鋼軌接頭病害的分析與整治

高佐華

摘 要：雞西工務(wù)段地處高寒地區(qū)，管內(nèi)線橋設(shè)備陳舊老化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，管轄的783km正線，而密山車間地處林密線168-171km、密東線0-80km，多年未進(jìn)行換軌大修，線路為超大修期，軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大不足。隨著運(yùn)量的不斷加大，列車速度的不斷提高，鋼軌接頭病害多發(fā)，輕者將影響正常行車秩序，重者將導(dǎo)致機(jī)車脫軌造成車毀人亡。因此分析接頭病害，制定相應(yīng)整治措施，延長使用壽命，提高設(shè)備質(zhì)量，對確保行車安全有著重要意義。

關(guān)鍵詞：鋼軌 接頭病害 分析 整治

一、鋼軌接頭病害分類

鋼軌接頭是線路的薄弱環(huán)節(jié)，混凝土軌枕線路更為嚴(yán)重。機(jī)車車輛的輪對通過接頭時(shí)，因其不平順而產(chǎn)生劇烈振動，加速線路狀態(tài)的變化，以致形成接頭病害。影響鐵路運(yùn)營。

按接頭軌面狀態(tài)分：低扣接頭、磨耗不均勻接頭、錯(cuò)牙接頭、金屬剝離接頭、大軌縫。

按接頭道床狀態(tài)分：翻漿接頭、翻白接頭、溜塌接頭、硬結(jié)接頭。

按接頭的結(jié)構(gòu)狀態(tài)分：接頭夾板下彎、上緣磨蝕、夾板螺栓的螺帽扭矩不足；扣件螺帽扭矩不足、扣板或軌距擋板不密貼、扣件失效等。

具體還可分為淬火鋼軌端部的馬鞍型磨耗。磨耗深度一般為2.5mm～6mm，長度一般為200～300mm，在鋪設(shè)混凝土軌枕地段比較明顯，而且發(fā)展也較快。

低接頭。這種病害一般發(fā)生在搗固不良地段，尤以曲線下股比較多見。

鋼軌破損。主要是淬火區(qū)軌頂面剝落、掉塊和螺栓孔裂紋。這種病害多數(shù)發(fā)生在淬火分界處和軌端，以曲線上股多見。

夾板彎曲或折斷。主要是頂部中央出現(xiàn)的細(xì)小裂紋，以后逐漸擴(kuò)大。

混凝土軌枕損壞破裂，主要發(fā)生在軌下斷面。

道床板結(jié)、溜坍沉陷、翻漿冒泥。前者主要發(fā)生在鋪設(shè)混凝土軌枕并有馬鞍形磨耗的地段。

二、鋼軌接頭病害產(chǎn)生的原因分析

鋼軌接頭病害的發(fā)生，最根本的原因在于軌道接頭存在結(jié)構(gòu)上的不平順，這就導(dǎo)致輪軌之間產(chǎn)生較大的附加動力作用。過大的附加動力作用又促使不平順的發(fā)展和附加動力的增長，同時(shí)也就促進(jìn)了接頭病害的發(fā)展，可見，鋼軌接頭病害的發(fā)生與發(fā)展是互為因果的。另外，由于養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)也會促使接頭病害產(chǎn)生和發(fā)展。

1.結(jié)構(gòu)不平順。鋼軌接頭在結(jié)構(gòu)上的不平順，指的是接頭軌縫；車輪壓在鋼軌的輸出軌端時(shí)，鄰接鋼軌的接受端有抬高趨勢，形成臺階；荷載下鋼軌接頭處的撓曲不是連續(xù)曲線，而是折線。當(dāng)折角、軌縫、臺階三個(gè)因素同時(shí)出現(xiàn)，都將產(chǎn)生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動力。

2.附加不平順。附加不平順是在運(yùn)營過程中形成的，以下幾種情況都可能引起附加不平順，如：結(jié)構(gòu)薄弱、軌面不均勻磨耗、彈性不足

3.動態(tài)不平順。動態(tài)不平順一般有兩種情況：一種是軌道彈性不均和荷載波動，輪軌接觸點(diǎn)軌跡呈波浪形不平順；另一種是線路存在暗坑吊板和道床不均勻的彈性下沉。這兩種不平順只有在動態(tài)情況下才能表現(xiàn)出來。線路的動態(tài)不平順增大了列車運(yùn)行中的沖擊和振動。有的養(yǎng)護(hù)單位使用厚度不等、彈性不均的軌下墊板以及線路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不良，都加劇了軌道動態(tài)不平順。

三、鋼軌接頭病害的整治方法

1.整治低接頭。對輕微的低接頭，應(yīng)根據(jù)低塌程度，進(jìn)行整治。

（1）墊板整治。在炎熱天氣，分別在接頭處的4～6根軌枕上，墊上3mm木（竹）墊板，經(jīng)過七天左右小腰墊板壓實(shí)后，把3mm墊板換位5mm的墊板，如此連續(xù)墊到8mm時(shí)，最后撤除墊板，在接頭處的8根軌枕范圍內(nèi)進(jìn)行清篩起道。接頭起高10～12mm，再以兩端小腰向接頭加強(qiáng)搗固，做好順撬。

（2）夾板整治。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)80%的接頭夾板存在1～2mm下彎。所以，可采用上彎夾板的方法整治輕微低接頭。為了不改變夾板的金屬組織，不出現(xiàn)細(xì)微的裂紋，上彎夾板的上彎量不得大于2 mm。

2.整平接頭軌面。接頭軌端出現(xiàn)不均勻磨耗、掉塊、擦傷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行軌面整修，其方法有焊修和磨修兩種：

