重載鐵路道岔病害成因分析及整治措施

摘 要：由于重載鐵路具有軸重大、密度高、運(yùn)量大等特點(diǎn)，因此其對(duì)鋼軌的損壞程度要明顯大于普通鐵路，特別是對(duì)道岔部件的損害最為嚴(yán)重，通常會(huì)出現(xiàn)各式各樣的道岔區(qū)病害。為有效整治這些病害，更好的保障重載鐵路的安全順利運(yùn)行，文章介紹了這些病害，分析了病害原因，并提出了相應(yīng)整治措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：重載鐵路；道岔病害；成因；整治措施

1 尖軌不密貼基本軌、尖軌側(cè)拱與上拱

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)很多重載鐵路道岔部位都存在：尖軌不密貼基本軌現(xiàn)象，尖軌有側(cè)拱的，也有上拱的等各種不密貼。造成此現(xiàn)象的原因可能有下列幾種：尖軌50mm斷面內(nèi)缺乏足夠的剖切長(zhǎng)度；尖軌頂鐵過長(zhǎng)或不足；尖軌補(bǔ)強(qiáng)板螺栓過長(zhǎng)；扳道器位置或轉(zhuǎn)轍機(jī)位置的水平線與尖軌動(dòng)作拉桿水平線不重合；基本軌彎折點(diǎn)后移；基本軌內(nèi)側(cè)不光滑，有飛邊；基本軌上有硬彎或尖軌上有硬彎等。在鐵路尖軌與基本軌發(fā)生不密貼現(xiàn)象后，當(dāng)重載列車作用于鐵軌上時(shí)，尖軌便易發(fā)生側(cè)拱或上拱。

建議應(yīng)定期仔細(xì)檢查各組道軌尖軌與基本軌密貼情況，依據(jù)道岔尖軌損傷情況及時(shí)進(jìn)行整治。當(dāng)?shù)啦砑廛墏?cè)拱或上拱不是很嚴(yán)重時(shí)，可通過對(duì)連接桿的長(zhǎng)度進(jìn)行合理調(diào)整，對(duì)連接轉(zhuǎn)轍機(jī)上拉桿調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)整、對(duì)頂鐵、轍跟螺栓進(jìn)行整修、對(duì)滑床臺(tái)進(jìn)行更換、對(duì)基本軌彎點(diǎn)、彎折量進(jìn)行校正、打磨基本軌飛邊、對(duì)尖軌與基本軌間雜物進(jìn)行及時(shí)清理等措施來調(diào)整，讓其滿足列車運(yùn)行需求。當(dāng)?shù)啦砑廛壋霈F(xiàn)十分嚴(yán)重的側(cè)拱與上拱現(xiàn)象時(shí)，若采用簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)消除措施已很難整治該些病害時(shí)，應(yīng)及時(shí)返廠整修尖軌，更換新軌或鋪設(shè)新道岔。

2 軌距、水平超限

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查我們發(fā)現(xiàn)，鋼軌岔區(qū)轉(zhuǎn)轍區(qū)以及轍岔區(qū)的軌距易發(fā)生水平超限。仔細(xì)分析這些病害，人們發(fā)現(xiàn)護(hù)軌及翼軌輪緣槽寬度不達(dá)標(biāo)、搗固不實(shí)或排水不暢等引發(fā)的道床不實(shí)、附帶曲線正矢不良引起列車從道床走過時(shí)劇烈搖晃導(dǎo)致道岔軌距發(fā)生水平變化、岔道軌距的變化導(dǎo)致列車通過時(shí)彼此影響。

建議應(yīng)安排專人定期檢測(cè)道軌，并監(jiān)測(cè)岔區(qū)幾何形位，對(duì)岔區(qū)轉(zhuǎn)轍區(qū)及轍叉區(qū)軌距、水平發(fā)展?fàn)顩r實(shí)時(shí)掌握。當(dāng)遇到岔區(qū)發(fā)生軌距、水平超限的情況后，可通過折好基本軌彎，進(jìn)而來確保各部軌距間隔尺寸合格，同時(shí)應(yīng)強(qiáng)化鎖定道岔與道岔前后50m左右距離內(nèi)的線路，做好道砟道床維護(hù)工作等措施，來避免軌距、水平病害的加劇，造成岔區(qū)受力惡化，對(duì)道岔最終使用壽命造成影響。

