管桩断裂原因分析及处理方法

第一篇：管桩断裂原因分析及处理方法

高强预应力空心管桩断裂原因分析及处理方法

辽宁省营口市紧邻渤海，属辽河冲积平原，地下水位较浅，挖深0.9m即遇到丰富地下富存水。地表以下12m深度范围内的土质均是粉质粘土（淤泥），土体渗透系数低，土方开挖前需提前两周采取轻型井点降水才能使拟开挖基坑具备开挖条件。若场地条件具备，土方开挖一般均按1:1.5进行自然放坡。超过5层的建筑物，其基础形式基本上都是采用高强混凝土预应力空心管桩(PHC)，有效桩长一般则在12～18m之间（太和小区、欢心小区），局部地区有效桩长能达到30m（营东大厦）。

高强混凝土预应力空心管桩(PHC)静压施工完成后，须进行低应变动测检验其桩身完整性；检测合格时，始准施工进行下一道工序。通常情况下，在低应变动测检验时其桩身接桩部位能测出存在质量缺陷，这一表象无妨。用肉眼尚不能识别的微裂缝在低应变动测时亦能测出缺陷存在，但裂缝宽度小于0.2mm的裂缝不会影响到桩体质量及结构安全。这种裂缝一般都分布在桩长中间1/3区段；这是由于桩节过长，若吊点选择不当或运输过程中受到较大震动而因自身重量过大导致的。现就我单位在施的部分工程管桩经低应变动测时检查出的质量问题及处理思路作以简要总结：

一、管桩断裂的原因分析及预防措施

1、预制管桩断裂的原因分析(1)、堆放方式不合理导致断桩

在预制厂，从蒸养室出来的管桩需在堆放区实施分类堆放，若堆放支承点选择的不合理就极易导致管桩的桩身出现微裂缝。(2)、出厂强度不足造成的断裂

高强预应力混凝土空心管桩(PHC)的混凝土设计强度为C80，管桩混凝土养护一般均采取蒸养方式进行。有时候，管桩出厂时的混凝土强度会与设计强度存在些许偏差，在场内堆放、出厂运输过程中可能会因存在的震动而导致管桩桩身出现微裂缝。(3)、吊装过程中发生断裂

管桩在装卸车时需采取“二点吊法”，要求吊点距离桩端0.207L位置且吊绳与桩体的夹角不得小于45度。为节省运输成本，虽然装卸车时采取的也是二点吊法，但吊点是选在了桩端；当单根管桩较长时，受自重较大的影响就有可能在管桩桩身的中部产生微裂缝。

(4)、施工方法选择不当造成断裂 当地基表面较薄的硬土层(山皮石)下有较厚的软土层时，若打桩时不采取相应技术措施，桩基支脚直接站压在桩顶或桩顶土层上，形成对地表土层的挤压作用，会硬将管桩推挤倾斜。

(5)、基坑土方开挖方法不当导致的断裂

因基坑土方的开挖方法不当而引起土体位移，造成预制管桩倾斜断裂的现象比较普遍，原因也较复杂：①土质软，土体中富含地下水，抗剪强度低；②一次性挖土深度过大，放坡不够，引起土体滑动等；③自卸汽车等重型运输机械在基坑边坡的行走对边坡软土带来破坏荷载而导致边坡土体失稳，从而对管桩产生较大水平推力而致管桩断裂。(6)、接桩不良产生的断裂

预应力管桩接桩采用的是焊接，由于焊接时操作方法不当，使得焊缝不饱满，不连续、不均匀。特别值得注意的是，由于本工程地下水位较浅，若冷却时间不够，焊接后就开始沉桩，则相当于对接桩位置的焊缝淬火，就会极易发生焊口裂缝。

2、预制管桩断桩预防措施(1)、出厂前的质量控制

检查管桩的出厂检测报告，检查管桩在厂家的堆放、吊装等方式是否符合规范要求，必要时在预制厂进行抽样强度检测，确保不合格管桩不会进入施工现场。(2)、管桩的吊装质量控制

监控管桩的吊装、码放、运输等程序符合规范要求，避免在这些环节出现管理真空。(3)、合理选择基坑开挖方法

①、深基坑一定要分层开挖，每层挖土的厚度不应超过1.5米，层与层之间留出一定宽

度的工作面；并根据土质情况合理放坡，严禁临时边坡的土体滑动。

②、深基坑在接近坑底时采取接力的方式开挖，前边(接近坑底层土)用小挖掘机，后

边用大挖掘机，这样可减小挖土机械对桩顶土层的挤压作用。

③、运输车应尽量避开开挖的临时边坡。实在无法避开时，挖掘机和运输车辆距桩位较

近时应加垫路基板。

④、基坑采取的是无支护放坡，基坑边上不应有重车行走或堆载过大。(4)、接桩的质量控制

确保接桩焊缝焊接人员的素质及人员稳定，做好焊缝的探伤检验，严格把控接桩焊缝的焊接质量。焊缝足够冷却后再继续压桩，以免焊缝与温度较低的土体、地下水等接触后淬火而导致焊缝开裂。(5)、合理选择基坑支护措施

基坑支护方法的选择应注意基坑外地下水位及是否存在给排水管道，往往由于管道年久失修渗漏，基坑外土体富含地下水或因基坑边渗流水而引起基坑坍塌等。

二、预制管桩断裂处理的思路

1、对桩的断裂状态进行分析及基本处理思路

经低应变检测手段检测、判断，断桩会有如下几种状态：

(1)、接桩不良而引起管桩在沉桩过程中发生断裂。一般桩不发生倾斜或虽有倾斜但在

低应变检测时，断桩位置在接桩位置。此种情况的断桩需采取接桩处理。(2)、桩倾斜断裂的位置较浅，有的深度只有3m左右。此类桩可采取桩周围土方的大开

挖或采用护筒支护的方法进行开挖，然后实施接桩处理。

(3)、倾斜断裂桩纠偏扶正过程中，因桩倾斜量过大等原因会在纠偏扶正后发生断裂处

错位现象。此种断桩可采用补桩或其它方法处理。

(4)、管桩一般倾斜断桩处存在的裂缝可能不是一道裂缝，在主裂缝的上下位置会伴随

有其它裂缝；因此，接桩时采用桩顶接桩的常识深度1.5m不可取，应经计算确定。(5)、对本单位工程的基础承载力重新验算，看个别断桩对结构安全的影响有多大，验

算一下断桩不经处理可否保证结构安全等。

2、断桩处理方法

预应力管桩的断桩可分为折裂断桩和错位断桩,通过处理可重新利用的大多为折裂桩断柱；错位断桩基本上就没办法处理，一般都是采取补桩措施进行处理或经结构验算 可不处理等。

折裂断桩中对经检查确认是倾斜的，要先进行纠偏扶正；经纠偏扶正的断桩若在断裂处未发生中错位现象则可采取接桩处理，少数桩因荷载值较大或严重断裂等原因则不能采用接桩法进行处理。不能采用接桩处理的管桩，只能采用将桩体断裂位置以上的部分敲除，然后用框架柱代替原来的管桩。一般采取的接桩方法如下：

①、将纠偏扶正的管桩中间空心部分清理干净，把绑扎好使其造成芯桩，并且焊有托板的钢筋笼放入管桩空心内，浇筑砼，养护28天后做载荷试验，如符合承载要求，则可进行下一步施工。

②、浅层断桩可采用补桩。对已发现的浅层断桩采用人工开挖，挖至桩体断桩位置，剔掉断裂桩体上部的部分，再进行原位框架柱补桩。③、浅层桩接头位置焊接由于倾斜出现掉焊的，通过人工开挖至管桩接头处，认真清理管桩接头位置，清理完毕将管桩扶正后，由电焊工按照管桩施工规范要求重新认真焊接牢固。

