2)轨道
(1)钢轨:
地下线采用60kg/m、U75V、25m钢轨
(2)道床:
地下线一般地段、中等减振地段采用一般普通整体道床
(3)扣件:
一般地段、高等减振整体道床采用DTVI2型扣件
中等减振地段采用双层非线性弹性减振扣件
(4)轨枕
地下线一般及中等减振整体道床采用预应力混凝土长轨枕,高等减震整体道床采用短轨枕
(5)轨道结构高度
①矩形隧道地段(含车站)
一般及中等减振地段:
560mm,曲线地段加超高值一半;
②马蹄形隧道地段
一般及中等减振地段:
650mm,曲线地段加超高值一半;
3工程所采用的技术规范和标准
《地下铁路工程施工及验收规范》(GB50299-1999)2003版
《铁路轨道施工质量验收标准》(TB10413-2003)
《无缝线路铺设养护维修方法》(TB2098-2007)
《钢轨焊接第1部分通用技术条件》(TB/T1632.1-2014)
《钢轨焊接第2部分闪光焊接》(TB/T1632.2-2014)
天津地铁二号线轨道工程10701标施工图;
4主要工程数量
正线钢轨采用60kg/m,材质为U75V,钢轨定尺长度为25m。
4.1长轨条的布置情况
下表为长轨条的布置表。
表1—长轨条的布置表
左线
序号
起讫历程
轨条长度
轨条布置
1
ZDK11+062.000
ZDK11+254.370
192.37
长轨条左1
2
ZDK11+254.370
ZDK11+279.372
25.002
短轨
3
ZDK11+279.372
ZDK11+308.420
29.048
道岔
4
ZDK11+308.420
ZDK11+333.422
25.002
短轨
5
ZDK11+333.422
ZDK13+694.721
2361.299
长轨条左2
6
ZDK13+694.721
ZDK13+719.723
25.002
短轨
7
ZDK13+719.723
ZDK13+748.771
29.048
道岔
8
ZDK13+748.771
ZDK13+773.773
25.002
短轨
9
ZDK13+773.773
ZDK13+979.721
205.948
长轨条左3
10
ZDK13+979.721
ZDK14+004.723
25.002
短轨
11
ZDK14+004.723
ZDK14+033.771
29.048
道岔
12
ZDK14+033.771
ZDK14+040.023
6.252
短轨
13
ZDK14+040.023
ZDK14+079.439
39.416
长轨条左4
14
ZDK14+079.439
ZDK14+085.691
6.252
短轨
15
ZDK14+085.691
ZDK14+114.739
29.048
道岔
16
ZDK14+114.739
ZDK14+139.741
25.002
短轨
17
ZDK14+139.741
ZDK18+123.471
3983.73
长轨条左5
18
ZDK18+123.471
ZDK18+148.473
25.002
短轨
19
ZDK18+148.473
ZDK18+177.521
29.048
道岔
20
ZDK18+177.521
ZDK18+202.523
25.002
短轨
21
ZDK18+202.523
ZDK18+425.583
223.06
长轨条左6
22
ZDK18+425.583
ZDK18+450.585
25.002
短轨
23
ZDK18+450.585
ZDK18+479.633
29.048
道岔
24
ZDK18+479.633
ZDK18+504.635
25.002
短轨
25
ZDK18+504.635
ZDK19+839.670
1335.035
长轨条左7
26
ZDK19+839.670
ZDK19+864.672
25.002
短轨
27
ZDK19+864.672
ZDK19+893.720
29.048
道岔
28
ZDK19+893.720
ZDK19+918.722
25.002
短轨
29
ZDK19+918.722
