严寒地区高速铁路冬季钢轨胶接绝缘接头施工

李彭

摘要：高速铁路无缝线路轨道电路隔断区段通过钢轨胶接绝缘接头进行分隔，为确保线路的整体性、平顺性和轨道电路的可靠性，其施工质量显得非常重要，通过严寒地区朝凌高速铁路冬季钢轨胶接绝缘接头通过优化施工工艺现场施工，搭设移动保温棚将粘结剂适宜的粘结温度达15℃以上。实践证明，采用搭棚升温法有效控制施工温度、拉伸器保压法控制施工质量，工序方便，可供类似工程借鉴。

关键词：无缝线路；冬季；胶接绝缘接头；保温棚；拉伸器；搭棚升温法；保压法

1 概述

高速铁路采用跨区间无缝线路，即将钢轨之间全部采用焊接和胶接绝缘方式进行连接。绝缘接头从普通绝缘夹板到新型钢轨胶接绝缘接头变革，该接头采用严密有效的的胶接工艺，提高了结构的整体剪切强度、减少列车动载下的挠度，提高了施工质量和使用寿命。但胶接绝缘接头粘结剂适宜的固结温度为15-25℃，在严寒地区冬季如何进行接头施工是不可避免的问题，本文通过朝凌高速铁路现场实践，介绍严寒地区冬季钢轨胶接绝缘接头施工技术。

1工程概况

新建朝阳至凌海客运专线工程线路自京哈线辽宁朝阳站引出，经朝阳市、凌海市，与秦沈高铁凌海南站接轨，新建巴图营站、锦州北站，线路长105公里，共有146个胶接绝缘接头;该地区年平均气温9℃，最高气温30℃，极端最低气温-34.4℃，最大平均日温差28℃，最大冻结深度105cm。

2 胶接绝缘接头基本结构和材料要求

2.1基本结构

绝缘材料采用施密特MT-Joint S60型绝缘夹板，MT绝缘接头由10.9级高强度螺栓（螺母）、垫圈、绝缘套管、夹板和绝缘槽板组成。在胶接绝缘夹板与钢轨腹部之间涂抹胶粘剂，用胶粘剂将胶接绝缘夹板与钢轨粘接，并采用高强度螺栓紧固形成绝缘接头。

2.2材料要求

（1）钢轨

接头两端钢轨同轨型、同刚种，绝缘接头钢轨1米范围内不得有硬弯；轨头和钢轨轨底的受力表面不得有伤损；对于再用钢轨需对其端部超声波检查，确保内部无裂纹。

（2）绝缘夹板的内侧面以及上下斜面的凹凸不超过0.3mm，两槽型钢板间距的偏差为-1mm~+2mm，螺栓孔直径偏差为0~0.5mm，高度偏差为±0.5mm。

（3）绝缘槽板采用玻璃纤维增强的环氧树脂层压板，厚度为6.0~8.0mm。绝缘套管为玻璃纤维增强的环氧树脂卷制管，厚度不宜小于15mm。

（4）胶粘剂为常温固化环氧粘接剂，固结适宜温度15-30℃。

3 施工工艺流程

低温条件下胶接绝缘施工合成胶泥无法彻底凝固，为保证胶接绝缘接头施工质量，对严寒地区冬季胶接绝缘接头施工工艺进行优化，其施工流程图如图4：

图4 施工工艺流程图

结合现场施工环境，分别采用局部温控法和保压法进行施工环境温度和质量的控制，并加工一套专用作业保温棚，采用脚手架搭设保温骨架，骨架下辅以带制动走行装置，骨架外围敷设阻燃保暖棉被帆布等。

（2）锯轨、钻孔、对轨和预安装

1）切割绝缘缝时尽量使用一张锯轨片，钢轨胶接端的端面垂直度和水平偏差要求在0.15mm范围内；2）钻孔必须使用专用卡具，使用Ф31mm空心钻头对接头侧钻孔；3）用1m直尺检查平直度，用刚契子调整钢轨。4）预安装的主要作用是复查螺栓孔，确保绝缘接头安装和胶接成功；保证安装方向的正确性。

（3）钢轨和夹板的清理、打磨

1）用铁铲、钢丝刷将钢轨胶接范围的油泥、浮锈清除，再用角磨机打磨钢轨，要求打磨至钢轨完全露出金属光泽，无锈斑、平整，钢轨上的钢种、炉号等凸出字样要打磨平。 2）用砂布打磨钢轨胶粘面和轨端倒棱部位，要求打磨后无金属毛刺，再用干净布揩抹钢轨胶粘面。用白布顺一个方向揩抹钢轨胶粘面，不允许反复来回揩抹。3）用倒棱器对钢轨螺栓孔倒角，用圆锥打磨螺栓孔毛刺和锈蚀，并进行清理。

