軌道交通道岔病害類型以及產(chǎn)生原因分析

魏琪琪

（西安鐵道技師學(xué)院，陜西 西安 710000）

受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，越來(lái)越多的人涌向城市，導(dǎo)致城市交通的壓力增大。城市為了保證自身的發(fā)展，開始在地下建設(shè)車站和交通樞紐，緩解地面道路的承載壓力，同時(shí)地下的大空間、列車的準(zhǔn)時(shí)性、運(yùn)載能力強(qiáng)、速度快等特點(diǎn)也推動(dòng)了城市地下交通樞紐的建設(shè)。這一措施的實(shí)行，有效的緩解了地面的交通壓力，避免交通堵塞的加劇，同時(shí)也保證了旅客運(yùn)載的實(shí)效性，滿足了人們對(duì)于交通出行的基本需求。但是受到列車運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)情況的影響，在進(jìn)行新的隧道建設(shè)時(shí)需要將列車的振動(dòng)情況以及其影響情況考慮在內(nèi)?，F(xiàn)在我國(guó)的鐵路建設(shè)已經(jīng)涉及到了城郊，在城郊有很多的穿越隧道工程和鐵路的道岔區(qū)工程。因此，對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究是具有實(shí)際意義的。

1 道岔理論

以單開道岔為例，這種道岔保持一條線路正線為直線，另一條線路側(cè)線向正線的左側(cè)或右側(cè)分支左側(cè)和右側(cè)是以面對(duì)道岔尖軌尖端而言。向右側(cè)分支的，稱右向單開道岔。向左側(cè)分支的，稱左向單開道岔。單開道岔的構(gòu)造考察鐵路道岔結(jié)構(gòu)，單開道岔是各種類型道岔的主要型式，應(yīng)用也最為普遍單開道岔是主線為直線，側(cè)線向主線的左側(cè)或右側(cè)分支的道岔。站在道岔一前端面向尖軌，側(cè)線向左分支的道岔稱為左開道岔，側(cè)線向有右分支的道岔稱為右開道岔。單開道岔由轉(zhuǎn)轍器、連接部分、轍叉及護(hù)軌所組成。

道岔區(qū)對(duì)鐵路提速工程的影響是巨大的，其復(fù)雜性和難度都是最高的，在檢修和維護(hù)方面需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。道岔在鐵路線路網(wǎng)中的數(shù)量多，組成結(jié)構(gòu)多、構(gòu)成繁瑣、可用時(shí)間段、列車速度降低、易發(fā)生事故、養(yǎng)護(hù)難度高，這是鐵路提速工程中，最讓人“頭疼”的環(huán)節(jié)。在鐵路軌道中，有絕大部分都是普通單開道岔，只有極少一部分，不到5%的不是普通單開道岔。本文針對(duì)道岔的病害診斷和養(yǎng)護(hù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

道岔是鐵路軌道的一個(gè)重要組成部分，是鐵路線路中最薄弱的設(shè)備之一，由于道岔具有數(shù)量多、構(gòu)造復(fù)雜、使用壽命短、行車安全性低，所以道岔質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到行車安全、列車速度和通過(guò)能力，同時(shí)也直接影響到道岔保養(yǎng)周期維修成本和材料的使用壽命。道岔中出現(xiàn)各種病害后，都要進(jìn)行認(rèn)真分析病害原因，應(yīng)結(jié)合理論進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，全面分析造成病害的原因，有針對(duì)性地采取相應(yīng)的整治方法，以得到良好的效果。

2 道岔病害類型

2.1 道岔組裝鋪設(shè)時(shí)遺留的病害

在組裝鋪設(shè)時(shí)產(chǎn)生的病害有鐵路電氣化改造不當(dāng)、電化柱埋設(shè)錯(cuò)誤、聯(lián)動(dòng)道岔兩中交點(diǎn)位置不當(dāng)?shù)龋髮?dǎo)致渡線方向失誤，軌道多個(gè)部位的鋼軌出現(xiàn)異常彎曲，岔枕間隔位置不當(dāng)并出現(xiàn)位移，鋼軌接頭處出現(xiàn)間隔不嚴(yán)密等問(wèn)題。

2.2 道岔運(yùn)行中的病害

在運(yùn)行過(guò)程中的病害主要是加大對(duì)多種零件和部件的磨損，具體有零配件破損生銹、膠墊破損甚至出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象、墊板孔擴(kuò)大生銹和磨損、軌面出現(xiàn)波浪型磨損情況，護(hù)輪軌、尖軌、基本軌磨損生銹、滑床臺(tái)脫焊、部分螺栓和尼龍?zhí)坠艹霈F(xiàn)磨損，中部尖軌的間隔空隙加大等等。

