關(guān)于WJ-2型扣件扣壓固定方式的技術(shù)改造

紀(jì)永

摘 要：WJ-2型扣件是一種將鋼軌固定在軌枕上的聯(lián)接零件，主要適用于無(wú)砟軌道高架區(qū)間的線路鋪設(shè)。優(yōu)點(diǎn)一因?qū)儆谛∽枇奂?，可以滿足鋼軌、混凝土的熱脹冷縮，不至于應(yīng)力過(guò)大而損壞道床扣件。優(yōu)點(diǎn)二具有較大軌距、水平的調(diào)整量，可以適應(yīng)預(yù)應(yīng)力梁的徐變和橋墩的不均勻沉降，以及滿足減振、降噪、絕緣的要求。該備件雖功能優(yōu)良，但在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)檢修中發(fā)現(xiàn)，線路上陸續(xù)出現(xiàn)扣件松掉、斜掉、滑落等現(xiàn)象。這種掉落的扣件因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷是擰不緊的，一擰螺栓彈條就向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)掉落，根本沒(méi)有扣壓力。為解決隱患，確保線路設(shè)備能夠安全使用，所以對(duì)WJ-2型扣件扣壓固定方式進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)改造。

關(guān)鍵詞：扣件;鋼軌;線路;安全

引言

無(wú)錫地鐵一號(hào)線堰橋站至莊前站U型槽，以及正線與西漳車(chē)輛段的出入段線，這兩部分線路均是高架線路，線路所用的聯(lián)接零件均為WJ-2型扣件;除去車(chē)站和岔區(qū)，各區(qū)間上下行加出入段線，所設(shè)置WJ-2型扣件約5萬(wàn)個(gè)左右。鋼軌是軌道線路的重要組成設(shè)備，它的功能是引導(dǎo)機(jī)車(chē)車(chē)輛輪對(duì)前進(jìn)，承受車(chē)輪的巨大壓力，并傳遞到軌枕上。鋼軌必須為車(chē)輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動(dòng)表面。而作為固定鋼軌，保持鋼軌平順?lè)€(wěn)定的扣件，作用也是至關(guān)重要的。如果因設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致固定鋼軌的扣件松動(dòng)或者失去扣壓力，這必然是對(duì)地鐵的運(yùn)行安全是存在莫大隱患的。

1隱患發(fā)現(xiàn)

在參與無(wú)錫地鐵一號(hào)線高架線路檢修養(yǎng)護(hù)的工作期間，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼軌扣件會(huì)出現(xiàn)松掉、滑掉、歪斜、或者不能保持標(biāo)定的扣壓力，在日常線路巡檢巡道作業(yè)中，對(duì)一些固定里程或特定位置的扣件，需要經(jīng)常查看或臨時(shí)整治。當(dāng)遇極端天氣或特殊季節(jié)時(shí)，整個(gè)線路任意一處扣件都有可能隨時(shí)發(fā)生，彈條松動(dòng)滑動(dòng)扣件失去扣壓力。目前發(fā)現(xiàn)最多一根軌有過(guò)6至7處彈條松滑歪斜。

2隱患分析

WJ-2型扣件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是，有獨(dú)立的鐵墊板，可將鋼軌與混凝土軌枕利用螺栓聯(lián)接起來(lái)，其中錨固螺栓為46號(hào)，彈條T型螺栓為36號(hào)。整個(gè)扣件系統(tǒng)采取一系列的鎖定束縛作用，來(lái)達(dá)到線路穩(wěn)定的要求標(biāo)準(zhǔn)，即通過(guò)擰緊螺栓，使彈條發(fā)生形變，將鋼軌牢牢鎖住?，F(xiàn)針對(duì)線路彈條產(chǎn)生的隱患異常進(jìn)行分析，第一點(diǎn)在擰緊T型螺栓后，彈條會(huì)在豎直方向上產(chǎn)生極大的彈力，當(dāng)扣件系統(tǒng)水平面存在明顯傾斜角度值時(shí)，彈條會(huì)極易發(fā)生橫向滑動(dòng)，且越擰緊越容易滑動(dòng)，即彈條產(chǎn)生橫向滑掉。第二點(diǎn)是當(dāng)冬季或者夏季軌溫異常時(shí)，在無(wú)縫線路的伸縮區(qū)、緩沖區(qū)，會(huì)有比較明顯的鋼軌縱向爬行，當(dāng)鋼軌爬行時(shí)會(huì)帶動(dòng)，扣壓在軌底的彈條內(nèi)部形成了扭力矩，使彈條產(chǎn)生偏向斜滑。

在常規(guī)的扣件設(shè)計(jì)中，都會(huì)有鐵墊板固定彈條的內(nèi)外兩側(cè)擋肩設(shè)計(jì)，即防止螺栓擰緊彈條滑掉或因行車(chē)震動(dòng)中發(fā)生扣件松掉，產(chǎn)生安全隱患。所以本設(shè)備存在的主要隱患是，鐵墊板上缺少內(nèi)側(cè)擋肩，而產(chǎn)生扣件滑掉、歪斜、松掉等不可控隱患。