三、施工注意事项

1、倾斜桩纠偏扶正后应认真检查管桩在断裂处是否发生错位，核查可采用光照检查、钢筋探查、线锤检查等方法实施。

2、管桩接桩时，在下钢筋笼前，应认真清洗管桩内壁，去掉粘在管桩内壁上的泥土等 杂物；并将接桩深度范围内的泥水排除干净。管桩内壁清洗可采用高压水枪实施冲 洗。

3、芯桩在断裂缝处上下各1.5～2m范围内的箍筋予以加密，在断裂缝1.5m以上的芯桩 纵筋可适当减少。

4、在芯桩灌注砼前，纠偏扶正的钢丝绳拉力不应放松，芯桩灌筑砼24小时后，再放松 张拉设备，放松时注意观察桩是否反弹，若有反弹应适当延长放松时间。实际操作 时灌筑砼前是否可放松，或灌筑砼后何时放松可根据现场试验确定。

5、经纠偏扶正或接桩处理后的桩应做静载荷试验，确认无疑后方可进行下步工作。

第二篇：预应力管桩断桩原因分析

管桩断桩原因分析

一、管桩的产品质量问题

为叙述方便，将管桩在吊装、运输、堆放中出现的问题归入产品质量之中，同时也将桩尖质量问题一并列出：

（1）端头板的设计宽度小于管桩设计壁厚。如曾有Ф550—100管桩，端板实用宽度只有70mm。

原因：设计错误，偷工减料。

危害：无端板处的混凝土高出端板2—3mm，很难接驳，若要接驳，只能将高出部分的混凝土敲掉，不仅费时费工，而且往往将内壁混凝土敲掉桩壁变薄，使桩的传力性能减弱。（2）端板四周的坡口不按设计要求加工，误差大，坡口尺寸偏小。

原因：加工设备和工艺落后；加工质量差；未认真检查验收；有些甚至是施工单位提出的加工要求。

危害：焊缝厚度得不到保证；有的坡口甚至塞不进焊条，接头质量差。（3）端头板焊接性能差。

原因：不用A3或AY3钢板，而用一些如旧船板等可焊性差的钢板作端头板。危害：焊接质量难以保证；接头极易开裂。（4）端头板翘曲不平。

原因：加工不平整；加工好后被压弯而仍然使用。危害：桩头处易打碎；桩身无法接长或接头质量很差。（5）端头板微凹成盆碟状。

原因：主筋位于设计壁厚的中间或稍偏里，张拉时端板受力不匀，外侧小内侧大；施加预应力时桩身横截面受力不匀，内侧压缩量大于外侧压缩量，从而使端板内侧微凹成盆碟状；端板厚度不符合规范要求。

危害：对接不平，传力性能差；打桩时桩顶混凝土应力集中易破碎。（6）端头板与桩身轴线不垂直，即端部倾斜。

原因：预应力钢筋长短不一；张拉力偏心；桩模端部倾斜。

危害：打桩时桩头受力不匀，应力集中易破碎；桩身接长后不是一直线而是折线状。（7）镦头凹出端板面。

原因：端板上的镦头孔太浅；镦头形状不规则或异型。

危害：桩头接长时端面不能吻合；打桩时应力集中，桩头或桩接头很快破碎。（8）端头板上手镦头孔底被拉脱。

原因：镦头孔钻得太深，或端板太薄，以至孔底厚度太薄，张拉时镦头将孔底拉脱穿孔而出。

危害：无法张拉，成不了预应力管桩。（9）钢套箍凹陷。

原因：钢套箍加工质量差；成型后尚未入模时受外力撞磕而变形。危害：桩头处易跑浆，外观难看。（10）钢套箍与端头板连结质量差。

原因：焊接马虎，焊缝质量差；有的厂家采用先将钢筋穿入端板孔然后再镦头的落后工艺，于是，钢套箍与端板的连结不能在内侧连续焊接而只能在外侧用点焊连结，不仅连结力不足，而且将薄板烧坏。

危害：钢套箍起不了围护混凝土的作用；打桩时钢套箍会整个脱落；烧焊时散热作用差，易烧坏桩身混凝土。（11）镦头被拉脱。

原因：钢筋材质差；镦头形状不规则，尺寸偏小；镦头工艺差，强度损失大。

危害：脱头钢筋无法张拉，其余钢筋超张拉，易发生断筋；预应力不匀，桩身耐打性差。（12）断筋。

危害：未断钢筋超张拉；预应力不匀；桩身易成香蕉形；桩身耐打性差。（13）内外表面露筋（包括主筋和箍筋）。

原因：钢筋骨架成型时质量差；混凝土拌和物质差；桩身混凝土坍落。危害：打桩时桩身易破裂；桩基耐久性差。（14）预应力钢筋内移。

原因：手工绑扎的钢笼直径偏小；滚焊机中的定位块上的孔特别是铜圈磨损大而不及时修补或更换，故成型的骨架直径偏小。危害：预应力分布不匀；桩身抗弯强度减少。（15）桩身粘皮。

原因：桩模未涂脱模剂，或涂得不均匀，或脱模剂质量不良，或脱模剂来不及成脱就灌混凝土；蒸养制度不合理。

危害：外观难看；深度大或面积大的粘皮有损桩身质量。（16）桩身麻面。

原因：桩模内侧不平，存在麻点、起鳞、锈蚀等缺陷；混凝土流动性能差，离心工艺制度不合理，表面出现成片水泡。危害：外观难看。（17）桩身合缝漏浆。

原因：桩模合口间隙太大；桩模合模时螺栓上得不紧；缝合处止浆措施不良。危害：外观难看；漏浆太多，桩身出现一条无浆的碎石沟，桩身耐打性差。（18）钢套箍与桩身结合处漏浆。原因：止浆措施不良；钢套箍变形。

危害：外观难看；漏浆多时只露出石子，桩头混凝土松散，极易破碎。（19）桩头内部有空洞和蜂窝。

原因：钢套箍漏浆严重；桩头内有空气，离心时空气跑不出以至混凝土无法充满桩头空间；桩头构造筋太密，混凝土扩散困难；混凝土太干或时间太长流动性差，成型困难；混凝土中石子太大。

危害：打桩时桩头易破碎。（20）内表面混凝土坍落。

原因：混凝土搅拌不匀；桩模跳动；离心制度不当。危害：桩身薄弱易打断。（21）桩壁太薄。

原因：混凝土量不足；浮浆太多。危害：桩的耐打性差。

（22）桩身混凝土分层离析，外侧石子、内侧浮浆层次十分清晰。原因：混凝土配比不当；水灰比太大，离心制度不合理；离心时桩模跳动。危害：桩身强度内外差别大、强度低。（23）桩身混凝土脆性大、强度低。

原因：静养时间短；蒸气养护时升温太快、太高，降温太快；掺合料不合理。危害：桩身经不起锤击，容易脆裂或爆裂。

（24）桩身浮浆多而又残留在桩孔内，有的甚至占据一半内孔。原因：水灰比太大；浮浆多而不倒掉。

危害：桩身强度降低；桩重；外观不雅；安放承台插筋时很难插入。（25）桩身纵向弯曲大，呈香蕉形状。

原因：预应力钢筋长度误差大；有少量断筋；偏心张拉造成应力不匀；长细比太大，脱模强度低，Ф300桩尤为多见。

危害：接驳不直；打桩时易打断，易烂桩头；受力不良。（26）同规格的管桩外长误差大。

原因：桩模直径误差大，尤其是不同厂家的管模混用，生产出来的管桩直径有大有小。

危害：如果直径大一些的桩在下一节，上一节直径小一些，桩的摩擦力损失大；上下节桩接头质量差。（27）桩身有冷却裂缝。

原因：压蒸工艺制度不合理，高压蒸养出釜时，温差太大，外界温度太冷而又没有保温措施，或淋上雨水。

危害：桩身不耐打，耐久性差。（28）桩身局部磕损。

原因：吊装过程中发生碰撞；运输时有菱角的铁件上震荡摩擦。危害：严重损坏时不能应用。（29）桩身出现纵横裂缝。

原因：吊装、堆放、运输过程中管桩发生强烈碰撞或掉地摔坏；堆放为不合理、上下支点不在同一垂线上。危害：管桩报废不能用。

（30）桩身混凝土强度达不到设计要求。

原因：水泥、砂、石质量有问题；水灰比太大；离心制度或蒸养制度不合理；管理混乱。危害：产品质量不合格，或降级使用。（31）用普通钢筋代替高强进口钢筋。原因：偷工减料，经营作风不正。

