無縫道岔養(yǎng)護維修方法研究

魏連峰

摘要：鐵路運輸業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位，其中，無縫鐵路線路憑借其技術(shù)優(yōu)勢被廣泛使用。無縫道岔的養(yǎng)護作為無縫線路日常養(yǎng)護的重要工作之一，研究無縫道岔對于保證無縫線路發(fā)展，保證鐵路運輸安全具有重要意義。

Abstract： The railway transportation industry plays an important role in China's national economy. Among them， seamless railway lines are widely used by their technological advantages. The maintenance of seamless turnouts is one of the important tasks in the daily maintenance of seamless lines. It is of great significance to study the seamless track to ensure the development of seamless lines and the safety of railway transportation.

關(guān)鍵詞：無縫道岔；穩(wěn)定性；處理

Key words： seamless turnout；stability；processing

中圖分類號：U213.9 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）28-0222-02

0 引言

無縫線路具有鋼軌接頭少，運行列車平穩(wěn)、舒適等優(yōu)點，因此在我國得到廣泛使用。無縫道岔是跨區(qū)間無縫線路的養(yǎng)護重點，本文通過研究無縫道岔存在的問題及處理，為降低無縫線路的養(yǎng)護成本，提供高效率的養(yǎng)護方法提供理論基礎(chǔ)。

1 無縫線路道岔

無縫線路是把標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌通過焊連而成的長鋼軌線路，由于其施工工藝特點，無縫線路具有鋼軌接頭少的特點。目前，在我國主要采取的溫度應(yīng)力式無縫線路，其特點為在溫度變化的情況下，其兩端長度各不足100m的范圍內(nèi)少有伸縮外，其中間部分全然不能伸縮，因而在鋼軌內(nèi)夏季產(chǎn)生溫度壓力，冬季產(chǎn)生溫度拉力。無縫道岔作為跨區(qū)間無縫鐵路重要部分，對于無縫線路的穩(wěn)定、安全運行具有重要意義，因此，對于無縫道岔的養(yǎng)護尤為重要。

2 無縫道岔養(yǎng)護的國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國外學(xué)者對于無縫道岔養(yǎng)護的研究，由上個世紀(jì)80年代至今，已經(jīng)具有三十余年的歷史。至今對于無縫道岔的養(yǎng)護已經(jīng)具有無縫道岔限位器傳力部件、心軌跟端固定結(jié)構(gòu)等現(xiàn)金的技術(shù)，已經(jīng)形成了解決無縫道岔存在的問題的先進維修技術(shù)體系。目前，國內(nèi)專家學(xué)者對于無縫道岔的研究，多是基于無縫道岔的維修經(jīng)驗，分析病害產(chǎn)生的原因，并提出相關(guān)的處理方法，達到提高道岔的平順性的目的。

3 無縫道岔的檢測方法

目前，關(guān)于無縫道岔的檢測方法，傳統(tǒng)的檢測方法為無縫線路溫度應(yīng)力及附加力的檢測，并非是實時、快速測試，難以滿足我國現(xiàn)階段無縫道岔的檢測要求。而光纖光柵傳感檢測技術(shù)利用光纖中存在的光敏性制成的，其原理是利用光纖中激光通過摻雜光纖時，光強空間分布發(fā)生變化時，光纖的折射率也會發(fā)生相應(yīng)的變化。由于纖芯內(nèi)會產(chǎn)生一個窄帶的反射鏡或濾波器，信號進入光纖后，通過反射就會形成有特殊相位的光柵。其具有傳輸信號的損耗較小，具有大范圍的反射帶寬，可以避免環(huán)境因素的干擾和影響。光纖光柵傳感檢測技術(shù)在進行無縫道岔檢測過程中，主要采取以下方法：

3.1 溫度參數(shù)的測量

采用光纖光柵溫度傳感器進行溫度參數(shù)的測量，將鋼軌的溫度傳感器粘貼于鋼軌軌腰位置，無縫線路的溫度傳感器埋設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，測量氣溫的溫度傳感器暴露于空氣中。