3隱患解決

3.1為了防止線路上的扣件松掉，其根除隱患的方案有兩種：

3.1.1一是徹底對(duì)原有鐵墊板扣件系統(tǒng)進(jìn)行更換改造施工，其特點(diǎn)施工量較大、工期長(zhǎng)，需要重新采購(gòu)大量的新備件且成本較高，施工過(guò)程費(fèi)工繁冗，且會(huì)影響部門(mén)車(chē)間班組對(duì)線路設(shè)備檢修的年度生產(chǎn)計(jì)劃、季度檢、月檢、周檢等相關(guān)施工生產(chǎn)，嚴(yán)重的會(huì)影響列車(chē)正常運(yùn)營(yíng)。

3.1.2第二種方案是通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新改造，設(shè)計(jì)一種可以固定彈條橫向移動(dòng)的“擋座”或者“擋肩”，使其在螺栓擰緊或列車(chē)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)或鋼軌熱脹冷縮等條件影響下都不會(huì)發(fā)生滑掉、歪斜，確保彈條保持標(biāo)定的扣壓力值。

3.2針對(duì)上述第二種方案，以及結(jié)合WJ-2鐵墊板的原有基本特征及設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)了一款適用于WJ-2型扣件的一個(gè)小配件，針對(duì)WJ-2型扣件容易松掉、不能長(zhǎng)期扣壓鋼軌、保持鋼軌穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)，如下圖所示。

3.3其設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安裝方便、質(zhì)量堅(jiān)固、體型輕盈、經(jīng)久耐用、成本低廉、便于施工維護(hù)等，在線路上安裝使用后可保證扣件的穩(wěn)固不動(dòng)，牢牢地將鋼軌鎖定在道床上，保證行車(chē)更加安全舒適。

3.4根據(jù)無(wú)錫地鐵行車(chē)設(shè)備部現(xiàn)《線路檢修規(guī)程》2021版，第6.5.5章節(jié)對(duì)聯(lián)結(jié)零件的規(guī)定，其中對(duì)WJ-2型扣件T型螺栓螺母的扭矩值要求達(dá)到為75～95N.m。針對(duì)該備件體型不大，但要承受一定的扣壓力，即針對(duì)材質(zhì)方面可選用Q235A型鋼材，使其既能保持強(qiáng)力扣壓，也能使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)固不發(fā)生形變或者撓曲，進(jìn)而保證了設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。Q235A材料的韌性和塑性較好，有一定的伸長(zhǎng)率，具有良好的焊接性能和熱加工性。Q235A型鋼材一般在熱軋狀態(tài)下使用，用其軋制的型鋼、鋼筋、鋼板、鋼管可用于制造各種焊接結(jié)構(gòu)件、橋梁及一些普通的機(jī)器零件，如螺栓、拉桿、鉚釘、套環(huán)和連桿等，所以對(duì)承受螺栓的扭矩壓力不會(huì)造成壓潰、損毀。尤其在國(guó)鐵及軌道交通線路應(yīng)用更為廣泛，例如有砟木枕道床使用的螺紋道釘、扣件T型螺栓、螺母、平墊圈等等。因此用Q235A型鋼材制作該彈條擋肩，完全適用符合技術(shù)規(guī)范。

3.5根據(jù)GB700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)Q235a型鋼材，其含碳量通常在0.14—0.22﹪之間，屈服強(qiáng)度為235兆帕，抗拉強(qiáng)度為375至500兆帕（MPa）。

3.6將設(shè)計(jì)的“彈條擋肩”安置在鐵墊板的原有卡槽處，再裝上螺栓擰緊;由于此備件采用的是原模鑲嵌式原理，扣件系統(tǒng)在前后左右四個(gè)方向上將被牢牢鎖死，而在豎直方向上被螺栓彈條緊緊的上下束縛，所以不會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)、滑掉等現(xiàn)象，從而安全杜絕隱患產(chǎn)生。

4后續(xù)應(yīng)用

通過(guò)對(duì)制備好的成品進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，定期檢驗(yàn)其力學(xué)性能是否達(dá)標(biāo)，檢驗(yàn)其備件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，檢驗(yàn)扣件系統(tǒng)中的彈條是否仍發(fā)生松掉、滑掉等現(xiàn)象。測(cè)試要求主要是針對(duì)頻繁發(fā)生松動(dòng)、失效的線路地段，進(jìn)行加載測(cè)試實(shí)驗(yàn)。在對(duì)比檢測(cè)實(shí)驗(yàn)前后的扣件變化，如實(shí)驗(yàn)達(dá)標(biāo)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、彈條不動(dòng)，則實(shí)驗(yàn)備件彈條擋肩是可以滿足線路普及性應(yīng)用的。即后期針對(duì)無(wú)錫地鐵一號(hào)線，高架區(qū)間無(wú)縫線路的伸縮區(qū)和緩沖區(qū)優(yōu)先使用，尤其是道岔前后區(qū)間線路、及伸縮調(diào)節(jié)器、接頭附近線路優(yōu)先使用，在日常線路周檢時(shí)，如發(fā)現(xiàn)類(lèi)似故障隱患應(yīng)及時(shí)整治，確保地鐵車(chē)輛安全運(yùn)營(yíng)無(wú)隱患。

參考文獻(xiàn)：

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