危害：产品不符设计要求；损害厂家信誉。（32）用PC管桩冒充PHC管桩。

原因：经营作风不正，以次充好，以低顶高。危害：破损率高，损害厂家信誉。

（33）不经压蒸养护的管桩混杂在压蒸养护的管桩中。

原因：产品供不应求时经营作风不正。危害：破损率高，损害厂家信誉。

（34）十字桩尖底座板不是整块盖住管桩截面，仅仅盖住内孔口，十字刃直接焊在端板上。

原因：桩尖设计错误，偷工减料。危害：应力集中，易打烂桩端部。（35）桩尖十字刃宽度超过桩直径。

原因：下料不准，没有扣除焊缝的增量；制作粗糙。危害：桩尖大桩身细，桩侧摩阻力大大减少。

（36）桩尖十字中心或圆锥形尖尖端不在桩中心轴线上。原因：制作粗糙。危害：打桩时桩身易倾斜。

（37）外观难看：例如止浆棉纱在桩头随风飘；钢套箍上混凝土薄片残留…… 原因：堆场前未加清理；管理不善。危害：有损管桩外观，有损厂家水准。（38）桩尖焊在桩身上的焊缝质量差。原因：焊接不认真。

危害：管桩内渗水，若持力层为强风化泥岩、页岩等软质岩，遇水变软，承载力达不到要求。

二、管桩的工程质量问题

管桩的工程质量问题不外乎：桩位及桩身倾斜率超过规范要求；桩头打碎，桩身（包括桩破损，接头开裂）断裂；沉桩达不到设计的控制要求；单桩承载力达不到设计要求。至于环境质量方面的问题不在此叙述。

（一）桩顶偏位超过规范要求（一般要求≤10cm）。

原因：

（1）测量放线有误；

（2）现场放样桩受外界影响变位而未纠正；（3）插桩对中马虎；

（4）在软土地基或桩密集处，先施工的桩易被挤压而偏位；（5）打桩顺序不当能引起桩顶大偏位；（6）大承台处若桩间距太小易使桩偏位；

（7）孤石和其他的障碍物可将桩尖和桩身挤向一旁；（8）桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移而使桩尖偏位；（9）接桩不直，桩中心线成折线状；（10）桩身倾斜率太大都可使桩顶偏位较大；（11）边打桩边开挖基坑；

（12）开挖基坑时桩周土体高差悬殊。

危害：桩基受力不良；有些偏位太大的桩，桩身可能断裂；承台尺寸变化，给施工带来困难。

（二）桩身倾斜超过规范要求（一般要求不大于1%）。原因：

（1）打桩机导杆不直；

（2）施工场地不平，地耐力不足引起打桩机前倾后仰；（3）插桩马虎，第一支桩倾斜过大；（4）桩身本身是香蕉形；

（5）桩端面与桩轴线不垂直，倾斜太大；

（6）开始打桩时桩身未稳定就猛烈撞击，易使桩身倾斜；

（7）在淤泥软土层中开始打桩，一锤击就沉下去几米甚至十几米，此时桩身最容易倾斜；（8）施打时，桩锤、桩帽、桩身中心线不在同一直线上，偏心受力；（9）桩垫或锤垫不平，锤击时会使桩顶面倾斜而造成桩身倾斜；（10）桩帽太大，引起锤击偏心而使桩身倾斜；（11）多节桩连接后成曲折线；

（12）遇到孤石和障碍物，使桩尖跑位桩身倾斜；（13）桩尖沿裸露岩石倾斜面滑移，石灰岩地区多见；

（14）先打的桩被后打的桩挤斜，尤其是打桩顺序不当时更显得严重；（15）先打的桩送桩太深，附近后打的桩会往送桩孔的方向倾斜；（16）锥形桩尖尖端或十字桩尖交叉点偏点；

（17）“钻孔埋桩法”施工时，钻孔本身倾斜而引起管桩倾斜；（18）送桩器套筒太大或送桩器倾斜也会引起管桩倾斜；（19）边打桩边开挖基坑易使桩倾斜；（20）开挖基坑时桩周土体高差悬殊。

危害：桩基偏心受压，承载力减少，倾斜太大桩身会折断。

（三）桩头碎裂。原因：

（1）桩头结构设计不合理，或制作时不按设计要求进行；（2）桩头严重跑浆，形成空洞；

（3）蒸养制度不当引起混凝土脆性破坏；（4）PC桩混凝土龄期不足二十八天；

（5）桩顶面不平整或翘曲；（6）预应力主筋镦头高出桩端面；（7）桩顶面与桩轴线不垂直；（8）桩身弯曲度太大；

（9）搬运、吊装、堆放过程中桩头严重损伤；（10）柴油打桩锤选用不当，过轻、过重；

（11）自由落锤落距太大，一般超过1.5m易将桩头击碎;（12）桩帽太小、太大、太深，或桩头尺寸偏差太大；（13）桩帽衬垫太薄或未及时更换；（14）桩身倾斜，偏心锤击；（15）打桩机倾斜，偏心锤击；

（16）遇到石灰岩等硬岩面时继续猛打；

（17）贯入度要求大小，总锤击数过多，或每米锤击数过多；（18）贯穿厚度较大的硬隔层进易打击碎桩头。

危害：桩头击碎，不能继续锤击，桩无法打下去，收不了锤，承载力达不到设计要求。这是打桩中常见的事故。在单桩承台中发生桩台破裂，连补桩都困难。

（四）桩身裂断（包括桩尖破损，接头开裂，桩身出现横向、竖向、斜向裂纹或断裂）。原因：

（1）在卵石层中打开口管桩，下端桩身有发生劈裂的可能；（2）桩尖遇裸露的新鲜岩面仍硬打，桩尖易击碎；

（3）十字平头桩尖一半嵌岩一半入土时也会引起桩尖破裂；（4）桩尖焊接质量差易打烂；

（5）底板只盖住桩孔、十字刃直接焊在端板上的桩尖破裂；

（6）接桩时接头焊接质量差易引起接头开裂；（7）端板可焊性差的接头经不起锤击；（8）坡口小的接头易开裂；（9）镦头高出端板的接头易破碎；

（10）接缝间隙只用少量钢条填塞的接头易引起集中传力而破碎；（11）焊接时自然冷却时间太少，焊好后立即施打，焊缝遇水淬火易脆裂；（12）桩身强度不足，质量差，锤击时易打烂桩身；（13）合缝漏浆严重，或内壁坍落严重的桩身易打断；（14）蒸养制度不当，桩身混凝土脆性大，经不起重锤敲击；（15）打桩锤选择不当，过轻、过重；

