城市軌道交通鋼軌焊縫雙軌同步電磁感應(yīng)正火新技術(shù)研究

段德榮 曾越

摘 要：利用研制的電磁感應(yīng)正火綜合作業(yè)車，具備縱向伸縮、抬升鋼軌、橫向避讓、雙軌同時正火等功能，實現(xiàn)了焊縫快速正火，提高施工效率，質(zhì)量可靠;采用集成控制、感應(yīng)線圈快速開合、冷卻水快速降溫等技術(shù)，形成雙軌同步電磁感應(yīng)正火工藝，鋼軌接頭雙軌同步持續(xù)電磁感應(yīng)正火，保證質(zhì)量;應(yīng)用了步履式橫向伸縮移動避讓技術(shù)，解決了長大區(qū)間折返避讓的難題，作業(yè)車快速下線上線，提高正火作業(yè)工效，安全便捷。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;鋼軌焊縫;雙軌同步;感應(yīng)正火

中圖分類號：U213.92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 前言

隨著各地方政府不斷加大對市政軌道工程投入，工程任務(wù)不斷增多，工程安全、質(zhì)量和進(jìn)度要求不斷提高，各軌道施工單位正不斷以各種形式和方法提高各自的施工實力。在現(xiàn)代軌道施工技術(shù)飛速發(fā)展時期，為滿足鋪軌施工效率的更高需求，無縫鋼軌施工設(shè)備實現(xiàn)作業(yè)面施工機(jī)械化，整機(jī)集成化，方便施工、快速轉(zhuǎn)移，機(jī)械抬升鋼軌等成為必然的趨勢。

1 感應(yīng)正火技術(shù)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)鋼軌焊接接頭焊后熱處理技術(shù)與設(shè)備仍然比較落后，近年開發(fā)并應(yīng)用鋼軌焊接接頭電磁感應(yīng)正火設(shè)備的只有少數(shù)幾家單位。我公司研制的鋼軌焊縫單軌電磁正火設(shè)備施工過程中因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且笨重，而且沒有針對性的運(yùn)載工具，主要靠人工轉(zhuǎn)移，經(jīng)常出現(xiàn)砸傷人員和摔壞設(shè)備的現(xiàn)象?，F(xiàn)有設(shè)備不能滿足目前軌道交通發(fā)展需要。通過技術(shù)改進(jìn)和新增系統(tǒng)的研究提高正火作業(yè)效率，提升正火機(jī)械化施工程度，實現(xiàn)同步鋼軌調(diào)直、減少非作業(yè)時間消耗、解決正火和鋪軌工序不能同步進(jìn)行導(dǎo)致的高強(qiáng)度搶工難題，形成一套全新高效的正火施工工藝，達(dá)到從多方面綜合降低施工成本，提高企業(yè)施工經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2 鋼軌焊縫雙軌同步電磁感應(yīng)正火新技術(shù)

2.1 技術(shù)原理

電磁感應(yīng)正火設(shè)備搭載在具備縱向伸縮、抬升鋼軌、橫向避讓、雙軌同時正火等功能的綜合作業(yè)車上。雙軌同步感應(yīng)正火裝置通過仿形感應(yīng)線圈，發(fā)生器為感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變的電流，從而線圈產(chǎn)生交變的磁場，再利用交變磁場在工件上產(chǎn)生渦流達(dá)到加熱的效果。通過改進(jìn)電磁感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計，能同時進(jìn)行雙股鋼軌同時感應(yīng)正火;改進(jìn)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)恒水溫持續(xù)不間斷感應(yīng)正火;改進(jìn)感應(yīng)線圈開合結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)感應(yīng)線圈快速拆裝。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）綜合作業(yè)車的研制。研制一種綜合作業(yè)車，通過車體空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計液壓抬升系統(tǒng)，實現(xiàn)分散組件集成化，實現(xiàn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)場雙向同速運(yùn)行，機(jī)械抬升鋼軌，交叉作業(yè)快速避讓等施工。懸掛系統(tǒng)預(yù)留可安裝焊縫打磨，鋼軌矯正，鋼軌探傷等施工模塊接口，后續(xù)拓展多種軌道施工功能。

（2）伸縮式橫向步履撤離正線避讓技術(shù)。設(shè)計一種可伸縮形式結(jié)構(gòu)，由固定支撐和橫移支撐構(gòu)成，通過固定支撐抬起車體，橫移支撐向一側(cè)移動后支撐在地面，隨后收起固定支撐并同方向移動車體，重復(fù)橫移操作步驟，則可使作業(yè)車安全的讓出正線軌道，方便其它施工車輛正線通過，以解決無法避讓正線軌道影響其它作業(yè)設(shè)備通過、長距離轉(zhuǎn)場靠大型專用運(yùn)輸設(shè)備載送，工作效率低等問題。

（3）雙股鋼軌同時快速感應(yīng)正火技術(shù)。電磁感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計，能同時進(jìn)行雙股鋼軌同時感應(yīng)正火，同時加大發(fā)電機(jī)組功率，設(shè)置雙路感應(yīng)輸出，可以滿足雙股鋼軌同時正火需求。感應(yīng)線圈開合結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)感應(yīng)線圈快速拆裝。

