淺析城市軌道交通道岔尖軌不密貼病害原因與整治

王馳

摘要：道岔作為線路軌道設(shè)備的重要組成部分，是地鐵運(yùn)輸生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。本文將以上海地鐵7號(hào)線為例，對(duì)道岔尖軌不密貼病害形成原因進(jìn)行分析，并對(duì)整治措施加以闡述。

【關(guān)鍵詞】上海地鐵7號(hào)線 道岔尖軌 不密貼病害 產(chǎn)生原因 整治措施

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各個(gè)城市軌道交通得到了顯著的發(fā)展，具有能耗逐漸降低、污染減少、安全性高、運(yùn)能大等優(yōu)點(diǎn)，受到了大多數(shù)人們的認(rèn)可和歡迎，成為最重要的交通出行工具之一。

城市軌道交通運(yùn)輸是以軌道為載體實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的，道岔設(shè)備則是軌道當(dāng)中最為薄弱和重要的部分，由于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)技術(shù)的要求嚴(yán)格，養(yǎng)護(hù)成本高等，很容易在構(gòu)造和養(yǎng)護(hù)中受到操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊懀瑢?duì)道岔設(shè)備的壽命產(chǎn)生極大的不利影響。其中，道岔尖軌與基本軌不密貼問題成為主要問題，將導(dǎo)致列車進(jìn)入道岔時(shí)輪對(duì)卡在縫隙中形成擠岔，對(duì)行車構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)于此種問題的防治的關(guān)注度正在逐漸提升。

1.道岔概況

所謂的道岔主要是機(jī)車車輛由其中一股道向另一股道轉(zhuǎn)入時(shí)，所應(yīng)用到的線路設(shè)備，屬于線路軌道設(shè)備中的主要部分。在地鐵的運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的生產(chǎn)中，也同樣作為重要內(nèi)容，對(duì)行車安全之間聯(lián)系十分密切。

上海地鐵7號(hào)線正線道岔采用60kg/m鋼軌、9號(hào)道岔，此種類型的道岔使用半切線型60AT彈性可彎曲線尖軌，以100km/h的速度通過直向道岔、以35km/h的速度通過側(cè)向，前道岔長(zhǎng)度為9343mm、后道岔長(zhǎng)度為15730mm，直曲尖軌長(zhǎng)為10680mm左右。

本文主要對(duì)道岔尖軌不密貼問題進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析了該問題產(chǎn)生的原因，并且提出合理性的整治措施。

2. 產(chǎn)生道岔尖軌不密貼的原因

本文以上海地鐵7號(hào)線的道岔設(shè)備為例，采用對(duì)7號(hào)線實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的方式，對(duì)近幾年道岔設(shè)備的相關(guān)資料進(jìn)行收集和整理，與維護(hù)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，獲取現(xiàn)場(chǎng)道岔的運(yùn)行情況，挖掘不密貼問題產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)主要原因?yàn)椋杭廛売矎?、尖軌?cè)磨、尖軌動(dòng)程不足、框架尺寸不良、頂鐵尺寸不合適、尖軌竄動(dòng)爬行、滑床板不良、鋼軌肥邊等。

2.1 尖軌硬彎

主要表現(xiàn)為：尖軌或基本軌本身產(chǎn)生硬彎，導(dǎo)致尖軌豎切與基本軌之間無法緊密貼合；產(chǎn)生原因?yàn)椋和ǔＧ闆r下，尖軌應(yīng)呈現(xiàn)出順直狀態(tài)，但隨著投入使用時(shí)間的不斷增加，養(yǎng)護(hù)方式不科學(xué)，加之氣溫變化等因素，導(dǎo)致尖軌內(nèi)出現(xiàn)凹凸不平等硬彎變形問題；另外，尖軌由生產(chǎn)廠家向施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)倪^程中，也可能由于受到人為操作不當(dāng)?shù)韧饬τ绊?，?dǎo)致尖軌產(chǎn)生硬彎。