（16）打桩时未加桩垫或桩垫太薄，或未及时更换；（17）桩身出现断裂裂缝而未发现；

（18）在“上软下硬、软硬突变”的地质条件下打桩易断桩；

（19）桩身断筋或预应力值不足，不足以抵抗锤击时出现的拉应力而产生横向裂缝；（20）桩身弯曲度过大；（21）打桩时偏心锤击；

（22）桩身由于各种原因倾斜过大；

（23）管桩内孔充满水时密封锤击易使管桩产生纵向裂缝；

（24）桩身自由段长细比过大，桩尖处又遇到坚硬土层时，打桩易使桩身颤动而折裂；（25）一根桩总锤击数达3000-4000击，桩身混凝土疲劳破坏；

（26）桩身已入硬土层后再用移动桩架等强行回扳的方法纠偏易将桩身扳断；（27）桩身已改硬土层后再用移动桩架等强行回扳的方法纠偏易将桩身扳断；

（27）打桩完毕露出地面部分的桩身，易被施工机械碰撞而断裂；（28）边坡滑移可使成片桩倾倒折断；

（29）开挖基抗土方不当引起桩身大倾斜大偏位而使桩身断裂。

危害：桩基质量存在严重隐患；承载力达不到设计要求；大多数断桩只可按报废处理。

（五）沉桩达到设计的控制要求（主要指贯入度和持力层）。原因：

（1）勘探资料有误码有假；（2）桩头被击碎无法继续施打；（3）桩身被打断，无法再打；

（4）设计选择持力层不当，如要求打到中风化微风岩石层是不现实的事；（5）沉桩时遇到地下障碍物或厚度较大的硬隔层；

（6）打桩锤选得太小，或柴油锤破旧锤击力不足，跳动不正常；

（7）布桩密集或打桩顺序不当，使后打的桩无法达到设计标高，并使先打的桩涌动上升；（8）在厚粘土层中的桩不是一气呵成地打到底面而是间歇时间太长，以至无法再打下去；（9）送桩深度超过设计要求还收不了锤，或配桩长度短而盲目送桩，易造成桩端达不到设计持力层；

（10）“一脚踢”的承包方式易出现偷工减料的结果。

危害：桩基质量存在较多问题，有的桩承载力达不到要求，有的桩下沉量过大……

（六）单桩承载力达不到设计要求。原因：

（1）桩身断裂，桩尖破损，接头碎坏，桩头破碎；（2）桩头碎裂无法打至设计的持力层；（3）打桩时弄虚作假，偷工减料，桩长不够；

（4）收锤贯入度不是当天测定，而是过了几天以后才测定；（5）送桩太深，收锤贯入度不能真实反映实际；（6）配桩不准，送桩后收不了锤；

（7）厚粘土层中的桩不是一气呵成地打进持力层；（8）地质资料有错有假，持力层弄错；

（9）工程地质条件太差，如淤泥层太厚，强风化岩层太薄等；（10）先打的桩被后打的桩拱动上涌；

（11）锤击过度，收锤贯入度很小而使桩身损伤；

（12）设计要求太高，脱离实际，根本达不到这样高的承载力；（13）在“不宜应用预应力管桩的工程地质条件”下应预应力管桩。（14）持力层为软质强风化岩而桩端渗水，使持力层软化、承载力降低。

（15）布桩密集，打桩速度过快，超孔隙水压力陡增，日后基桩成片上拱，单桩承载能力下降。

危害：单桩承载力达不到设计要求，桩基无法使用，不是补桩就是报废。

案例1：

甲方情况：第一次用管桩

监理情况：对管桩外观质量要求严格，对于局部合缝漏浆、露石等外观质量原因吹毛求疵。自恃比较专业，对一些解释一般不予采纳，坚持己见，比较顽固。

地质情况：粉土、粉质粘土为主，地表为建筑垃圾回填，地表以下28米左右有粗砂层，层厚不均，0.8米-2.4米，稍密，标贯均值18击。

工地异常情况：PHC AB 400 95，桩长35米，标高为地表以下4米，第三节桩时，送至地面以下2米时，发生爆桩，爆桩位置不明，施工人员反映施工压力约2000KN,爆桩后压力值约为700KN,施工人员怀疑第三节桩桩身爆裂，因水位较高，无法用掉线判明具体爆桩位置。

施工方认为是桩身质量问题造成爆桩，并将此原因告知甲方，甲方要求我公司赔偿补桩费用。

例2：

甲方情况：曾使用过管桩

监理情况：非专业监理，对管桩不是很了解

地质情况：地表建筑垃圾回填，粉土、粉粘为主，标贯均值14击，地表以下20.5米有粗砂层，夹少量乱石，标贯均值24击。

工地异常情况：PHC AB 500 100,桩长19米，桩顶标高为地面以下2米，第二节桩时，底部桩头爆裂，压力值3100KN。请简述爆桩原因。

例3：

甲方情况：对管桩施工比较熟悉，多次用过管桩

监理情况：从事建筑行业30余年，对管桩施工非常了解，且自恃管桩施工的专家 地质情况：粉粘为主，标贯均值12击，有两个粗砂层。第一个砂层距地表6米，层厚3.5-4.4米，标贯均值28击。第二个砂层距地表20米，层厚2.8-4.2米，均厚3.4米。

工地异常情况：PHC500*125AB,桩长28米，桩顶标高为地面以下3米，锤机施工，最后一节桩距地面6米时桩头一侧开始掉皮。总锤击数637击。

监理分析可能垂直度有一些偏差，但是在国标要求范围之内，且其它桩也有垂直度偏差，唯独该桩桩头爆裂，怀疑我公司管桩有质量问题，可能是强度不够。甲方要求我公司处理该桩，认为需要补桩。请分析爆桩原因及处理方案。

例4：

甲方情况：第一次施工管桩

监理情况：非专业监理，不常在工地

地质情况：地表以下15米的湿陷性黄土，标贯均值19击，下面是平均4米的粉质粘土，标贯均值21击，以下为粉质粘土标贯25击。工地异常情况：PHC 500*125AB,桩长15米，单根桩配桩。桩顶标高距地面以下3米。800吨静压施工，连续爆桩，爆桩位置比较分散，有底部、上部桩头爆，也有桩身爆桩。初步了解施工人员比较老练，从事管桩施工11年，桩身垂直度控制良好。请分析爆桩原因。

第三篇：钢轨断裂原因分析及防治措施

钢轨断裂原因分析及防治措施

摘 要：通过对钢轨断裂原因及其规律进行分析，提 出针对性的预防措施，并对发生钢轨断裂后的紧急处理措施进行探讨。

发生断轨后的紧急处理方法。1 钢轨断裂原因分析

1．1 钢轨材质方面存在先天不足

钢轨先天性的质量缺陷，是导致钢轨断裂的主要原因。2002年 1月，长图线 DK152+573处和长图线DK317+450处发生两次线路右侧长轨折断，引起两起断轨事故的主要原因是钢轨内部存在暗核。由于两处暗核的径长分别为2．

5、1．8mm，且均存在于钢轨的底部，又是 目前钢轨探伤设备很难探测到的核伤粒径(既有探伤设备所能探测到的最小核伤粒径为3mm)，再加上管内持续低温且温差大，钢轨内应力增大，导致断轨事故发生。钢轨材质上的某些缺陷，如暗核、细小裂纹、空隙或杂质等，经过车轮重复荷载作用，逐步发展成一个疲劳源，并不断向轨头内部扩展，使钢轨的有效截面很快削弱，以至最后发生断轨。

1．2 现场轨缝的焊接强度低

我国无缝线路钢轨现场施工焊接一般采用小型移动气压焊和铝热焊。铝热焊焊接方法因其具有设备简单、焊接作业效率高、操作简便等特点，被广泛应用。但 由于各工序间相互影响程度密切，特别是在低温环境下焊接钢轨时，使得焊接接头的质量难以控制。钢轨焊接接头的质量优劣，直接影响着无缝线路的安全。