2.3 養(yǎng)護(hù)方面存在的問(wèn)題

養(yǎng)護(hù)是保證設(shè)備使用壽命的重要方式，如果養(yǎng)護(hù)出現(xiàn)問(wèn)題或者使用了錯(cuò)誤的養(yǎng)護(hù)方式對(duì)設(shè)備和部件來(lái)說(shuō)都是一種損耗。道岔在養(yǎng)護(hù)方面存在的問(wèn)題主要是工務(wù)人員對(duì)道岔養(yǎng)護(hù)的重要性還沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)，工作態(tài)度不夠端正。由于工作人員對(duì)道岔養(yǎng)護(hù)的不清認(rèn)知，到時(shí)他們沒(méi)能及時(shí)的對(duì)道岔進(jìn)行起道搗固處理，對(duì)在建設(shè)階段和運(yùn)行中遺留的病害沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，同時(shí)使用的養(yǎng)護(hù)工作和養(yǎng)護(hù)手法都存在一定的問(wèn)題，導(dǎo)致病害沒(méi)有及時(shí)處理，損耗范圍不斷擴(kuò)大。

3 道岔病害問(wèn)題分析

3.1 道岔與前后線路銜接不良

首先，道岔線路的鋪設(shè)存在問(wèn)題，尤其是線間距，理論值與實(shí)際情況之間的誤差過(guò)大，導(dǎo)致道岔的位置出現(xiàn)偏移，線路的方向出現(xiàn)問(wèn)題。其次是在道岔的施工或者修繕過(guò)程中，道岔前后兩部分以及夾直線的施工數(shù)據(jù)不科學(xué)，連接不緊密，搗固過(guò)程不嚴(yán)密，沉降不均衡、不全面，導(dǎo)致水平方向出現(xiàn)參差不齊的情況。再次是，準(zhǔn)備工作不充足、不完善。搗固線路安排不合理、道岔數(shù)量較少，沒(méi)有提前調(diào)查起道量，導(dǎo)致道岔和線路之間出現(xiàn)混輪的匹配情況。之后是大機(jī)的設(shè)置存在問(wèn)題，沒(méi)有預(yù)先設(shè)置道岔前后的線路撥量，線路和岔區(qū)之間存在矛盾。最后是線路缺砟，對(duì)道岔的沖擊力增加，導(dǎo)致道岔出現(xiàn)位移。

3.2 軌距超限

首先，在前期的鋪設(shè)準(zhǔn)備過(guò)程中，軌道間距調(diào)整號(hào)碼錯(cuò)誤。其次是道岔的岔枕位置不當(dāng)，導(dǎo)致?lián)醢灏惭b受到影響。再次是軌距的相關(guān)部件和零件出現(xiàn)磨損。之后是扣件安裝不緊，列車經(jīng)過(guò)時(shí)承受不住撞擊，導(dǎo)致軌距偏移。最后是頂鐵問(wèn)題。

3.3 軌向不良

首先，軌距不平衡。其次，無(wú)縫線路鎖定軌溫度差異過(guò)大，鋼軌位置受到影響，限位器出現(xiàn)異常。再次，鋁熱焊頭支嘴出現(xiàn)異常變化。之后，各方向不平衡，鋼軌受力出現(xiàn)大小不一的情況。最后，鋼軌出現(xiàn)不同程度的磨損，情況各有輕重。

4 主要病害產(chǎn)生的原因以及養(yǎng)護(hù)措施

4.1 道床翻漿冒泥

道岔區(qū)出現(xiàn)道床翻漿冒泥的情況主要是因?yàn)樵诮ㄔO(shè)道岔的過(guò)程中，沒(méi)有及時(shí)的設(shè)置封鎖，準(zhǔn)備工作做的不充分，致使既有線的枕下清碴過(guò)薄，出現(xiàn)積水，影響列車運(yùn)行。尤其是道岔的頭和尾兩處的信號(hào)機(jī)座，影響嚴(yán)重，積水排不出，冒泥現(xiàn)象更加嚴(yán)重。最近幾年的道岔更改施工都在應(yīng)用CD-2 型提速道岔?yè)v固機(jī)進(jìn)行起道工作，起道量最大為200mm。這樣，能夠解決道岔岔枕下的清碴過(guò)薄問(wèn)題，增加道床的強(qiáng)度和彈性，同時(shí)也緩解積水問(wèn)題的不良影響，翻漿冒泥現(xiàn)象的可能性大大降低了。要想妥善解決道床翻漿冒泥問(wèn)題，就需要先處理坡度較高處的起道問(wèn)題，可以通過(guò)人工的形式對(duì)斷面的碴子進(jìn)行篩查和替換，使用硬度較高的碴子。

4.2 嚴(yán)寒地區(qū)“三折”

