摘要：随着经济的迅速发展以及科学及水平的不断提高，我国的城市化进程加快，在促进人们生活水平提高的同时也带来了一系列的问题，其中较为突出的一个问题便是交通拥堵，因而大力发展城市轨道交通已经成为很多城市的选择，本文通过对目前在地铁车辆段信号系统中较为常见的热熔焊式轨连线技术、胀钉式轨连线技术以及塞钉式轨连线技术特点的描述、施工安装及注意事项的说明以及各轨连线使用情况和轨道专业对信号轨连线连接技术的要求的分析，提出胀钉式轨连线技术在地铁车辆段信号系统中的使用，将更有轨连线利于后期的维护同时也更安全可靠，是地铁车辆段信号系统轨连线技术的首选。
关键词：地铁；车辆段；信号；钢轨连接线
1、轨连线技术分类及主要特点
1）热熔焊式
① 主要原理：是通过3CuO+2AL=3Cu+AL2O3+↑（2800℃）放热反应产生的液态高铜液及AL2O3残渣将导线铸于钢轨上。
② 产品构成：焊药、模具、夹具以及导线等。
③ 技术特点：电气性能好，连接牢固程度一般。安装工艺要求较高，维修不便，由于是高温焊接，对钢轨有热伤影响。
2）胀钉式
① 主要原理：压接。将胀钉装入钻好的孔中，利用拉钳将胀套全表面密压于钢轨的孔壁上，再用防松螺母将导线通过螺尾锥销与胀套压接上紧。
② 产品构成：胀钉、钻头、液压钳、钻机以及导线等。
③ 技术特点：电气性能好，连接牢固，不松动，不脱落，施工速度快，安装工艺要求低，易于维修。但在安装时注重钻孔质量，必须采用特制钻头钻孔。
3）塞钉式
① 主要原理：挤压。通过外力将锥形塞钉强行钉入到钢轨钻孔中。
② 产品构成：钻头、钻机、小铁锤以及导线等。
③ 技术特点：电气性能好，连接牢固程度一般。施工速度快，安装工艺要求低。但由于钻孔与塞钉是锥形接触，易造成阻值不达标。
2、信号系统关键技术分析
2.1 道岔区域控制技术
这一技术的实现都是基于环线和记轴的道岔控制方案之上的，值得一提的是需要进一步增加LCU单元（即本地通信单元），以此来对整个接近区段的无线覆盖进行有效的实现。通过LCU单元，一方面可以保证电车在接近环线区段时通信能够正常，另一方面即使出现申请道岔控制权失败的情况，也能通过LCU单元继续保持与道岔控制系统之间的无线通信。
2.2 路口优先控制技术
随着城市交通的发展，如今的城市道路四通八达，难免会出现电车交通与公共交通存在交叉口的现象，而路口优先控制技术就是解决这一问题的关键，它能够对城市交通的正常运行做出有益保证。对于有轨电车线路而言，其路口情况复杂，存在着不同的状况，这就要求优先控制系统在对路口优先设置时具有足够的灵活性与机动性。
3、各轨连线的施工安装及注意事项
3.1热熔焊式
3.1.1施工安装
1）钢轨打磨除锈。
2）钢轨加热。
3）将模具和线缆固定在钢轨上，并在模具中加入药粉。
4）点火。
5）卸模具、除渣。
6）粗打磨，完成施工。
3.1.2施工注意事项
1）打磨时，应注意打磨时间，打磨以除去焊接点锈迹为主，避免打磨过度，造成钢轨损害，或由于打磨时间过长，导致钢轨局部温度过高，对钢轨造成损害。
2）雨雪天及极端寒冷天气不得施工。
3）根据接头大小，控制好药量，避免温度过高造成钢轨损害。
4）焊接完毕后应敲去药渣，并进行粗打磨，避免假焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2胀钉式
3.2.1施工安装
1）根据钢轨类型及胀钉的规格型号，选择合适的钢轨钻机卡具及钻头。
2）将钻机及卡具固定到钢轨上。经检查位置及尺寸无误后，开始钻孔。