据统计，由于钢轨焊缝断裂而造成断轨事故的，占断轨总数的80％以上。

大部分有缺陷的钢轨焊缝其强度不能承受降温所产生的温度拉力，在冬季钢轨内部强大的温度拉力作用下焊缝被拉开。特别是铝热焊缝，质量受操作工艺优劣影响较大，难免发生断轨事故。

1．3 养护维修上的原因

2002年3月，长图线威虎岭站 1号道岔辙叉后右直股钢轨折断。所断钢轨为鞍钢 1988年产，于 1996年道岔大修时铺设，属 自制轨，轨孔加工时存在误差。由于线路养护维修质量低，有空吊板，导致岔后钢轨集中受力，发生断裂。2002年 l1月，长图线 DK187+ 646处，右股钢轨发生断裂。该股钢轨 10月份曾使用K286焊条进行焊补。此次造成钢轨折断的直接原因就是焊补作业不按照规定进行预热，致使钢轨内部结构发生变化，发生钢轨断裂。由上述断轨事故可以看出，日常的养护维修非常重要。线路养护不良，如轨面不平顺、道床和路基出现病害、连结零件不密贴等，都会严重地影响钢轨的使用寿命。再者作业时不按规定的尺寸、步骤进行，违章作业，也会引起不良后果。因此，提高工作质量，精心养护好线路，这是防止断轨的重要环节。钢轨断裂发生的特征及规律

2．1 常发生断轨的地段

线路不平顺处，断轨发生的频率大。

断轨地段的分布特点：曲线地段比直线地段断轨 次数多；坡

道上比平坡地段断轨多；制动地段比其他地 段断轨多；无缝线路固定区断轨多；道岔基本轨比导曲轨断轨多；岔后夹直线的断轨是直向多，侧向少。

2．2 常发生断轨的部位

断轨多发生在焊缝及其附近，钢轨小腰处，曲线上股，桥梁和道 口两头部位。就同一钢轨断面而言，断轨多发生在轨头、轨颚和轨腰部位。

2．3 常发生断轨的时间

断轨多发生在冬春两季，一般在每年的11月下旬至次年的3月上旬。寒冷地区断轨较普通地区严重。而且多发生在一昼夜中气温最低的0时至4时。发生钢轨断裂后紧急处理措施

3．1 及时发现断轨

发挥 “五道防线”作用，开展全员防断。主要发挥专

业探伤队伍的主力作用，手工检查队伍的补充作用，层层

落实钢轨检查责任制，以便能在第一时间内发现断轨。

3．2 发现断轨后会处理

3．2．1 断轨处理原则

最主要的是发现断轨后必须严格执行一防护、二加固、三放行的作业程序。在拦停列车作业时，区间力争在30min内，站内力争在60min内加固完毕，并随即放行列车。

3．2．2 断轨处理方法

(1)普通线路

①应按 《铁路工务安全规则》第2．2．11条的规定设置停车信号防护。

②断缝在夹板范围内，紧固接头夹板螺栓和断缝两侧扣件，限速5km／h放行列车。

③断缝在夹板范围以外，用夹板、急救器或夹板、螺栓进行加固。当断缝小于30mm时，限速 15km／h 放行列车；30—50mm，限速5km／h放行列车；50—150mm，必须插入短轨头，并在断缝下垫枕木头后，限速5km／h放行列车。

④更换钢轨时，应按 《铁路工务安全规则》第2．2．2条办理，更换前要拧紧两端各50m范围内扣件，首次放行列车限速25km／h。

(2)无缝线路(包括焊头)

①应按 《铁路工务安全规则》第2．2．11条的规定设置停车信号防护。

②在断缝处上好鼓包夹板和急救器加固，限速5 km／h放行列车。随即，在断缝两端各50m范围内拧紧扣件。如断缝小于30mm，限速可提高至 15km／h；断缝在50～150mm，必须插入短轨头，并在断缝下垫枕木头，限速5km／h放行列车。已上鼓包夹板的焊缝断裂后，如断缝小于30mm，可紧固接头夹板螺栓，限速15km／h放行列车。

③锯掉断缝前后各一段钢轨，插入不短于6m的短轨，上好

夹板和拧紧螺栓，首次放行列车限速25 km／h，以后恢复正常。

④在接近并低于实际锁定轨温时，插入不短于6 m的焊接短轨，进行焊接。

⑤若断缝具备原位焊复的条件时，可采用原位焊复法进行焊接修复。

3．3 新型弹性扣件的应用

由于重轨刚度和重枕刚度相结合将使轨道刚度增大，过大的轨道刚度又会恶化轮轨动力相互作用关系。只要车轮踏面或轨道上有微小的不圆顺或不平顺，都会引起动力作用的增长，这些动力又随行车速度的提高而急剧增长。此外，过大的轨道刚度还会引起波磨轨的生成与扩展。因此，设法降低重轨、重枕轨道刚度是十分必要的。

用新型系列Ⅲ型枕取代木枕和 Ⅱ型枕，明显增大了曲线轨道的稳定性，轨道承载能力提高37％，减小了轨枕加速度和道床加速度，有效地抑制了道床残变，积累速率，大大减轻了养护维修工作量及其费用。

为达此目的，成都铁路局研发并使用了新型弹条扣件。其主要特征：一是采用了与Ⅲ型系列轨枕配套的厚14mm、静刚度60～70MN／m的纳米复合橡胶垫板；二是采用了与新型胶垫配套的60Si2CrA材质的加强Ⅲ型弹条扣压件，提高了弹条强度，有效控制了扣压力衰减，增加了轨道弹性；三是采用了在承力面增设L形、C形钢片的加强Ⅲ型绝缘轨距块，有效地解决了既有Ⅲ型绝

缘轨距块在山区铁路曲线轨道使用中抗压、抗弯、抗剪强度不足的缺陷。铺设实践表明，效果明显。

3．4 工务新技术、新材料、新产品的应用

(1)为解决桥上轨道道床厚度不足，刚度较大，道碴粉化严重，病害突出的问题，采用加厚轨下胶垫的减振型调高扣件，有效地提高了轨道弹性，减缓了列车的冲击作用。今后如能在桥上有碴轨道发展弹性轨枕将是又一重大技术举措。

(2)为防止列车在小半径 曲线上发生悬浮脱轨事故及减缓曲线外轨侧磨，在3000多个小半径 曲线缓圆点或圆缓点前后下股轨道内侧安装了防脱、防磨护轮轨装置，取得了良好效果。

(3)为解决山区铁路混凝土枕及岔枕中螺旋道钉普遍锈蚀严重、寿命缩短的问题，成功地开发并采用了多元共渗防锈新技术，以取代传统的防腐处理方法，提高了螺栓的抗蚀性能和使用寿命，现已在全路推广应用。结语

为适应我国铁路既有线提速战略工程，全面提升山区铁路工务设备技术装备水平势在必行，根据成都铁路局的做法和经验，在曲线轨道结构综合强化方面，采用新理论、新技术、新材料、新设备是以提高运输效率、保证行车安全和旅客乘坐舒适为基础，并以其经济效益的大小来评价其合理性和决定其发展规模和速度。因此，轨道结构的现代化与合理化进程，应密切结合路局所辖线路的具体条件和实际情况，本质上是在有利于取得最佳技术

经济效果基础上的统一。

参考文献：

[1] 铁道部．铁路线路设备大修规则。

[2] 徐小龙．小半径曲线脱轨原因分析及对策措施．铁道标准设计，2003(2)。

[3] 侯德杰，蒲保新，陶联明．强化轨道结构，适应提速需要[J]．铁道标准设计。2002(2)