2.3 鋼軌焊縫雙軌同步電磁感應(yīng)正火步驟

鋼軌焊縫雙軌同步電磁感應(yīng)正火新技術(shù)步驟如下：

（1）步履式橫向伸縮移動避讓技術(shù)實施步驟。當(dāng)作業(yè)車需要離開正線讓出軌道要求時，操作作業(yè)車伸縮裝置將向兩端伸出作業(yè)的狀態(tài)縮進(jìn)到作業(yè)車轉(zhuǎn)場的最短狀態(tài)，選擇好避讓地點，操作整車抬升橫移裝置，一側(cè)向避讓方向伸出，另一側(cè)縮進(jìn)到緊靠作業(yè)車的位置，然后垂直抬升作業(yè)車，當(dāng)作業(yè)車走行輪離開鋼軌一定高度后，操作橫移機(jī)構(gòu)使作業(yè)車相對于抬升機(jī)構(gòu)橫向伸縮梁移向避讓一側(cè)，到達(dá)橫梁指定位置后，操作安裝在作業(yè)車前后兩端的四個固定抬升支撐牢固地支撐在橫向轉(zhuǎn)移的第一次位置，然后操作橫移機(jī)構(gòu)提升支撐，使橫移裝置回歸到第一次橫移的狀態(tài)，操作橫移機(jī)構(gòu)的抬升機(jī)構(gòu)把作業(yè)車抬起，回歸作業(yè)車前后兩端的固定抬升裝置到非支撐狀態(tài)。重復(fù)橫移操作步驟，使作業(yè)車安全地讓出軌道線路，讓其它車輛緩慢通過。作業(yè)車需要回到原工作狀態(tài)時，按上述避讓程序反向操作步驟使得作業(yè)車回位，繼續(xù)線路作業(yè)。參見圖1所示。

（2）雙軌同步電磁感應(yīng)正火技術(shù)實施步驟。準(zhǔn)備階段：貼測溫?zé)犭婑睿謩e在軌頭、軌腰、軌底、軌底腳貼上熱電耦測溫片，并與發(fā)生器端頭連接;包裹隔熱毯，隔熱毯包裹三層，并確保隔熱毯完好無損，包裹鋼軌長度16 cm，對稱于鋼軌焊縫;安裝仿形銅管開合式感應(yīng)線圈，調(diào)整好隔熱毯后，打開感應(yīng)線圈卡扣，從鋼軌一側(cè)裝入感應(yīng)線圈，調(diào)整感應(yīng)線圈位置，使中心與鋼軌焊縫中心對位，合上卡扣，壓緊隔熱毯和熱電耦;感應(yīng)線圈與中頻發(fā)生器連接;感應(yīng)線圈接水口與循環(huán)水箱水管連接;將供電設(shè)備與中頻發(fā)生器設(shè)備、循環(huán)水設(shè)備連接，檢查供電電路、感應(yīng)線圈線路、循環(huán)水線路、測溫線路是否連接牢固，支架有無松動，限位是否緊固。確認(rèn)后準(zhǔn)備階段結(jié)束。

開機(jī)階段：打開循環(huán)水箱閥門和電源，啟動循環(huán)水箱電源，開始循環(huán)水降溫，檢查管路不得有滴漏水;打開中頻發(fā)生器電閘;選定相應(yīng)的加熱程序;再次檢查加熱器是否運(yùn)行正常，指示燈是否顯示正常，初始溫度是否測出;確定一切顯示正常，所有工作準(zhǔn)備就緒之后，按“開始/停止”鍵開始加熱。

工作階段：工作階段加熱器會自動按照預(yù)設(shè)程序加熱，保溫，停止程序運(yùn)行。但工作人員應(yīng)隨時觀察加熱器工作情況，一旦出現(xiàn)異常應(yīng)立即按“開始/停止”按鈕，停止加熱。加熱過程中，可以通過控制面板中的顯示屏觀察加熱狀況，按“上”，“下”鍵查看六個通道溫度變化情況。

工作結(jié)束：先停止發(fā)生器工作，再斷開循環(huán)水，拆除仿形支架限位，拆除發(fā)生器、循環(huán)水箱一端連接，再松動仿形架，沿鋼軌方向移離焊縫。

3 結(jié)語

該技術(shù)的應(yīng)用效果如下：

（1）提高了施工效率和設(shè)備利用率。（2）正火恒溫冷卻系統(tǒng)減小了設(shè)備故障概率;集中化處理大大降低了人工成本，減小了物體打擊風(fēng)險，降低了人工勞動強(qiáng)度。（3）雙股鋼軌同時正火提高了施工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]史培辰.用于鋼軌焊縫正火的雙頻感應(yīng)加熱電源的研究[D].

[2]趙文君，劉習(xí)生，范寶明.纏繞式線圈鋼軌焊接接頭感應(yīng)正火技術(shù)[J].建筑知識：學(xué)術(shù)刊，2014（07）：477-478.