2.2 尖軌側(cè)磨

對(duì)于大部分尖軌來說，其表面都在不同程度上存在波磨問題，主要表現(xiàn)為：通常在首根拉桿處以鋸齒狀的形式剝落掉塊，長(zhǎng)度為70-250mm范圍內(nèi)，深度為3-7mm范圍內(nèi)，在掉塊的過程中，還會(huì)產(chǎn)生部分細(xì)裂紋，裂紋的長(zhǎng)度與深度都十分明顯，如若不及時(shí)進(jìn)行打磨或者替換，將會(huì)加深尖軌側(cè)磨的程度，甚至?xí)诩廛壈鈩?dòng)過程中，由于掉塊脫落卡在尖軌和基本軌之間，使道岔的正常鎖閉產(chǎn)生較大影響。

2.3 尖軌動(dòng)程不足

對(duì)于道岔兩側(cè)的動(dòng)程來說，最佳狀態(tài)便是兩側(cè)相同，通常使動(dòng)程處于150-154mm的范圍內(nèi)，并且越大對(duì)尖軌與豎切點(diǎn)之間的密貼的積極作用越強(qiáng)；在一般情況下，尖軌與豎切部分應(yīng)與基本軌之間相互密貼，如若動(dòng)程較大，則保障第三豎切點(diǎn)與基本軌秘貼，尖軌、尖軌尖至第三豎切點(diǎn)兩個(gè)部分不密貼；如若動(dòng)程較小，則保障尖軌尖密貼、尖軌尖至第三豎切點(diǎn)、頂鐵兩個(gè)部分不密貼。

2.4 框架尺寸不良

對(duì)于尖軌是否存在側(cè)彎現(xiàn)象的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)便是框架尺寸；在全部幾何尺寸均相符的情況下，如若尖軌的框架較大，則會(huì)導(dǎo)致尖軌尖至豎切點(diǎn)部分不密貼；若尖軌沒有達(dá)到大框架尺寸要求，則尖軌尖至豎切點(diǎn)部分與頂鐵不密貼；如若基本框架沒有滿足標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)受到尖軌基本軌橫移等因素影響，導(dǎo)致軌道框架距離逐漸增加，致使直尖軌豎切部分?jǐn)U大，產(chǎn)生離縫問題。

2.5 頂鐵尺寸不合適

頂鐵處于基本軌與尖軌之間，頂鐵長(zhǎng)度不適當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致車輪擠彎尖軌，尖軌的豎切部分難以與基本軌之間進(jìn)行密貼。同時(shí)，在日常養(yǎng)護(hù)維修中，對(duì)于頂鐵不靠問題，通常采用加墊的方式處理，這種錯(cuò)誤方式更加致使頂鐵吃硬，發(fā)生尖軌不密貼問題幾率大幅增加，特別是當(dāng)頂鐵超過3根時(shí)，由于中間頂鐵吃硬，加之其他頂鐵與尖軌之間的縫隙大于3mm，或者中間頂鐵與尖軌之間的縫隙大于3mm，在頂鐵吃硬的情況下，由于長(zhǎng)時(shí)間使用受到車輪撞擊影響，很容易導(dǎo)致尖軌不密貼問題產(chǎn)生。

2.6 尖軌竄動(dòng)爬行

由于受到尖軌竄動(dòng)爬行因素影響，致使尖軌與基本軌之間刨切部分錯(cuò)位，形成較大的縫隙，出現(xiàn)不密貼問題；主要原因?yàn)椋阂环矫婕廛壟c基本軌之間沿著相反的方向爬行，質(zhì)量較好的道岔，活接頭縫隙通常為4-5mm，框架為長(zhǎng)方形，與尖軌的連接處垂直，但隨著尖軌的不斷爬行，導(dǎo)致活接頭處的縫隙逐漸增加，雙頭螺栓與螺栓孔壁的縫隙減小，在轉(zhuǎn)轍角范圍內(nèi)，尖軌的擺動(dòng)受到約束。主要表現(xiàn)為：尖軌尖端的密貼較強(qiáng)，但是豎切部分與基本軌之間產(chǎn)生較大縫隙，雙接頭螺栓出現(xiàn)螺紋磨損，導(dǎo)致彎曲或者折斷。另一方面，二者以相同的方向爬行，框架為平行四邊形，尖軌接頭鐵與連桿相互扭勁，使尖軌偏離，主要表現(xiàn)為：尖端出現(xiàn)較大縫隙，豎切不密貼，并且存在尖軌拱腰問題。