第四篇：中空轴断裂的原因分析与焊接处理

中空轴断裂的原因分析与焊接处理

1、引言

中空轴是磨机非常关键的部件，它承受着整个磨体及研磨体的运转载荷，在交变应力作用下连续运行，是磨机机体最薄弱的环节，也是最难控制制造质量的机件。同时还是容易发生问题的磨体部件，特别是进、出料端的中空轴发生故障的相当多，磨机中空轴断裂是非常严重的设备故障。必须停机检修，以免造成“落磨”的重大设备事故。处理磨机中空轴断裂的技术难度比较大，检修周期长，劳动强度大，费工费时。处理不好还影响磨机的安全运行，容易继续引发各类设备故障，严重影响生产。我公司磨机进、出料端中空轴的断裂，经过严格细致的处理后，磨机一直安全稳定运行，没有发生任何不正常的问题，说明我们的处理是成功的。现就结合我公司的处理情况，对磨机进、出料端中空轴断裂的原因与处理作一分析总结、与各位同仁一起探讨。

2、磨机进、出料端中空轴断裂的基本情况

我公司由φ3×11m水泥磨自2000年7月投入运行以来，设备运行状况一直较好，该磨机的技术参数见表l；2005年5月31日白班停机检修时，发现右边磨尾中空轴靠内圈螺栓处大R角处环向有裂纹，刮开油污后发现裂纹长度为1250mm；吊开磨机后瓦盖后，又发现左边靠内圈螺栓处大R角处环向也有裂纹，刮开油污后发现长度为1060mm。左边裂纹在中空轴内圈法兰螺栓处，长度经过内圈法兰螺栓4个。右边裂纹在中空轴内圈法兰螺栓处，长度经过内圈法兰螺栓5个半。两个裂纹间距为内圈法兰螺栓3个半。两个裂纹为八字型，在中空轴内圈法兰螺栓和大R角外端处。

2005年6月2日白班11：00对磨头中空轴检查发现右边靠内圈螺栓处大R角处环向有裂纹，清除油污后发现裂纹长度为770mm，此裂纹在大R角中下部环向而且没有裂到螺栓孔处，这样就造成延伸的可能，所以在裂纹前面钻φ10mm的止孔前、后各一个。防止再次延伸。又继续清除油污发现左边靠内圈螺栓处大R角处环向也发现裂纹，长度为260mm左右。由于当时在处理磨尾的裂纹，磨机支顶起，不好转磨，下一半中空轴翻磨后才可以检查是否裂纹。此裂纹在大R角中下部环向而且没有裂到螺栓孔处，这样我们继续钻孔，防止在次延伸。右边裂纹长度经过内圈法兰螺栓4个半。左边裂纹长度经过内圈法兰螺栓2个半；两个裂纹间距为内圈法兰螺栓3个半。

图l φ3×11m水泥磨中空轴断裂裂纹示意图

磨机进、出料端的中空轴断裂裂纹两端基本上相似。裂纹发生在中空轴的外侧，基本上是呈周向的不规则走向，一部分裂纹是在轴根圆角的边沿上，由中空轴上外圈的磨机前端盖护板螺栓孔沿径向两侧延伸发展而形成的，穿过几个螺栓孔。一侧止于中空轴上内圈的磨机前端盖护板螺栓孔，一侧止于中空轴法兰与磨机前端盖联接螺栓的螺栓孔，裂纹长度不同，经过探测裂纹己经裂通，(中空轴的厚度为90 mm)，φ3×11m水泥磨中空轴断裂裂纹的示意图如图1所示。

表1φ3×11m水泥磨的规格和性能

（1）、系统类型：圈流。传动方式：中心传动。磨体重量：92t。研磨体装载量100t。转速：17.5r／min。台时产量：47t。有效内径：2926mm。入磨粒度：10-15mm。细度：5-8%。

（2）、减速器：JS110-A。速比：740/17.5r/min。

（3）、电动机：YR1250-8/1430，功率1430Kw，转速740r／min，电压10000V。

3、磨机进、出料端中空轴断裂原因分析

3.1中空轴是整个磨机的关键部件，其制造质量有很高的要求。由于其结构形状比较特殊，还存在R区，中空轴在精加工后很难保证没有各种铸造缺陷——缩孔、夹渣、偏析和裂痕等。铸造缺陷是磨机中空轴断裂的一个重要原因。

3.2磨机中空轴一般都是比较大的铸钢件，有的中空轴重量达4-11吨，铸件内往往会存在应力集中，加工中空轴的毛胚应该经过时效处理，但是，有些制造厂家为减少流动资金的占用量，受当时经济利益的驱动。不顾中空轴的产品质量，中空轴的毛胚不经过时效处理就进行加工，导致中空轴内部残存有应力集中。中空轴在交变应力作用下的运行中应力集中过大，也是产生裂纹的一个原因。

3.3有些制造厂家受铸造条件和技术的制约，中空轴的毛胚不能整体铸造，而是分段铸造。然后再焊接为整体，中空轴的焊接质量要求非常严格，焊缝内部质量不得低于JBll52—81《锅炉与钢制压力容器对接焊缝超声探伤》标准的II级的规定。同时还要符合Q／JCJ05—82《钢制建材机械焊接技术规程》中对重要零件的要求。焊接4-7吨重的大、厚刚性构件，如若保证不了焊接质量和焊后热处理的质量，很容易产生淬硬组织、应力集中和微裂纹。焊接质量和热处理质量不高也是磨机中空轴产生裂纹的一个原因。

3.4在更换磨机端盖护板时，机修工为了贪图省事和节省时间，经常用气割先割去护板螺栓的头部，继而再用大锤敲掉螺杆，造成中空轴局部受热温度较高，并且中空轴局部表面被砸成凹坑，进而引起中空轴内部的应力集中过大，导致中空轴断裂。

3.5磨机进、出料端中空轴内一般都配置有进、出料螺旋筒，中空轴与进、出料螺旋筒是靠外面端面的联接螺栓联接，该联接螺栓非常容易发生断裂。许多水泥厂解决的方法是：在进、出料螺旋筒内用三个螺拴顶着中空轴，把中空轴与进、出料螺旋筒联接为一体。入磨物料由下料口进入进、出料螺旋筒和被随着磨机一起转动的进料螺旋筒带入磨内的过程中，受入磨物料粒度、物料量和物料被进、出料螺旋筒带起高度的不均匀影响，会产生强烈的震动。这种强烈的震动也将会引起中空轴应力集中过大，导致磨机进料端中空轴断裂。

3.6磨机的研磨体装载量，各车间磨机研磨体最大装载量，必须按使用说明书要求控制在以下范围内：1#生料磨68t。2#生料磨85t。l#水泥磨140t。2#水泥磨lOOt。3#水泥磨174t。3#煤磨22t；各车间磨机研磨体的最大装载量，不能超过以上所限定装载量，以免过载造成设备损坏。各车间设备主管控制好记录，生产办进行验证。

3.7磨机磨机停机8小时以上者，必须顶磨。各车间磨机短、长期停磨，在磨机主体和主轴承尚未降至环境温度之前，不准停止润滑和水冷却系统。停磨后，按下面间隔通过慢速转动磨体，1Omin，lOmin，lOmin，lOmin，10min，15min，15min，15min，15min，20min，20min，20min，30min，30min，30min............每次回转时，磨机回转180℃，直到有关事宜处理完毕。

4、磨机中空轴的焊接

∮3×11m水泥磨中空轴断裂时，正值我公司水泥销售旺季、水泥生产压力较大的时期。更换中空轴的周期太长，又没有备用的更换，中空轴的材质为ZG230--450(含碳量O．20％)铸钢，具有良好的焊接性，所以，我们决定采取焊接方法进行处理，并且采取不拆除中空轴的固定焊接法焊接。中空轴是特大型厚壁结构件，刚性很大．焊接质量要求又非常严格，为保证焊接质量，最大限度地防止中空轴焊接后出现变形、开裂等焊接缺陷，根据我公司现有的设施条件，采取了如下措施： 4.1确定焊接工艺