ZDK20+238.707
319.985
长轨条左8
30
ZDK20+238.707
ZDK20+263.709
25.002
短轨
31
ZDK20+263.709
ZDK20+292.757
29.048
道岔
32
ZDK20+292.757
ZDK20+317.759
25.002
短轨
33
ZDK20+317.759
ZDK22+526.892
2209.133
长轨条左9
34
ZDK22+526.892
ZDK22+551.894
25.002
短轨
35
ZDK22+551.894
ZDK22+732.708
180.814
交渡钢轨
36
ZDK22+732.708
ZDK22+757.710
25.002
短轨
37
ZDK22+757.710
ZDK25+125.000
2367.29
长轨条左10
右线
序号
起讫里程
轨条长度
轨条布置
1
YDK11+062.000
YDK11+367.312
305.312
长轨条左1
2
YDK11+367.312
YDK11+392.314
25.002
短轨
3
YDK11+392.314
YDK11+421.362
29.048
道岔
4
YDK11+421.362
YDK11+446.364
25.002
短轨
5
YDK11+446.364
YDK13+694.722
2248.358
长轨条左2
6
YDK13+694.722
YDK13+719.724
25.002
短轨
7
YDK13+719.724
YDK13+748.772
29.048
道岔
8
YDK13+748.772
YDK13+773.774
25.002
短轨
9
YDK13+773.774
YDK14+025.289
251.515
长轨条左3
10
YDK14+025.289
YDK14+050.291
25.002
短轨
11
YDK14+050.291
YDK14+079.339
29.048
道岔
12
YDK14+079.339
YDK14+085.692
6.353
短轨
13
YDK14+085.692
YDK14+114.740
29.048
道岔
14
YDK14+114.740
YDK14+139.742
25.002
短轨
15
YDK14+139.742
YDK15+754.726
1614.984
长轨条右4
16
YDK15+754.726
YDK15+779.728
25.002
短轨
17
YDK15+779.728
YDK15+808.776
29.048
道岔
18
YDK15+808.776
YDK15+833.778
25.002
短轨
19
YDK15+833.778
YDK18+059.468
2225.69
长轨条右5
20
YDK18+059.468
YDK18+084.470
25.002
短轨
21
YDK18+084.470
YDK18+113.518
29.048
道岔
22
YDK18+113.518
YDK18+138.520
25.002
短轨
23
YDK18+138.520
YDK19+839.670
1701.15
长轨条右6
24
YDK19+839.670
YDK19+864.672
25.002
短轨
25
YDK19+864.672
YDK19+893.720
29.048
道岔
26
YDK19+893.720
YDK19+918.722
25.002
短轨
27
YDK19+918.722
YDK20+238.707
319.985
长轨条右7
28
YDK20+238.707
YDK20+263.709
25.002
短轨
29
YDK20+263.709
YDK20+292.757
29.048
道岔
30
YDK20+292.757
YDK20+317.759
25.002
短轨
31
YDK20+317.759
YDK22+526.892
2209.133
长轨条右8
32
YDK22+526.892
YDK22+551.894
25.002
短轨
33