（1）焊修。當(dāng)鋼軌端部軌面出現(xiàn)馬鞍型磨耗達(dá)到1.5～2.0mm和其他缺陷時(shí)，可采用焊補(bǔ)，使他恢復(fù)原有的截面形狀，保持軌面良好。在焊補(bǔ)前要整修好鋼軌接頭，然后，用鋼絲刷仔細(xì)清除軌面上泥土和油漬，軌面上磨耗處的飛邊應(yīng)剁去，保證焊補(bǔ)質(zhì)量不受損壞。焊補(bǔ)后用1m直尺，檢查焊補(bǔ)部分高低不得超過0.3mm。并用砂輪打磨后，使軌面做到平整、光滑、均勻。

（2）磨修。鋼軌馬鞍型磨耗超過1mm時(shí)進(jìn)行打磨，是消滅接頭早期不平順的好方法。目前，采用“磨焊”結(jié)合的方法，改變軌道上存在的接頭病害，收到較好的效果。打磨時(shí)應(yīng)以高聳部分向兩端延伸，直至磨到要求深度使用碗型砂輪研磨時(shí)，先研磨中部到要求深度，再向兩端側(cè)研磨，最后整修圓弧。使用平型砂輪研磨時(shí)可以一側(cè)向另一側(cè)來回進(jìn)行研磨。研磨后軌面高差相當(dāng)于小腰部位的鋼軌高度，并無凸凹不平。用1m直尺檢查達(dá)到平整、光滑、均勻。

3.接頭綜合整治。鋼軌接頭病害原因很復(fù)雜，而且是相互聯(lián)系、互相影響的，任何一個(gè)單項(xiàng)措施都不可能取得好效果。因此應(yīng)根據(jù)接頭的構(gòu)造弱點(diǎn)，以提高接頭的整體性和平順性入手，采取預(yù)防和整治相結(jié)合來消除接頭病害。

4.道床的整治。對于低接頭處所的5～7孔范圍內(nèi)的道床首先進(jìn)行全面的清篩處理。清篩前應(yīng)準(zhǔn)備一定量的優(yōu)質(zhì)道砟，對原來的磨圓道砟進(jìn)行更換。枕下清砟厚度最好保持300mm以上，并做好排水坡，以防止接頭處所的翻漿冒泥，消除接頭處所的線路板結(jié)。

5.軌枕及配件的整治。對接頭處所的10根軌枕進(jìn)行方正處理，適當(dāng)縮小接頭空擋枕間距至500mm，相鄰枕間距分別為550mm、600mm、650mm、650mm。這點(diǎn)雖然有點(diǎn)違背有關(guān)規(guī)定，但對于低接頭的整治效果十分明顯。察看枕木底部是否有掉塊現(xiàn)象，如果有必須進(jìn)行更換新枕，否則接頭處所會因軌枕支撐面不足而產(chǎn)生空吊板現(xiàn)象，同時(shí)平時(shí)的搗固也起不到應(yīng)有的作用，不能提高整體的穩(wěn)定性。

6.搗墊結(jié)合的整治。如果由于某些條件限制，清篩和換枕都無法完成的情況下，就需要采取搗墊結(jié)合的整治方法。對墊板較厚的接頭，撤除接頭處4根軌枕上的大膠墊，更換為2mm的調(diào)高墊片，然后反復(fù)的進(jìn)行搗固，不斷的加強(qiáng)道床的強(qiáng)度，消除下沉和空吊板。

7.夾板的整治。目前所用的普通夾板經(jīng)過一段時(shí)間后，基本上都形成了一定的硬傷。一種做法就是互換里外口夾板，目的是消除或減少接頭駛?cè)攵撕婉偝龆说能壝娌黄巾槨?/p>

8.軌端的處理。軌端的處理包括打磨、勻縫，鋼軌有硬彎的可以進(jìn)行彎軌。用1 m直尺檢查，要求達(dá)到平整、均勻。馬鞍形打磨可以保證軌面的平順。其次是對軌端和軌頭內(nèi)側(cè)肥邊的打磨，及時(shí)消滅軌頭高低、左右錯(cuò)牙，軌面及軌距線內(nèi)側(cè)錯(cuò)牙不得超過0.2 mm，可采用液壓直軌器矯直接頭小硬彎，上緊接頭螺栓，達(dá)到規(guī)定扭力矩，保持接頭堅(jiān)固，也保證接頭處的方向和軌距良好。

四、建議

1.對于既有線上已經(jīng)狀態(tài)嚴(yán)重不良的低接頭，可以采取移除接頭的方法進(jìn)行整治。即在接頭處插入12.5m～16m的短軌，且對新增加的接頭進(jìn)行焊接，這樣在一定程度上能緩解列車的部分沖擊力。

2.制作彈性軌枕，即在鋼軌底部的軌底槽上刨切一定的深度，安裝高強(qiáng)橡膠彈性底座，鋼軌直接置于彈性底座上。在一定程度上能緩沖列車的沖擊力，不至于接頭受損。

對于既有低接頭的整治主要堅(jiān)持搗固為主，墊片為輔，經(jīng)常打磨的原則。平時(shí)應(yīng)該特別注意接頭處所的幾何尺寸保持良好的狀態(tài)。在如今高速、重載、客貨混跑的新形勢下，必須樹立科學(xué)養(yǎng)護(hù)維修的理念，不斷的探索，不斷的試驗(yàn)，才能保證行車安全及旅客的舒適性。

五、結(jié)論

以上是我在雞西工務(wù)段密山線路車間結(jié)合現(xiàn)場作業(yè)對鋼軌接頭病害的整治中總結(jié)積累的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和做法，有不夠細(xì)致，不夠全面、不足之處還請多指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國鐵道部。鐵路線路修理規(guī)則。北京。中國鐵道出版社。2006年2月。北京。