3 鋼軌剝離、掉塊

當(dāng)輪軌接觸應(yīng)力比鋼軌材料疲勞應(yīng)力大時(shí)，基于循環(huán)載荷的長(zhǎng)期作用，易引發(fā)鋼軌產(chǎn)生疲勞破壞，造成鋼軌發(fā)生剝離、掉塊等現(xiàn)象。我們?cè)谌粘ｐB(yǎng)護(hù)鋼軌時(shí)，若發(fā)現(xiàn)鋼軌已存在較為嚴(yán)重的剝離掉塊現(xiàn)象，為防止剝離掉塊的深入發(fā)展引發(fā)鋼軌折斷，應(yīng)及時(shí)更換存在嚴(yán)重剝離掉塊的鋼軌。若鋼軌剝離掉塊相對(duì)較輕微，可通過打磨鋼軌表面，讓輪軌充分接觸，減小輪軌接觸應(yīng)力，來更好的保護(hù)鋼軌。

4 鋼軌接頭病害

就重載道岔接頭而言，其在岔前以及岔后與基本軌相接處分布較多，有的接頭也分布于岔區(qū)內(nèi)尖軌相接翼軌處。在日常維護(hù)作業(yè)中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)前很多接頭出的軌縫都已超限，且由于火車通過振動(dòng)引發(fā)的夾板螺栓松動(dòng)的較多，甚至也有部分螺栓已折斷，軌道迎車側(cè)鋼軌與送車側(cè)鋼軌額錯(cuò)牙接頭已較明顯，且迎車側(cè)鋼軌存在十分明顯的壓潰現(xiàn)象。對(duì)此，可用角磨機(jī)打磨發(fā)生軌端壓潰的鋼軌；對(duì)接頭上下錯(cuò)牙現(xiàn)象以及原有錯(cuò)牙接頭進(jìn)行整治，同時(shí)也要整治壓潰的軌面，此外還應(yīng)重視進(jìn)行重載道岔的無縫化研究，盡量把重載道岔的接頭取消。

5 鋼軌疲勞裂紋

對(duì)于材質(zhì)存在缺陷如偏析、有氣孔、縮孔、暗藏裂紋等的鋼軌，在輪載的反復(fù)碾壓易引發(fā)軌面產(chǎn)生裂紋。對(duì)于材質(zhì)不存在缺陷，而軌面產(chǎn)生裂紋的鋼軌，則通常是由于輪載高應(yīng)力引發(fā)鋼軌軌面棘輪效應(yīng)，造成剪切破壞，最終形成裂紋。軌面產(chǎn)生裂紋后，裂紋發(fā)展情況主要受列車軸重、鋼軌材質(zhì)、輪軌接觸狀況以及軌下支撐類型等因素影響，另外循環(huán)應(yīng)力幅、循環(huán)次數(shù)也是影響疲勞裂紋的兩個(gè)因素。在實(shí)際生產(chǎn)中，基于生產(chǎn)需要，很多時(shí)候都不能降低荷載循環(huán)次數(shù)，有時(shí)可能還會(huì)增加，對(duì)于軌面裂紋防治我們只能通過降低循環(huán)應(yīng)力幅值來實(shí)現(xiàn)。

可通過定期打磨鋼軌、根據(jù)鋼軌實(shí)際情況設(shè)置合理的軌底破等方式，讓輪軌接觸更實(shí)，同時(shí)想方設(shè)法的把輪軌間摩擦系數(shù)降低，進(jìn)而使列車載荷作用于鋼軌的接觸應(yīng)力減小，最終達(dá)到減緩軌面裂紋開裂速率的目的。

