Page 147 - 捷運技術 第39期

捷運技術半年刊 第39期 97年8月 141

(5) 鋼軌焊接過程全程由經過焊工資格檢定合格之組長掌控，並負責相關後續場地整
頓事宜；另後續焊接編號噴漆標示，亦應適當時間妥善完成。
5. 檢驗與試驗
當焊接工作施作時，任一熱劑焊接皆應依後述品質管理要求辦理檢、試驗工作(圖

61~64)。
6. 連續長焊鋼軌應力解除:
(1) 目的：鋼軌經過包含了切割、推拉、焊接、熱加工、搬運…等等金屬加工處理過程，
內部如同一般金屬都會有工件應力殘留，這是一種十分普遍存在於金屬製品工件的問

題，若再加上天候溫度之應力與車輛負載應力，將累積龐大之內部應力而致使鋼軌有
斷裂產生之虞，因此需將該應力予以釋放解除。
(2) 零應力溫度訂定：一年四季在天候上之氣溫均不大相同，夏熱冬冷，而依地區選擇適
當之歷年統計年均溫度，配合訂定零應力溫度，以利施工現場作業依據參考，因金屬

易受熱漲冷縮之物理現象，如夏季高溫時鋼軌可產生約70噸軸力(參考公式： Pt=E A
β T，公式中Pt : 60公斤級鋼軌在t溫度時軸力，E:揚氏係數，A：鋼軌斷面積，β :熱
膨脹係數，T：環境溫差)，造成鋼軌挫屈，而冬季時鋼軌因溫度變化有熱應力而發生
之應變加大，外形尺寸收縮可能造成鋼軌斷裂現象，依合約規定台北捷運訂為地面及

高架段30˚C± 3、地下段20˚C± 3˚C。
(3) 伸縮量計算：合約規定於最終連接與固定時應為零應力溫度，配合不動區間理論[4]觀
念，以公式計算調整兩相鄰長焊鋼軌間之間隙值計算公式為: G=0.0117× L × (t-T) (公
式中G : 間隙值(mm)，0.0117 : 鋼軌熱膨脹係數，L:鋼軌長度，t :應力為零時之溫度，

T:鋪軌時鋼軌溫度)，例如於地面區鋼軌長100公尺，氣溫27℃時作業，經計算需向斷
口處拉擠約3.5mm如圖66，以符合零應力溫度條件。
(4) 作業方式：在每一區段連續長焊鋼軌最終連接與固定時如圖67，目前台北捷運軌道工
程採用類似單共振法進行鋼軌內應力消除，其是以頻率約900 ~1200hz 、700 ~1000N之

專用動力式鋼軌振動敲擊機，平穩有效地連續敲擊鋼軌之頭部如圖65，讓厚度最大之
頭部能藉敲擊之力量觸發內部之金屬組織之應力傳遞，而於最終焊接縫處自由端伸縮
舒展完成，再藉由加熱或冷卻鋼軌(亦可利用夏季黃昏或夜晚與清晨時之氣溫接近零應
力溫度)，並以經核定之機械或油壓設備如拉軌器來達到放大或縮小軌條間隙目的(如

圖68)，以達成零應力之最佳化狀況下，再進行最終鋁熱劑焊接。

三、鋼軌焊接品質管理實務

鋼軌焊接整體品質之管理，皆依據施工技術規範與相關作業程序書規定執行，從PDCA
觀念，依規畫、設計、檢查、執行程序，從人、事、時、地、物、如何等面向切入，確保所
有鋼軌焊接皆能符合規範品質要求。

(一) 品質管理組織：基本上秉持3級品管之政策，實施全面品質管理(TQM)，可區分為1 級之
自主品管檢查與2、3級之施工品質查核，組織表如下表5。