3.2 鋼軌應(yīng)力及位移的測量

采用光纖光柵應(yīng)力傳感器進行鋼軌應(yīng)力及位移的測量，鋼軌應(yīng)力傳感器固定于鋼軌軌腰位置，基本軌位移測量以無縫線路的軌道為固定點、指針指向鋼軌。

4 無縫道岔的受力穩(wěn)定性存在的問題

目前，我國高速鐵路中，跨區(qū)間無縫高速鐵路線路基本全部采用的都是無縫道岔。無縫道岔的受力主要可以分為：溫度影響下的受力與位移、制動力和偶然荷載下的受力與位移，其中溫度力是無縫道岔的主要控制荷載。無縫道岔區(qū)間的線路發(fā)生橫向位移，會導(dǎo)致線路運行不平順，危及列車運行安全性。

4.1 無縫道岔設(shè)于橋梁產(chǎn)生受力變形

隨著我國無縫鐵路建設(shè)的發(fā)展，無縫道岔不可避免的出現(xiàn)在橋梁之上，因此，對于橋上無縫道岔研究己經(jīng)引起各方面的重視。通過對于所建立無縫鐵路橋上無縫道岔靜力學(xué)有限元模型計算，其主要的影響因素為：溫度荷載、列車撓曲荷載、列車制動荷載下基本軌、道岔鋼軌等，其中溫度荷載是無縫道岔受力的主要荷載。溫度荷載對無縫線路軌道、橋梁受力及變形影響較大，而列車制動荷載對無縫線路軌道、橋梁受力及變形影響較小。因此，對于無縫道岔設(shè)于橋梁產(chǎn)生受力變形的問題，主要是降低溫度荷載對于無縫線路及無縫道岔的不利影響。

4.2 無縫道岔區(qū)軌溫變化的影響

當(dāng)無縫道岔的軌溫發(fā)生變化時，岔區(qū)內(nèi)部的鋼軌會在溫度荷載的作用下伸縮，并且通過無縫道岔內(nèi)的聯(lián)接部件如：扣件、岔枕、轍跟結(jié)構(gòu)等對基本軌附加溫度附加力，這會在后文中進行了相關(guān)的闡述。無縫線路及道岔鋼軌產(chǎn)生的附加溫度力是影響其受力的主要荷載，溫度附加力會導(dǎo)致鋼軌產(chǎn)生損壞，降低其平順性，甚至威脅列車運行的安全。

目前，在我國無縫鐵路的養(yǎng)護中，對于無縫道岔軌溫的管理，大多數(shù)是采取單組道岔進行管理。但是，這種管理方法相對比較滯后，忽略了無縫道岔間鋼軌的鎖定軌溫，會造成這些鋼軌的鎖定軌溫失控，這會造成無縫線路列車運行的安全。

5 無縫道岔處理方法

5.1 提高無縫道岔受力穩(wěn)定性

①無縫線路的基本軌承受的溫度附加力的最大值發(fā)生在尖軌跟端限位器處，溫度附加力最大可達無縫線路固定區(qū)溫度力的40%，基本軌承受的溫度附加力是比較大。因此，在基本軌的設(shè)計過程中采取有效措施降低溫度附加力對于無縫道岔的影響。

②降低無縫道岔的扣件阻力，選擇合適的扣件阻力參數(shù)對無縫道岔的受力與穩(wěn)定性有顯著影響，因此要注意選擇減小限位器剪力，加大扣件阻力，這有利于無縫道岔的受力穩(wěn)定性。

③限位器間隙的設(shè)計，嚴格控制限位器間隙，可達到控制尖軌伸縮位移量的目的，但如果限位器間隙若限制得過于嚴格，將導(dǎo)致限位器的剪力增大。因此，再設(shè)計過程中，在尖軌伸縮位移正常范圍內(nèi)，可加大限位器的間隙。

④對于無縫道岔軌枕的抗彎強度研究發(fā)現(xiàn)，降低軌枕的抗彎剛度，基本軌溫度附加力最大值、限位器承受的剪力、基本軌的相對位移略有增加，而基本軌最大位移和可動心軌尖端與翼軌相對位移略有減小。因此，在設(shè)計過程中，可以采用抗彎剛度較大的混凝土岔枕，有利于無縫道岔的受力穩(wěn)定性。