YDK22+551.894
YDK22+732.708
180.814
交渡钢轨
34
YDK22+732.708
YDK22+757.710
25.002
短轨
35
YDK22+757.710
YDK25+125.000
2367.29
长轨条右9
4.2焊接接头数量情况
下表为焊轨接头数量统计表。
表2—焊轨接头数量统计表
序号
范围
里程
接头个数
备注
1
标段起点至莲花站
右11+062~右11+305.312
24
起点开始记
长轨条右1
左11+062~左11+254.370
14
起点开始记
长轨条左1
2
莲花站至夫子庙公园站区间
右11+446.364~右13+694.722
178
长轨条右2
左11+333.422~左13+694.721
188
长轨条左2
3
夫子庙公园站
右13+773.774~右14+025.298
20
长轨条右3
左13+773.773~左13+979.721
16
长轨条左3
左14+040.023左14+079.439
2
长轨条左4
4
夫子庙公园站至民心佳园站区间
右14+139.742~右15+754.726
128
长轨条右4
右15+833.778~右18+059.468
178
长轨条右5
左14+139.741~左18+123.471
318
长轨条左5
5
民心佳园站至三亚湾站区间
左18+202.523~左18+425.583
16
长轨条左6
右18+138.52~右19+839.67
136
长轨条右6
左18+504.635~左19+839.67
106
长轨条左7
6
三亚湾站
右19+918.722~右20+238.707
24
长轨条右7
左19+918.722~左20+238.707
24
长轨条左8
7
三亚湾站至上湾路站区间
右20+317.759~右22+526.892
176
长轨条右8
左20+317.759~左22+526.892
176
长轨条左9
8
上湾路站至标段终点
右22+757.71~右25+125
188
长轨条右9
左22+757.71~左25+125
188
长轨条左10
9
朱家湾车辆段试车线1.13km
起点终点接道岔岔前
90
长轨条试车线
合计
2190
5总体施工方案
正线全线无缝线路采用移动式闪光焊的方法进行施工。
无缝线路钢轨由焊轨车在已施工完成的整体道床上直接焊接。
先将扣件松掉→待焊钢轨原位抬高→架放在焊接滚道线上进行焊接→完成焊后正火→打磨→探伤→接头外观检查。
最后把钢轨从滚道线上吊下安装到设计位置按设计要求进行钢轨锁定,形成无缝线路。
施工顺序:
先焊接上湾路站至标段终点左右线无缝线路→再施工上湾路站~天津北站北广场左右线无缝线路→夫子庙公园站~标段起点左右线无缝线路施工→夫子庙公园站~天津北站北广场左右线无缝线路施工→朱家湾车辆段试车线无缝线路施工。
6无缝线路施工工期
6.1施工顺序
总体思路:
10月30日前完成接头型式实验后,11月1日开始上湾路站至标段终点无缝线路施工。
正线无缝线路完成时间2017年1月30日,天津北站南广场至天津北站北广场区间及朱家湾车辆段时间待定。
6.2工期节点安排
表3—工期节点时间表
序号
起点位置
终点位置
线别
节点时间
备注
1
上湾路站
(DK22+757.71)
本标段终点
(DK25+125)
左右线
2016.11.25
2
上湾路站
(DK22+526.892)
天津北站北广场
左右线
2016.12.30
3
夫子庙公园站(DK13+773.773)
本标段起点
(DK11+062)
右线
2017.01.20
4
夫子庙公园站
天津北站北广场
左线
待定
7无缝线路施工方法
7.1型式试验及焊接参数确定
根据规范要求,在下列情况进行型式试验:
a焊轨组织初次焊接铁路钢轨;
b正常焊接后,改变焊接工艺;
c更换钢轨焊机,或焊机停用1年后恢复生产前;
d取得型式检验报告的时间已满5年;
e生产检验结果不合格;
f钢轨钢种、钢轨生产厂、钢轨交货状态、钢轨轨型之一改变,首次焊接时。