2.7 滑床板不良

如若混凝土枕整體道床的彈性較差、剛度較大，當(dāng)列車頻繁經(jīng)過時(shí)，由于受到滑床板的沖擊影響，需要在滑床板與混凝土支撐塊之間鋪設(shè)橡膠墊板來減緩沖擊力，但是由于受到彈性影響，導(dǎo)致滑床板吸收了較大的沖擊力；在本文研究的7號(hào)線道岔中，其適應(yīng)的滑床板材質(zhì)為Q235，此類材質(zhì)的強(qiáng)度較差，用于減緩緩沖來說作用不是十分明顯。同時(shí)，如若滑床板存在凹凸不平、臟污、彎曲等問題，則會(huì)在混凝土澆筑時(shí)，產(chǎn)生滑床板外高內(nèi)低現(xiàn)象，對(duì)尖軌擺動(dòng)產(chǎn)生較大阻礙，對(duì)尖軌的正常工作產(chǎn)生較大影響。主要表現(xiàn)為：豎切部分不密貼、產(chǎn)生較大的縫隙，導(dǎo)致道岔滑床板脫焊、斷裂等問題產(chǎn)生，甚至導(dǎo)致碎石道床滑床板出現(xiàn)斷裂或脫焊故障。

2.8 鋼軌肥邊

由于車輪的碾壓，鋼軌磨耗，幾何框架尺寸不標(biāo)準(zhǔn)，平順度較差等原因，導(dǎo)致基本軌工作邊及尖軌非工作邊產(chǎn)生冗余，致使尖軌與基本軌不密貼問題發(fā)生；有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生假密貼，主要表現(xiàn)為：尖軌尖端縫隙變大，產(chǎn)生尖軌軋傷或揭蓋現(xiàn)象。

3.尖軌不密貼的預(yù)防與調(diào)查

3.1 尖軌不密貼的預(yù)防

尖軌不密貼不但會(huì)對(duì)工作質(zhì)量和效率產(chǎn)生較大影響，也會(huì)使尖軌更換頻率降低，特別是在搶修等緊急情況下，更應(yīng)制定出有效的預(yù)防措施，將尖軌從運(yùn)輸、裝卸，到存放均由相關(guān)人員負(fù)責(zé)、操作，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定中的內(nèi)容來執(zhí)行。

3.2 產(chǎn)生尖軌不密貼原因的調(diào)查

調(diào)查項(xiàng)目包括：測(cè)量尖軌尖端處與基本軌的間隙，觀察尖軌尖端處至第一牽引點(diǎn)前尖軌與基本軌的間隙，可以在觀察偏大處進(jìn)行檢查，其余部位也可進(jìn)行抽查，測(cè)量尖軌刨切點(diǎn)與基本軌的間隙，測(cè)量尖軌與曲基本軌間頂鐵的間隙，測(cè)量尖軌工作邊直線度或圓順度，曲股基本軌的彎折點(diǎn)位置及尺寸，動(dòng)程、開程，轉(zhuǎn)轍部分高低、滑床板受力是否均衡，直股大方向，大、小框架尺寸，尖軌中及尖軌跟槽寬，拉桿及各連接桿尺寸，頂鐵尺寸，尖軌及基本軌工作邊肥邊；同時(shí)，應(yīng)請(qǐng)求電務(wù)部門配合調(diào)查密貼桿及尖端桿的尺寸。

4.整治措施

經(jīng)過上述調(diào)查研究，對(duì)尖軌不密貼的形成因素進(jìn)行全面分析，并且有針對(duì)性的制定出整治方案，派遣專人進(jìn)行組織管理，主要的整治內(nèi)容有以下幾個(gè)方面。

4.1 尖軌硬彎

將兩側(cè)的尖軌拆卸開來，使其以自然狀態(tài)呈現(xiàn)，對(duì)其直順程度進(jìn)行檢驗(yàn)，如若發(fā)現(xiàn)其存在硬彎現(xiàn)象，則需要立即進(jìn)行矯正或者替換。在矯正的過程中，需要在25℃以上的溫度下進(jìn)行，可以采用矯正法對(duì)道岔軌向進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于硬彎鋼軌來說，需要進(jìn)行直軌和細(xì)改；對(duì)基本軌彎來說，可采用普通方式進(jìn)行校正。在彎軌過程中，應(yīng)考慮到鋼軌狀態(tài)，由于鋼軌屬于彈性材料，在彎折后較短的時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生微小的回彈，因此可以多次反復(fù)的進(jìn)行矯正，逐步到位，避免彎折過度，對(duì)尖軌產(chǎn)生損害。