（4）搭设保温帐篷

在胶接绝缘位置搭设保温帐篷，帐篷采用棉质防风材质，帐篷尺寸长*宽=4m*2.6m,帐篷内用发电机+热风机对棚内环境进行升温；保证环境温度10℃以上。

（5）合成胶泥

合成胶泥时不能接触到水分，提前将胶放于棚内加热水桶内进行温胶，合成胶泥开盖搅拌时间在绝缘夹板试安装成功厚在20℃左右拌合均匀。用一把油漆铲刀将合成胶泥涂抹成锲型，与钢轨侧面形状一致，沿着绝缘鱼尾板方向慢慢地移动铲刀，压上合成胶泥并使之不掉落下来。

（6）安装胶接夹板

经检查涂胶无遗漏后合上夹板时检查绝缘套管是否安装，有无掉落；要求螺栓扭力矩达到1400N. m，6套螺栓全紧固一遍后，用道钉錘敲打夹板，再复紧螺栓，如此重复3次，直至螺栓保持规定的扭力矩不衰减。

（7）拉伸器保压

安装绝缘端板时用拉伸器张拉钢轨挤严轨缝后，还应预多加压至少5～10MPa ，可防止胶粘作业过程拉伸器保压不可靠降压而导致轨缝拉开；发现压力下降，应当及时补压，避免轨缝拉开；胶粘组装完成，绝对不可立即打开回油阀卸载，应当保压一段时间；在保压时段内，可将溢出的多余胶粘剂涂抹在端板周边钢轨的倒棱处；保压时间足够，胶粘剂已经表干，当打开拉伸器的回油阀卸载时，应当先微微松开迥油阀，观察轨缝变化，如果轨缝扩大，应立即停止卸载，并应补压，复紧螺栓，延长保压时间。

（8）保温养护、复紧螺栓

保压过程中在绝缘接头位置放置加热设备，使环境温度大于20℃加速胶粘剂的固化，但应防止烧糊玻璃纤维布；撤下钢轨拉伸器后,再次复紧螺栓。

4施工质量控制

（1）棚内配置足够功率升温设备，并悬挂气温计，保证棚内气温达18℃并使作业保温棚的相对湿度≤40%。

（2）冬季施工现场锯轨后采用液压钢轨拉伸器推拉钢轨调整轨缝；涂胶安装绝缘夹板时用拉伸器张拉钢轨挤严轨缝后，安装完成后还应加压至少5~10MPa,并随时观察拉伸器压力表，发下压力下降应当及时保压，避免轨缝拉开。

（3）合成胶泥达到最终硬化之后，需再次将绝缘接头的螺母紧固到 1200N·M。

（4）现场胶接绝缘接头电绝缘性能电阻值大于1000Ω。

5技术标准

序号	项目	技术标准
1	锯轨	接头钢轨1米范围内不得有硬弯；轨头和轨底的受力表面不得有伤损；锯轨后端面平直度要求在0.5mm
2	钻孔	1.螺栓孔直径31mm，轨孔、轨端为1*45°倒棱
3	调轨打磨	1.对轨保持钢轨端面垂直与钢轨作用面平直。2.对钢轨两端长度各600mm进行打磨，并清除金属碎屑。3.对钢轨轨腰及接触部上下均匀打磨。4.钢轨与胶结夹板保持干燥。
4	清理	1.使用抛光片对钢轨打磨处进行清理后用砂纸除去表面铁屑。3.使用干净抹布对打磨处进行擦拭，保证表面干净。
5	搭保温棚
6	拌胶、涂胶	1.用搅拌器对填充材料、调合剂、固化剂进行搅拌。2.使用材料是否过期；4将胶泥均匀涂抹在夹板及轨腰结合面上
7	拉伸器保压	1.用拉伸器张拉钢轨挤严轨缝后，还应预多加压至少5～10MPa ，防止胶粘作业过程拉伸器保压不可靠降压而导致轨缝拉开；2.胶粘作业过程及时补压避免轨缝拉开；3.保压时间足够，胶粘剂已经表干，拉伸器的回油阀卸载观察轨缝变化，如果轨缝扩大，应立即停止卸载，并应补压，复紧螺栓，延长保压时间；
9	螺栓紧固	1.首次在固化时间内紧固，并紧固到1300N.M-1400NM。2.到最终硬化后，需再次将胶结绝缘接头的螺母紧固到1500N.M
8	电阻测量	潮湿状态下电阻值>1000Ω为合格

5结束语

采用搭棚升温法和拉伸器保压法有效控制施工环境温度和施工质量，打破了低温环境下无法进行钢轨胶接绝缘接头施工的限制，该技术在朝凌高速铁路工程中进行了实践应用，现场效果显著。