“三折”包括鋼軌、岔心和夾板折斷，這是溫度較低地區(qū)需要重點(diǎn)保護(hù)的部分?！叭邸爆F(xiàn)象對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)和交通安全具有極大的影響，所以對(duì)其根源進(jìn)行探索十分重要，便于制定合適的防治措施。道岔“三折”部分常見(jiàn)病害的整治方式包括：（1）加強(qiáng)搗固——強(qiáng)調(diào)使用由鎬搗固，消滅暗坑，明吊板，減弱轍叉沖擊力。（2）改進(jìn)聯(lián)接方式——將原轍叉與岔枕用道釘螺旋釘聯(lián)結(jié)方式全部改換為分開式扣件，消滅了明吊板，提高了轍叉穩(wěn)定性。（3）轍叉部分軌距不合及沖擊叉尖的整治方法。a.轍叉加強(qiáng)搗固，必要時(shí)把岔枕翻轉(zhuǎn)使用，避免轍叉沉落。b.檢查和整修各部間隔尺寸。（4）加強(qiáng)整組道岔鎖定，有條件的道岔前后全部采用1 彈條扣件，道岔區(qū)，曲股逐步改為分開或扣件，基本達(dá)到了“縱不爬，橫不移”轍叉前后軌縫易于保持，減少了接頭振動(dòng)力。（5）打磨軌面——對(duì)粗糙不平的軌面進(jìn)行打磨，更換前后坍塌不平的引軌，改善了行車的平穩(wěn)性。（6）改善彈性——定期清篩道岔，推廣使用加厚膠墊，提高轍叉彈性。尖軌是道岔中最薄弱的環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)重載大列的沖擊，尖軌已產(chǎn)生了許多病害，經(jīng)過(guò)分析和觀察發(fā)現(xiàn)尖軌已產(chǎn)生了橫彎和拱腰。

4.3 設(shè)備及維修方面

在鐵路維修方面，主要存在以下幾點(diǎn)需要改進(jìn)：

（1）新規(guī)鋪設(shè)質(zhì)量差。在鋼軌的運(yùn)輸過(guò)程中，不管是分段運(yùn)輸還是成段運(yùn)輸，在多次搬運(yùn)和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)磕磕碰碰，尤其是質(zhì)量較重的鋼軌，搬運(yùn)難度增加，出現(xiàn)磕碰彎折的可能性更高。同時(shí)鋼軌本身的質(zhì)量也是存在一定問(wèn)題的，這也是導(dǎo)致斷軌的主要原因。在之后對(duì)鋼軌進(jìn)行加工時(shí)，鋼軌的核傷、內(nèi)部的損傷等都會(huì)導(dǎo)致材質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而影響使用，甚至導(dǎo)致鐵路事故的發(fā)生。（2）鋼軌接頭處出現(xiàn)損傷的可能性也很高。因?yàn)檐壍乐g的縫隙不能及時(shí)填補(bǔ)或者調(diào)整，導(dǎo)致出現(xiàn)縫隙擴(kuò)大或者填補(bǔ)不當(dāng)?shù)惹闆r，當(dāng)列車運(yùn)行經(jīng)過(guò)鋼軌接頭時(shí)，接頭處難以承受列車帶來(lái)的振動(dòng)撞擊，導(dǎo)致出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象，長(zhǎng)此以往，損傷程度加劇，最終出現(xiàn)斷軌，阻礙列車運(yùn)行。（3）在道岔養(yǎng)護(hù)方面容易出現(xiàn)暗坑、冒泥、岔枕失效等問(wèn)題。受到列車運(yùn)行振動(dòng)的影響，坡度軌道的兩邊受力不均，出現(xiàn)速度差和受力差，導(dǎo)致線路爬行，軌道縫隙一端大一端小，整個(gè)鋼軌的受力不均，出現(xiàn)損壞。因?yàn)樵谑┕ひ约梆B(yǎng)護(hù)過(guò)程中的不當(dāng)行為，導(dǎo)致理論溫度范圍與實(shí)際溫度情況出現(xiàn)較大差異，實(shí)際溫度過(guò)高，鋼軌在受力作用下變脆，易折易斷。（4）為了降低成本投入，加長(zhǎng)施工時(shí)間，導(dǎo)致道床翻漿，接頭和枕木出現(xiàn)問(wèn)題。鋼軌是使用是有期限的，使用時(shí)間越長(zhǎng)，損傷越嚴(yán)重。相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果顯示，很多大修周期的軌道出現(xiàn)空裂情況的概率是很高的，甚至是使用初期的好幾倍。即使可以通過(guò)焊接的方式使軌道的不平衡問(wèn)題得到一定程度的解決，但是列車經(jīng)過(guò)多帶來(lái)的損傷是不能緩解的，鋼軌內(nèi)部依然會(huì)出現(xiàn)極大的損耗。（5）鋼軌的配置工作中，尤其是短軌的制作過(guò)程，包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，鋸軌、鉆孔，用氧氣切割鋼軌、沖孔。受到不當(dāng)維修和養(yǎng)護(hù)方式的影響，鋼軌接頭不靈活、空吊板等現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致斷軌現(xiàn)象的出現(xiàn)。（6）進(jìn)行電力牽車工作時(shí)，機(jī)車出現(xiàn)飛輪現(xiàn)象，對(duì)鋼軌造成極大的損傷。機(jī)車在有坡度的曲線路段會(huì)停留一段時(shí)間，或者車輪空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致鋼軌損傷。所以，在列車的運(yùn)行過(guò)程中，部分鋼軌經(jīng)常出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致鋼軌的磨損處愈加嚴(yán)重，難以修復(fù)。