对于检修单位来说，焊接方法一般都采用手工电弧焊、由于裂纹较长。在焊接前必须顶磨，完成一段后翻磨一次，并对焊接面用小锤打击消出应力。为了防止中空轴焊接后出现变形，焊接采取分段焊接法，每次焊接长度不超过500mm，先焊中间裂纹，后焊两边裂纹。焊接中空轴如此大、厚(焊接位置的厚度为lOOmm)的钢性较大的结构件，在焊接过程中，焊接热影响区容易产生低性淬硬组织。当焊接材料或焊接工艺选择不当时，容易产生冷裂纹，特别是与母材金属熔合比例较高的第一层焊缝，更容易产生冷裂纹。根据制造规范，焊接ZG230--450(含碳量0．20％)铸钢中空轴时．宜选用碱性低氢焊接材料。考虑焊缝金属与母材的强度、韧性、抗裂性能等因素以及裂缝的产生机理，为了控制开裂倾向，我们决定采用506-507焊条、(奥302不锈钢焊条)。因为此焊条焊缝强度中等．具有良好的抗裂能力，且熔敷金属的塑性和韧性较好，适合于焊接铸钢件。焊接前．用烘干箱对焊条预先烘干2h，烘干温度150℃。然后，放在保温箱中保温．随用随取，每次取出量最多不能超过10根。正刨逆焊，层与层之间必须搭接压缝，每层焊接方向正反向交替进行，选择直流反极性及小范围参数．焊接电流尽量采取许用电流的下限参数(∮3．2mm焊条的许用电流为90-130A，∮4．0mm焊条的许用电流为100-160A)。由于是多层焊接，第一层焊缝易出现裂纹，选用小电流低焊速焊接。(1)开坡口

为了减少金属的填充量，选用较小的坡口角度，采用单面“U”型坡口的型式。为了防止中空轴的强度削减严重，开坡口采取分段坡切法，先坡中间，后坡两边。开坡口采用碳弧气刨，使用∮8mm的圆型截面碳棒：因其火花集中，气刨速度快，电焊机采用硅整流直流电焊机(GS一500SS)，接法为反接．焊接电流为240-400A．压缩空气压力为0．6-0．7MPa．沿裂纹进行气刨、成形后的坡口必须消除裂缝及周边的全部裂纹，气刨后用钢丝刷清理焊渣．最后用∮150角磨机对坡口两侧内壁打磨修整．以除去渗碳层和清理坡口．达到施焊条件。(2)焊接前的准备

焊接准备开始前，拆除护板，里、外全部焊接。并在磨头筒体处用300t千斤顶稍稍顶起，磨机略作支承，以尽量降低中空轴的承载负荷．尽可能减少中空轴的变形量；然后，卸除磨机前端盖护板和螺栓等零件，以利于气刨、焊接；再把中空轴裂纹处转至最上方位置；最后将中空轴轴承上盖拆除．用石棉绳塞实轴瓦间隙．防止进入杂物．并用石棉绳盖严中空轴与轴瓦接触部位，再用输送带盖住中空轴和轴承下座，防止杂物摁伤中空轴或进入轴承室，以便于焊接操作，确保焊接质量。

中空轴转至合适位置后即可进行焊接准备。由于焊接是在现场进行操作，考虑到焊接过程中，磨机系统的其它部位和设备往往也都同时进行检修，中空轴焊接的环境脏、粉尘多，所以要求在焊接时，必须搭设挡风篷，以免灰尘进入焊缝区。

挡风篷搭设完后．清理全部施焊区及周边的油污和灰尘．首先用氧乙炔焰烘烤，去除焊道及周边的油污，再用钢丝刷清理，最后用毛刷清理干净为止。(3)焊前预热及焊后热处理

由于中空轴材质为ZG230--450H(含碳量0．20％)铸钢，在热影响区易产生低塑性淬硬组织，又是特大型厚壁结构件，刚性很大，焊接过程中易导致冷裂纹的产生。为防止焊接过程中焊缝开裂，在施焊前必须预热，而且严格控制焊接温度。我们采用乙炔加热预热，加热范围距裂纹约150-200mm，控制温度在200℃左右。

中空轴在运转过程中承受动载荷作用，为调整中空轴的硬度，细化晶粒，消除焊接残余应力，改善性能，特别是改善焊缝及热影响区的各种机械性能，焊后还必须进行热处理。由于工件大，现场无条件进行整体回火消除应力，只能采用局部低温退火消除应力，我们仍采用乙炔加热，外面覆盖两层岩棉被保温，打开保温材料对焊接区修磨。4.2焊接的实施

焊接的实施是提高焊接质量的关键，在焊接过程必须严格按照制定的焊接工艺执行。焊接跟随坡口走，采取分段焊接法，先焊中间，后焊两边。焊接过程中，要用钢丝刷和角向磨光机清理飞溅物和药皮等杂物，除最后一层外，其余每层均采用锤击焊缝金属的方法消除焊件的残余应力，并用角向砂轮机和扩大镜，由专职人员反复检查焊缝是否有裂纹。如有裂纹必须重新焊接，直到没有裂纹为止，以保证焊接质量。前段裂纹焊接完毕后，再进行另一段裂纹的开坡口、施焊等处理，直至把全部裂纹处理完毕。从处理第二段裂纹起，在开坡口时．要将与该裂纹段连接的前期处理过的焊缝端部重新刨开长度约5mm左右的坡口、以利于焊缝段连接焊肉熔合好，避免有气孔、夹渣和断续焊等各种焊接缺陷，待裂纹全部焊接完毕后。(1)打底焊

每一个裂纹段的第一层焊缝焊接，选用∮3.2mm的焊条，电流调整为100-120A．尽量采用小电流、慢速度、短电弧且电弧不间断焊接，以窄焊道，多道焊方法连续完成焊接。焊条不能摆动，减少熔合比，减少裂纹倾向，收弧时要注意填满弧坑。打底焊是整个焊接的基础，一定要保证焊接质量，打底焊要求焊两遍。(2)填平焊

打底焊后，应该进行填平焊接，填平焊，选用∮4.Omm的焊条，电流调整为120-140A，采取短电弧在坡口横截面上横焊：在焊接过程中，焊条摆动到两端，并稍作停留，以保证焊肉与母材熔合好。当坡口焊平后，必须确定质量。在保证没有焊接缺陷的情况下，再焊一层盖面焊层。(3)盖面焊

盖面焊，采取高电压、小电流的慢速度施焊。严格保证焊趾外平缓圆滑过渡，焊缝饱满、均匀、整齐，焊缝表面光滑平整，不能有“咬肉”现象。

5、处理后的试运行方案

中空轴焊接后能否保证长期正常运转，是检验焊接工作成功与否的关键。为使中空轴因焊接而产生的残余应力能缓慢均匀消除，以确保水泥磨安全正常运行，我们研究制定了试运行方案。

空负荷运行24h。先用辅助传动运行2h，停机检查无问题后，再用主传动运转22h。然后，停机进行全面检查，采用着色方法检查中空轴是否有裂纹。空负荷运行无问题后．装球71t半负荷运行48h。

2／3负荷运72h。半负荷运行无问题后，装球96t运行72h。停机后，对 磨机的前、后中空轴进行一次全面检查，同时还要检查各瓦口的间隙、磨机轴向窜动等情况，然后，综合以上试试运行的电流、跳动、窜动、温度等情况，确定连续运行方案。