6 翼軌、心軌側(cè)磨飛邊

線路鋼軌較常見的另一病害是翼軌、心軌產(chǎn)生側(cè)磨飛邊病害。這種病害大多是由于列車荷載長(zhǎng)時(shí)間作用于鋼軌，造成軌面發(fā)生塑性流變，循環(huán)載荷長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)作用積累形成飛邊。同時(shí)查照間隔的大小也會(huì)影響到飛邊的產(chǎn)生，若設(shè)置的查照間隔不合理，火車輪對(duì)通過岔道時(shí)易側(cè)向沖擊翼軌或心軌，這樣會(huì)加速飛邊的產(chǎn)生。建議應(yīng)定期人工監(jiān)測(cè)尖軌、心軌以及翼軌斷面，應(yīng)特別注意對(duì)查照間隔的設(shè)置情況進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)查照設(shè)置不合理應(yīng)及時(shí)調(diào)整糾正，并派專業(yè)維修師傅打磨出現(xiàn)飛邊的地方。若打磨時(shí)遇到飛邊現(xiàn)象較嚴(yán)重的地方，可借助游標(biāo)卡尺對(duì)其磨耗值進(jìn)行測(cè)量，若磨耗過大應(yīng)及時(shí)更換存在嚴(yán)重磨耗的鋼軌。

7 扣件、軌枕傷損

引發(fā)扣件、軌枕傷損的原因有很多種，其主要原因?yàn)椋狠^大的動(dòng)力荷載作用于軌縫，易粉碎道砟并形成暗坑現(xiàn)象與吊板情況。加之轍叉部分較難搗固，人們?cè)诙ㄆ陴B(yǎng)護(hù)維修道岔時(shí)，在天窗實(shí)際的限制下，道砟在短時(shí)間內(nèi)很難密實(shí)，這樣列車在通過時(shí)載荷作用于鋼軌后，鋼軌、軌枕易形成較大的垂向位移，而扣件是約束軌枕與鋼軌的主要部件，在反復(fù)循環(huán)大荷載作用下扣件斷裂的幾率會(huì)很大，同時(shí)軌枕循環(huán)拍打道砟，軌枕也易發(fā)生傷損。對(duì)此，我們應(yīng)對(duì)岔區(qū)扣件工作情況以及軌撐工作情況進(jìn)行定期檢測(cè)，并重點(diǎn)搗固哪些列車通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大位移的軌枕，必要時(shí)可在軌縫四周加裝寬枕，另外，應(yīng)及時(shí)處理更換哪些發(fā)生破損的扣件與軌枕，以確保列車的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

8 結(jié)束語

總之，尖軌不密貼基本軌、尖軌發(fā)生側(cè)拱、上拱，軌距水平超限，鋼軌發(fā)生剝離、掉塊，接頭不良、鋼軌軌面發(fā)生疲勞裂紋，翼軌、心軌側(cè)磨飛邊，扣件傷損以及軌枕傷損等這些都是重載鐵路常見病害。仔細(xì)分析各種病害成因與綜合考慮這些病害對(duì)道岔使用壽命的影響情況，建議在日常整治重載鐵路道岔病害時(shí)，我們應(yīng)對(duì)岔區(qū)鋼軌磨耗情況、查照間隔以及尖軌滑床臺(tái)等部位進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。關(guān)注岔區(qū)鋼軌磨耗并及時(shí)打磨鋼軌磨耗飛邊，可有效減少岔軌、心軌病害，同時(shí)通過打磨還可有效防止軌面裂紋的進(jìn)一步惡化、發(fā)展；對(duì)查照間隔進(jìn)行關(guān)注，主要是為了防止由于查照間隔的不合理，引發(fā)輪對(duì)過岔道時(shí)對(duì)心軌、護(hù)軌造成沖擊，可有效減輕心軌掉塊、護(hù)軌發(fā)生側(cè)磨等；最后，實(shí)時(shí)關(guān)注尖軌處滑床臺(tái)是否有雜物，需涂油與否，可有效防治尖軌不密貼基本軌，尖軌發(fā)生側(cè)拱、上拱等現(xiàn)象。只有有效整治重載鐵路道岔的各種病害，才能更好的保障列車安全運(yùn)行，才能使鐵路運(yùn)輸業(yè)的運(yùn)輸效能得到充分發(fā)揮，為國家創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：張成偉（1971，09-），男，漢族，籍貫：山西省大同市，單位：大同工務(wù)段，職稱：助理工程師。