型式检验项目包括外观、静弯、落锤、疲劳、拉伸、探伤、显微组织、硬度、宏观、冲击及断口检验。
其检验次数按《钢轨焊接第2部分:
闪光焊接》(TB/T1632.2-2014)中表3有关规定执行。
本工程采用K920移动式焊轨机焊接钢轨,焊接前进行型式试验,试验用轨在轨道工程铺设所用轨中取样,焊接地点位于上湾路铺轨基地。
K920焊机的主要焊接工艺参数有:
焊接电压(结段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、焊接时间(结段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、加速烧化时间、带电顶锻时间、无电流顶锻时间、烧化量、顶锻量、焊接时油压Ⅰ、加速顶锻油压Ⅱ等主要参数,以及正火温度等辅助焊接参数。
表4—型式试验的项目及焊接接头试件数量
外观
探伤
落锤
静弯
疲劳
拉伸
冲击
硬度
宏观、显微组织和晶粒度
断口
移动式闪光焊
固定式闪光焊
钢轨受压
轨头受拉
全部试件
全部试件
15
25
12
3
3
1
1
2
1(利用硬度试件)
15(利用落锤试件)
注:
硬度试件2个,包括测试轨顶面硬度1个和测试纵断面硬度1个。
(1)落锤试验
①试验方法
试验用钢轨要求长1.2m~1.6m,单个接头按规范锤击两次不断为合格。
共试验3组。
如每组内的5个接头均合格,则视用此焊接工艺及焊接工艺参数对此类型钢轨进行焊接可满足规范要求。
②钢轨焊头试件的落锤高度
表5—钢轨焊头试件的落锤高度按下表规定
钢轨类型
60kg/m
锤头质量(kg)
1000
接触焊
锤击一次
5.2m
锤击两次
3.1m
③落锤实验的记录
钢轨焊头试件进行落锤实验时,要求实验员现场旁站并做好记录,要求记录落锤高度和每次落锤后试件的挠度。
(2)静弯试验
落锤试验通过后,另焊3组,每组5根试件进行静弯试验。
按规范要求施加荷载后,试件全部不断为合格。
表7—60kg/m钢轨焊头试件的静弯破断载荷不得低于下表所列数值
焊接方法
受力状态
静载kN(t)
挠度(mm)
接触焊
轨头受压
1450(145)
≥20
轨头受拉
1300(130)
≥15
(3)疲劳试验
①试验方法
按TB/T1632.1-2014第11规定进行。
钢轨焊头的疲劳荷载
表8—60kg/m钢轨焊头的疲劳荷载按下表规定
焊接方法
荷载kN(t)
说明
接触焊
95/470(9.5/47)
1、荷载比R(最小荷载/最大荷载)=0.2
2、跨距L=1.0m
3、常温下进行
(4)硬度试验
硬度试验按TB/T1632.2-2014第4.8规定进行。
(5)超声波探伤
①探伤方法
按TB/T1632.1-2014第5规定进行。
探伤范围
每个钢轨接头均应进行超声波探伤。
(6)显微组织检验
按TB/T1632.2-2014第4.10规定进行。
①镜像组织分析
钢轨接触焊接头的金相组织为珠光体和少量铁素体,在显微镜放大100倍时,不得有明显的魏氏体及粒状球化的珠光体。
焊头不得有过烧组织。
②晶粒度
钢轨接触焊接头部位的晶粒度与母材轨头部位的晶粒度相比其差值不大于一级。
(7)断口检查
按TB/T1632.2-2014第4.11条规定进行。
型式试验合格后的焊接参数,将作为正式焊接参数。
上报业主或监理认可,未经允许不得随意变更。
其他试验项目检验方法详见钢轨焊接TB/1632-2014.
7.2生产检验
出现下列情况之一时应进行生产试验:
a每焊接200个接头;
b焊机工况变化,对某个焊接参数进行修正之后;
c焊机出现故障、记录曲线异常,故障排除之后;
d焊机停焊钢轨1个月以上,开始焊接生产前;
e每隔3个月或焊接生产600个接头;
f调整热处理工艺参数之后;
g更换热处理设备之后;
h加热器(感应、火焰)的供方或加热器的结构、尺寸改变之后。
表9—生产检验的项目及试件数量
生产检验条件
7.2中a、b、c、d
7.2中e
7.2中f、g、h
试验项目
外观
探伤
落锤
断口
硬度
宏观
硬度
宏观、显微组织和晶粒度
试件数量
5
2
1
2
1
注1:
外观和探伤检验合格后的试件作为落锤试件。
注2:
硬度试件2个,包括测试轨面硬度1个和测试纵断面硬度1个。
注3:
宏观检验、显微组织和晶粒度检验利用硬度试件
7.3钢轨焊接施工
无缝线路钢轨由焊轨车在已施工完成的整体道床上直接焊接。
承载焊轨车车体的改装汽车的四个角,分别带有四个液压千斤顶,在非焊接区转移时可在已铺设的整体道床标准轨距钢轨上行走。
在待焊接头区,将四个千斤顶分别置于道床上,并将平板车四个角顶起,使平板车车轮脱离轨道,顶起高度以不影响焊接轨放在临时滚道线上的高度为宜,以避免待焊钢轨受压,影响焊接质量。
焊机头悬臂吊挂在焊轨车前端,焊轨车组内安装配套的发电机组及控制台。
为满足钢轨焊接所需的必要空间,将待焊轨抬高、架空在焊接滚道上进行焊接,并完成焊后正火打磨等各项工作。
最后,把钢轨从滚道上吊下安装到设计位置再锁定钢轨形成无缝线路。
焊轨机固定示意图
(1)焊接长钢轨施工工艺流程
型式试验确定
焊接工艺参数
丈量、检查
配轨及校直
接头外观检查
接头打磨
焊后调直
接头正火
接头推瘤
接头焊接
焊轨车就位
接头探伤
转下一对接头处
轨头打磨
锯
轨
焊轨车行驶到位
焊轨车支承到临时轨道上
不合格
扣件拆除钢轨抬高
至滚道上
焊机检查空载测试
钢轨下降至扣件上
放散应力锁定钢轨
钢轨焊接施工工艺流程图
(2)焊接长轨的施工方法
按照铺轨计划,将焊轨设备从上湾路铺轨基地吊入上湾路至标段终点焊轨区。
当焊轨车运送到焊轨区后,利用改装车四个角的液压顶升设备把焊轨车顶起,把需焊接的钢轨扣件全部松脱,按顺序逐个吊装到沿道床纵向摆放的临时滚道线上进行焊接。
当一股钢轨的一个接头焊接完毕后,就地焊接另一股钢轨的接头。
两个接头全部焊接完毕后,临时放好已焊完的钢轨,并隔5个轨枕上一对扣件,将所焊好的钢轨临时固定,降下平板车四个角的液压千斤顶,焊轨车通过临时固定的钢轨,移动到下一个需焊接接头的部位再次进行焊接。
前面焊好的接头按规定进行接头正火、打磨、探伤等,然后进行外观质量检查。
合格后,按从后向前的顺序把长轨放入道床承轨槽内。
①施工准备
焊接设备进场后,要进行相关的工艺试验,确定焊轨参数,并上报监理、业主,获得批准后严格组织实施。
钢轨焊接施工前,操作人员要对焊机主机、附机、水冷却系统、液压系统、制冷系统、供电系统等做最后检查,一切正常后方可进行焊轨作业。
②焊前钢轨检查
提前对钢轨外观尺寸、外观质量逐根进行检查,检查时应翻轨进行,不能只检查钢轨头部。
对弯曲的应进行调直处理,使钢轨在全长范围内轨头和侧面平面直顺,不得有硬弯、弯曲和扭转。
钢轨两端1米范围内垂直面及平面不直度不大于0.5mm,大于0.5mm的应重新锯轨,冷却后重新测量。
对达到标准的钢轨进行全面探伤检查;对合格的钢轨进行轨端除锈和打磨。
③松解扣件及钢轨端头除锈打磨
焊轨前,将钢轨扣件松开,拆除接头夹板及部分配件,顶升钢轨,放置滚筒和垫木,对待焊钢轨端头及焊轨机钳口部位与钢轨接触处端面采用电动砂轮机进行除锈、打磨,打磨后的钢轨面应有金属光泽,不得有锈斑;打磨深度不得超过母材0.2mm,钢轨端部670mm范围内有出厂标志的,应打磨至与轨腰平齐,不得有任何凸出,防止损伤钳口。
对焊接钢轨端面用宽座角尺和塞尺进行垂直度检查,凡超过0.5mm的,采用钢轨端面打磨机进行打磨,直至符合要求。
④对轨调整与钢轨焊接
钢轨面及钳口部位打磨符合要求后,方可进行焊轨作业。
先在滚筒上进行对轨并调整高低和方向,使焊缝对正焊轨机钳口中心位置,用刀口尺检查两钢轨左右或高低错牙均不得超过0.5mm。
确认钢轨对中后,启动液压系统进行夹轨,随后激活数据采集系统,进入焊接程序,依次经过各个闪光阶段后进行顶煅并完成推瘤作业。
焊接结束后,立即启动液压系统,将焊轨机架张开到足够大的程度,起升焊机使之离开焊头一定距离。
迅速除去推瘤焊渣,并对焊机各部位和接头进行检查,同时清洁焊机内部和钳口。
如果钢轨与钳口接触处有电击伤,则该焊头判定为不合格,需切掉重焊;同时对钳口进行
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