4.4 鋼軌檢查方面

（1）檢修工作人員的專業(yè)水平有限。最近幾年，有經(jīng)驗(yàn)的員工受到傷病和年齡的影響大多選擇退休，新進(jìn)的工作人員沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)，專業(yè)技術(shù)水平不夠，沒(méi)有參加過(guò)專業(yè)的探傷培訓(xùn)，導(dǎo)致在工作過(guò)程中頻頻出現(xiàn)問(wèn)題，或者敷衍了事。鋼軌出現(xiàn)損傷不能及時(shí)判斷損傷程度和原因，導(dǎo)致問(wèn)題遺留遲遲得不到解決。（2）部分工作人員的工作態(tài)度不端正。在使用儀器探傷的過(guò)程中，工作人員沒(méi)有按照探傷要求和探傷標(biāo)準(zhǔn)完成工作流程。在手動(dòng)檢查時(shí)，工作人員匆匆查看，敷衍路過(guò)。部分巡查人員不清楚鋼軌的薄弱部分，對(duì)鋼軌的損傷和接頭的損害不清不楚。

4.5 環(huán)境及其他影響因素

（1）寒冷的氣候是軌折的重要因素。我國(guó)北方的冬季氣溫平均在零攝氏度以下，部分地區(qū)的最低氣溫達(dá)到零下三十度。因此，我國(guó)北方的大部分鐵路都在凍土上面，就算到了四月份，還有凍土存在。相關(guān)氣溫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，12月到2月是我國(guó)氣溫最低的時(shí)間段，在低溫中，鋼軌的折斷可能性提升，幾乎七成以上的北方鐵路的鋼軌都會(huì)出現(xiàn)斷軌現(xiàn)象。（2）鋼軌低溫脆斷。鋼軌在低溫中容易折斷。但是實(shí)驗(yàn)證明u7460kg/m 鋼軌的穩(wěn)定性較高，可以抵抗低溫的影響。1997年，我國(guó)首次進(jìn)行鐵路整體提速，時(shí)至今日，已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)行了六次提速，這為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展提供了極大的支持。第六次提速是在2007年，可以說(shuō)是我國(guó)鐵路提速歷史上的里程碑事件，京廣、京滬、隴海等線路列車的最低運(yùn)行速度提升至200km/h，部分鐵路的運(yùn)載量提升至5500t，這使得鐵路的實(shí)效性和負(fù)載能力得到極大的提升。為了妥善解決客運(yùn)列車和貨運(yùn)列車之間的速度差對(duì)軌道造成的損傷的問(wèn)題，二者的提速要保持相同的比例，貨運(yùn)列車的最低運(yùn)行速度調(diào)整至120km/h。速度的影響減小，但是運(yùn)載量的提升對(duì)軌道的影響還沒(méi)有解決，因此，需要全面考慮到鐵路設(shè)施及相關(guān)設(shè)備的檢修和維護(hù)，只有這樣才能保證鐵軌的使用壽命，保證列車的平穩(wěn)運(yùn)行，保證鐵路可以發(fā)揮出對(duì)我國(guó)發(fā)展的推動(dòng)作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

轉(zhuǎn)變無(wú)縫道岔的結(jié)構(gòu)，將直股和曲下股全部焊接，曲上股不使用焊接的方式，這樣能夠減輕溫度的影響力，避免直尖軌發(fā)生彎折，并將道岔劃分成不同的單元進(jìn)行管理，鎖定軌道溫度，其中限位器的位移觀測(cè)樁參與到溫度管理過(guò)程中，能夠及時(shí)處理軌道前后溫度不平衡以及實(shí)際溫度異常的問(wèn)題。軌道是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸?shù)幕?，其中最容易出現(xiàn)故障的位置便是道岔區(qū)，尤其是折返道岔。因?yàn)檎鄯档啦淼氖褂么螖?shù)多，構(gòu)造部件多，結(jié)構(gòu)難度高，養(yǎng)護(hù)困難等等原因使得道岔的設(shè)備極易出現(xiàn)損傷，同時(shí)也影響了列車運(yùn)行的安全性。