3）钻孔完成后，待温度降至常温时，将装有膨胀套的螺尾锥销旋入拉头的内螺纹中，同时将胀钉推入钻好的孔中
4）扳动手动回位阀，使液压钳口回到零位；将拉头拉杆放入液压钳的钳口中；往复扳动液压钳摇柄使之开始工作；直至液压钳达到标定拉力；
5）扳动手动回位阀，使液压钳口回到零位；取下液压钳。
6）将带有线端的轨连线压入螺杆后，旋紧防松螺母。
3.2.2施工注意事项
1）所使用钻孔机具应夹持稳固，进刀时钻头无摆动，同时淋水降温，避免因钢轨温度过高，对钢轨造成损伤。
2）钢轨钻孔应使用阶梯钻头，以确保孔的加工精度。
3）胀钉推入到钢轨钻孔后，必须经液压钳（拉胀工具）拉胀后，方能有效连接。液压钳的选用需根据不同规格的胀钉选用不同拉力的液压钳。
3.3塞钉式
3.3.1施工安装
1）根据塞钉的规格型号，选择合适的钢轨钻头在钢轨上打孔。
2）钻孔打好后，将塞钉推入钻孔，用小铁锤打入。具体以钢轨内侧露出1－5毫米为准，且不松动为宜。
3.3.2施工注意事项
1）塞钉不得打弯或打堆。
2）钻孔打好后应及时安装塞钉，避免钻孔生锈。
4 目前现有各连接方式的使用情况
目前，在现有的地铁使用的连接线技术中，胀钉式及热熔焊式均有使用。对于塞钉式，由于其锥面体塞钉在轨腰看似紧配合，其实存在微观的气隙，随着昼夜温差变化，空气涨缩引发水气进入其结合面，锈蚀在所必然。信号维修人员检修过程中需要经常继续钉入。待塞钉至根部时连接线就会报废。另外由于地铁轨连线线径较粗，在钢轨上的钻孔较大，对钢轨也易造成伤害。因此，在地铁信号系统中，当采用大线径轨连线时，很少使用塞钉式。只有在非电化区段以及无牵引回流轨上使用少量的塞钉式轨连线。
5 轨道专业对信号轨连线的设置要求
信号轨连线应尽量采用栓接的方法。栓接时，在钢轨轨腰钻孔的直径不得大于25mm，孔中心间距不得小于150mm。
若采用焊接方法，则必须满足以下技术要求：
1）只能在轨腰中部实施焊接，且焊点间距不得小于300mm。
2）在钢轨上实施焊接的方法及工艺，必须保证施焊后钢轨机械性能损失在一定范围内：抗拉强度及屈服强度不小于母材80％、硬度不低于母材90％、冲击韧性不低于母材60％。
3）每一处焊点均应进行超声波探伤，探伤前需将施焊处温度冷却到50℃以下，浇水冷却时的钢轨温度不得高于240℃，施焊处不得产生过烧、裂纹等有害缺陷。
4）施焊处钢轨的金相组织应为珠光体，允许有少量铁素体，但不允许出现马氏体或明显的贝氏体组织。
5）焊接热影响区的晶粒度与母材相比，差值不得大于一级。
6 小结
综上所述，轨道专业对信号轨连线设置的要求，主要是针对钢轨损伤的预防，意在通过对信号设置要求的规定，尽可能的避免和减少对钢轨的损伤。而减少钢轨损伤最好的办法就是选择一种合适的连接技术。热熔焊式轨连线技术由于受环境和施工工艺影响较大，容易出现接头脱落，不易满足信号对安全性的要求。同时热熔以及对钢轨的打磨，也易对钢轨造成热伤害等。而胀钉式轨连线技术，安装及维护简单、连接牢固可靠、施工技术要求低、难度小、整体性价比较高。
参考文献：
[1] 杨云堂.钢轨铝热焊接应注意的要点[J].城市轨道交通研究，2007（05）.
[2] 姚伟伟，员鸿涛，丁韦，宋宏图，黄辰奎.地铁电缆与钢轨快速铜热焊接方法的分析研究[J].城市轨道交通研究，2006（10）.
论文作者:李伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签：钢轨论文; 钻孔论文; 技术论文; 信号论文; 熔焊论文; 液压论文; 钻头论文; 《基层建设》2017年第9期论文;