4.2 尖軌側(cè)磨

道岔尖軌的使用次數(shù)較多，側(cè)磨問題也是十分普遍，可采用以下措施進(jìn)行解決：適當(dāng)增加涂油次數(shù)，對(duì)框架尺寸以及軌道距離進(jìn)行變化進(jìn)行調(diào)整，減少轉(zhuǎn)折部位凹凸不平等問題，對(duì)方向進(jìn)行調(diào)整后，使直股大方向直順；對(duì)尖軌進(jìn)行打磨處理，避免由于尖軌剝落掉塊對(duì)道岔扳動(dòng)產(chǎn)生不良影響。

4.3 尖軌動(dòng)程不足

對(duì)于尖軌動(dòng)程問題，可以對(duì)開程尺寸和尖軌與端輪緣槽寬度等進(jìn)行調(diào)整，保證其能夠與規(guī)定的要求相符合。同時(shí)，拉桿機(jī)上的螺母進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使尖軌之間的距離能夠保持在合理的范圍。

4.4 框架尺寸不良

改正各部大框架尺寸及軌距變化率，組裝、連接尖軌，調(diào)整各部小框架尺寸，尖軌中和尖軌跟槽寬。

4.5 頂鐵尺寸不合適

對(duì)頂鐵進(jìn)行整治，通常情況下，為了提升尖軌的運(yùn)行效率，應(yīng)將頂鐵與尖軌之間的距離保持在1mm左右。對(duì)于頂鐵長(zhǎng)度過短問題，利用加設(shè)頂鐵調(diào)整片的形式進(jìn)行調(diào)整，禁止為縮小縫隙而大量的增加墊片，導(dǎo)致頂鐵過硬使尖軌發(fā)生變形。對(duì)于頂鐵長(zhǎng)度過長(zhǎng)問題，可以將頂鐵拆卸下來，利用打磨機(jī)對(duì)其頭部進(jìn)行打磨，打磨時(shí)應(yīng)避免打磨過量。

4.6 尖軌竄動(dòng)爬行

調(diào)整尖軌與導(dǎo)曲軌間軌縫，將尖軌上的拉桿以及尖軌跟的夾板全部拆下，使尖軌處于自由狀態(tài)，用撬棍移動(dòng)尖軌，使其恢復(fù)到設(shè)計(jì)位置，尖軌到位后，仍需對(duì)其密貼性進(jìn)行復(fù)查，確保設(shè)備狀態(tài)良好。

4.7 滑床板不良

將既有道岔滑床板逐步更換為高強(qiáng)度鋼質(zhì)型及滑床板下膠墊更換為高強(qiáng)度墊板，提高其彈性，增加滑床板和支撐塊之間的緩沖。更換斷裂、磨損嚴(yán)重的滑床板，清除滑床板上臟污并定期清洗對(duì)滑床板進(jìn)行涂油。

4.8 鋼軌肥邊

使用平口剁子沿鋼軌下顎緩慢切除肥邊，注意不可擦傷軌面；調(diào)換非標(biāo)拉桿、連接桿、尖軌跟端夾板，同時(shí)，應(yīng)對(duì)尖軌、基本軌肥邊進(jìn)行打磨，肥邊不大于1mm，使尖軌與基本軌能自然密貼。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著地鐵運(yùn)營(yíng)的飛速發(fā)展，解決軌道病害問題顯得十分重要，一方面我們必須以科學(xué)的理論為依據(jù)指導(dǎo)，用先進(jìn)的檢查手段查找尖軌不密貼的原因，另一方面我們通過不斷實(shí)踐總結(jié)提高維修作業(yè)質(zhì)量來消除對(duì)尖軌造成不密貼，從而為城市軌道交通安全平穩(wěn)運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展鑒定夯實(shí)的基礎(chǔ)。

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