连续运行。在完成上述试运行，并确定无问题后，进入连续运行阶段，在连续运行期间，要对中空轴每半小时检查一次并做好纪录，主要包括中空轴的油温、油压、瓦温、油膜、震动和声音等，发现异常必须及时采取果断措施进行处理。6结束语

磨机中空轴处理后，运行状况一直很好，表明我们对中空轴断裂的处理方法是可行的。

第五篇：内燃机车水温高的原因分析及处理方法

东风4C型内燃机车水温高的原因分析及处理方法

内容摘要：针对造成东风4C型内燃机车水温高故障的原因进行了分析，并论述了水温高故障的判断和处理方法。

主 题 词：东风4C型内燃机车、水温高

东风4C型内燃机车是在东风4B型机车的基础上开发研制的产品，东风4C型内燃机车的冷却系统较东风4B型机车有了较大的改变。东风4C型内燃机车在Ⅱ端司机室与冷却室之间增加了一个辅助室，为保证机车总长不变，压缩了冷却室的长度。因此，高温水系统的冷却单节由东风4B型机车的24组减为16组，散热能力下降。随着机车重载后负荷量的增加和夏季环境温度的升高，机车水温高的故障频繁发生，严重影响了机车的正常运用。根据我段多年来的运用和检修经验，我们已经基本掌握了这些故障的起因，并总结出了一套有效的故障判断、处理方法，下面向大家做简要介绍。

机车冷却系统是由“油、水、风”三个通路相互作用来实现冷却作用的，当机车出现水温高故障时，应先判断问题出现在“油、水、风”三个通路的那一路中，以便明确查找故障的大方向，然后再判断具体的故障部位。在以下的篇幅中将对三个通路中出现的故障及判断、处理方法逐一进行介绍。

1、油路系统（即静液压油系统）故障

通过观察或测量冷却风扇的转速可以判断出故障是否出现在油路中，当柴油机达到标定转速而冷却风扇达不到规定转速时，可以断定故障出现在油路中。油路中的故障通常有以下几种：

1.1温度控制阀故障

温度控制阀故障是指在冷却水达到规定温度而温度控制阀的滑阀没有关闭或关闭不严，造成高压油回流，无法驱动冷却风扇达到规定的转速。温度控制阀故障多为感温元件因橡胶膜片老化破裂失灵，起不到开关控制作用或有异物卡在阀口处造成。出现水温高时可以用手触或用仪器测量温度控制阀回油管与进油管处温度的高低来判断温度控制阀是否回油，若回油管处的温度没有明显低于进油管处的温度，可以断定为温度控制阀故障。发现温度控制阀出现故障后，是感温元件失灵引起的还是异物卡在阀口处造成的，只有在温度控制阀下车解体后，才能做处明确判断。机车在运行途中发现温度控制阀故障时，可以人为顶死温度控制阀，维持机车运行，待机车回段后更换温度控制阀。

1.2安全阀故障

静液压安全阀或锥阀犯卡，当其卡在供油位上则安全阀回油路开通，高压油通过安全阀的回油管直接流回油箱，致使冷却风扇达不到规定转速，造成水温升高。可以通过检查安全阀回油管温度的方法来判断安全阀是否回油（与温度控制阀的检查方法相同）。机车运行途中可敲击安全阀阀体,使滑阀或锥阀复位，若此法无效，应待回段更换安全阀。在机车检修时发现安全阀故障，应马上进行更换，以免因油压过高造成静液压油系统其它部件的损坏。

1.3静液压泵故障

大风扇转速较低，经检查温度控制阀和安全阀均无异状时，可能是。因静液压泵不能将高压油输送到马达处，所以大风扇不能全速转动。静液压泵故障可以通过轴承检测来进行初步判断，具体故障原因只有静液压泵下车解体后才能查明。当静液压泵出现故障时，没有应急处理方法，只能回段后更换静液压泵。

1.4静液压马达故障

当发现大风扇不转动时，可在停机状态下用手推风扇叶片。若推不动，则说明静液压马达有故障。静液压马达故障多为轴承保持架碎或柱塞卡死，只能通过更换静液压马达来修复。

1.5静液压系统有异物

发生这种故障时通常是整个静液压系统有异音,即振动音响。处理时应重点检查静液压油箱喷嘴处是否有异物。确认无异物时,再检查静液压系统各管路是否堵塞。

1.6自动百叶窗油缸故障

自动百叶窗油缸故障多为漏泄或卡滞引起，可以通过解体检修或更换油缸来解决。随着百叶窗的开关由自动控制改为手动控制，此故障就会逐渐减少，直至消除。

2、冷却水系统故障

2.1高温冷却水泵故障

当各高温冷却单节的温度明显低于水温表显示的温度时，则多为高温水泵轴折断或传动齿轮与轴脱离造成水泵不工作，影响高温水系统循环造成的。这种故障只能通过更换高温水泵来消除。

2.2高温冷却水系统有气

当检查发现各高温冷却单节温度不一致，甚至有的冷却单节很凉时，说明冷却单节内有空气，影响了水系统的正常循环。此时应打开冷却单节上方的放气阀进行排气，同时要注意及时补充冷却水,防止水箱缺水。

2.3冷却单节流量不够

当出现个别冷却单节温度较其它冷却单节低，排气后故障现象仍不能消除时，应考虑是否是冷却单节内扁管因水垢或外力的原因造成堵塞而影响了水在该冷却单节内的流通。遇到这种情况时应更换该冷却单节。

2.4冷却水水量不足

冷却水系统因漏泄、排气等原因造成存水量严重不足时，冷却水不能在冷却单节内正常循环，这种情况会使水温在短时间内快速升高。遇此情况，应找到并消除漏泄处所并及时补充冷却水。

2.5高温燃气窜入水系统

汽缸套的内表面或汽缸盖的底面出现裂纹或较严重的穴蚀时，因汽缸内的压力、温度明显高于冷却水的压力和温度，高温燃气会窜入冷却水系统内，造成水温升高。在水温升高的同时会发现水箱水位有明显的上涨。遇此现象，应在起机状态下加满水（水位表应可以观察到水位）然后停机，待柴油机冷却到室温后放置3—5小时，然后盘车检查各缸套内壁有无冷却水滴下，用此可以判断出故障处所。若缸套或缸盖裂损、穴蚀较严重时，冷机状态下甩车即可判断出故障的汽缸。究竟是汽缸套破损还是汽缸盖破损，只有通过解体检查才能做出明确判断。

3、风路系统故障

3.1风路不通畅

自动百叶窗滤网脏、手动百叶窗未打开或开度不够、车顶百叶窗卡滞等都能造成通风量不足而影响散热效果。这些故障现象较直观，处理起来也比较简单，在此不做详细介绍。

影响通风量的另一个原因为冷却单节脏或冷却片倒伏过多，可以在冷却风扇全速旋转时用软布或纸张逐个试验冷却单节吸附能力的方法进行判断，找到不良的冷却单节后应进行清洗或更换。

3.2风路通畅，但不能进行有效冷却

虽然通风量充足，但因冷却单节间缝隙大、检查孔盖关闭不严或密封胶条老化、破损等原因不能对冷却单节进行有效的冷却。冷却单节间的缝隙可用海绵条填塞，也可以用发泡剂

进行填充，用发泡剂进行填充时应注意使用量不要过多，以免膨胀后将冷却单节挤变形。冷却单节检查孔盖锁闭不严时，应更换锁闭器。胶条老化破损的也要及时进行更换。

需要注意的是水温高故障的起因有时是单一的，有时是两项甚至多项同时发生，这就要求我们在处理这些故障时要综合考虑，灵活掌握。在找到故障原因并进行处理后一定要进行自负荷或水阻试验来确认处理效果。

以上是我们在实际工作中积累并总结出来的一些经验，有遗漏或不妥之处请各位读者多加指正。