5.2 無縫道岔設(shè)于橋梁產(chǎn)生受力變形的處理方法

對連續(xù)梁橋支座位置的設(shè)計，將無縫道岔的固定支座位于連續(xù)梁橋的跨中位置，采取這種設(shè)計方式，無縫道岔受力不易給橋墩受力帶來危險，道岔區(qū)固結(jié)機構(gòu)、道岔限位器及間隔鐵受力較小，心軌、尖軌尖端處板軌相對位移也較小。因此，在設(shè)計過程中，應(yīng)盡可能地將連續(xù)梁橋的固定支座置于跨中。根據(jù)計算研究發(fā)現(xiàn)，摩擦板長度對無縫鐵路直基本軌縱向力、縱向位移，道岔尖軌位移，道床板受力和位移，道岔傳力部件及固結(jié)機構(gòu)受力的影響很?。坏珜Χ张_和端刺受力影響相對較大，摩擦板越長，對墩臺和端刺受力越有利。因此摩擦板長度的確定，需綜合考慮各方面因素，進行選擇。

5.3 無縫道岔區(qū)軌溫變化病害的處理

鋼軌溫度附加力的在尖軌的限位器處，可以通過避免限位器誤差的影響，在運行過程中還應(yīng)該加強無縫鐵路的限位器前區(qū)段的養(yǎng)護檢查。嚴格按設(shè)計鎖定軌溫焊接無縫道岔，以保證無縫道岔的最大軌溫變化幅度在設(shè)計的允許范圍內(nèi)。改進道岔內(nèi)接頭焊聯(lián)方式，通過只焊接道岔內(nèi)直股接頭，而曲股接頭全不焊接等方式，可以有效降低溫度附加力的產(chǎn)生，擴大軌溫作業(yè)范圍。

5.4 加強無縫道岔的養(yǎng)護工作

無縫道岔的養(yǎng)護對于無縫線路的穩(wěn)定運行具有重要的積極作用，因此，對于無縫道岔的養(yǎng)護應(yīng)該采取科學(xué)有效的方法，主要有以下幾個方面：

①無縫道岔養(yǎng)護工作，要遵循無縫道岔養(yǎng)護的相關(guān)規(guī)范，執(zhí)行“兩清、三測、四不超”等有關(guān)制度，嚴禁野蠻養(yǎng)護的方式方法。按照相關(guān)的施工規(guī)范，有周期的進行鋼軌打磨平順、整治彎軌等維修養(yǎng)護工作，達到提高岔區(qū)軌道平順性的目的，延長列車的運行壽命。

②無縫道岔區(qū)的養(yǎng)護過程中，在實際鎖定軌溫±5℃范圍內(nèi)，進行養(yǎng)護維護的相關(guān)工作，采取相關(guān)的工作能夠有效的避免無縫道岔前后鋼軌鎖定溫差的導(dǎo)致的溫度荷載的危害。

③無縫道岔的養(yǎng)護維修周期應(yīng)該按照相關(guān)的規(guī)定執(zhí)行，1～2年進行一次全面的養(yǎng)護工作，維護時間應(yīng)根據(jù)無縫道岔的軌溫和當(dāng)?shù)貧鉁剡M行安排。日常的養(yǎng)護工作中，應(yīng)根據(jù)季節(jié)變化采取不同的養(yǎng)護方式。在夏季高溫作業(yè)，養(yǎng)護重點為無縫道岔方向變化等。在冬季低溫作業(yè)時，養(yǎng)護重點工作為岔區(qū)凍結(jié)接頭的檢查，保證凍結(jié)接頭處于正常工作狀態(tài)。

6 結(jié)束語

隨著無縫鐵路線路在我國的廣泛使用，對于無縫道岔的養(yǎng)護已經(jīng)成為無縫線路日常養(yǎng)護的重要工作之一，研究無縫道岔對于保證無縫線路發(fā)展，保證鐵路運輸安全具有重要意義。

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