高速鐵路大號(hào)提速道岔工電聯(lián)合整治關(guān)鍵技術(shù)研究＊

楊 棟 ,任建新 ,王永磊 ,姜 文

（1.中國(guó)鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司銀川電務(wù)段，寧夏 銀川 750021；2.湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程與信息學(xué)院，湖南 株洲 412005）

銀西高鐵是寧夏回族自治區(qū)首條高鐵，吳忠車站是銀西高鐵線路第一大樞紐車站，車站鋪設(shè)了6組提速道岔（P60-1/42），自2019 年12 月29 日開通運(yùn)營(yíng)以來，道岔結(jié)合部檢修養(yǎng)護(hù)一直是工務(wù)和電務(wù)部門聯(lián)合研究和重點(diǎn)攻關(guān)的關(guān)鍵問題。

本文主要針對(duì)吳忠車站提速道岔實(shí)際，詳細(xì)闡述近年來在提速道岔聯(lián)合養(yǎng)護(hù)方面的研究成果，具有一定的借鑒、推廣價(jià)值。

1 工務(wù)部門道岔檢修養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

1.1 轉(zhuǎn)轍部位

調(diào)整直基本軌軌向，保證軌向良好。測(cè)量每根枕框架，保證框架尺寸偏差小于1 mm。工務(wù)調(diào)整頂鐵墊片，電務(wù)調(diào)整密貼調(diào)整片保證每臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引點(diǎn)處尖軌與基本軌離縫小于0.5 mm。緊固尖軌跟部間隔鐵扭力矩，對(duì)轉(zhuǎn)轍部位橫穿螺栓安裝防轉(zhuǎn)片做防松處理[1]。檢查尖軌降低值，通過調(diào)整軌下膠墊保證尖軌降低值偏差小于1 mm，尖軌底與滑床板間隙小于1 mm。

1.2 轍叉部位

首先，對(duì)翼軌框架尺寸進(jìn)行測(cè)量，保證翼軌框架尺寸偏差小于1 mm。其次，檢查尖軌密貼情況，對(duì)存在間隙超標(biāo)處所測(cè)試心軌反彈量，如反彈量大于2 mm，必須進(jìn)行處理[2]。測(cè)試方法：在牽引點(diǎn)拆除鎖閉鐵和調(diào)整片，使用撬棍撥動(dòng)心軌并在心軌上放置直尺，來回?fù)軇?dòng)時(shí)測(cè)出反彈量的數(shù)值。處理方法：將扣壓鐵全部拆除，電務(wù)對(duì)心軌全部脫桿，松開心軌橫穿螺栓對(duì)心軌進(jìn)行應(yīng)力放散，將長(zhǎng)心軌與短心軌撥到合適位置進(jìn)行緊固，并對(duì)橫穿螺栓做防松處理。將心軌左右撥動(dòng)對(duì)頂鐵間隙及心軌與翼軌密貼情況進(jìn)行檢查，并做調(diào)整，保證頂鐵離縫小于0.5 mm，對(duì)岔后間隔鐵進(jìn)行緊固并做防松處理。再次由工務(wù)測(cè)量軌距，并對(duì)軌距不達(dá)標(biāo)處所進(jìn)行調(diào)整。

1.3 拼裝心軌H 鐵

拼裝心軌H 鐵不能松動(dòng),一旦發(fā)現(xiàn)松動(dòng)時(shí)不能隨意緊固，應(yīng)由工務(wù)測(cè)量軌距和心軌軌向，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)緊固到位，并做好防松標(biāo)識(shí)?？蹓鸿F的兩翼不能磨壓心軌軌底邊，兩側(cè)不能頂死軌腰，應(yīng)保持一定間隙[3]。拼裝心軌內(nèi)側(cè)三塊頂鐵必須與軌腰保持0.5 mm 的間隙，其余各部頂鐵應(yīng)做到間隙符合標(biāo)準(zhǔn)并前后一致，防跳頂鐵保持0.7 mm 及以上的間隙。

1.4 心軌間隔鐵

提速道岔（P60-1/42）采用雙肢結(jié)構(gòu)的可彎彈性拼接心軌，長(zhǎng)短心軌采用間隔鐵和高強(qiáng)螺栓連接，如圖1 所示。心軌定反位轉(zhuǎn)換時(shí)兩肢均無前后活動(dòng)的行程，而是靠心軌間隔鐵后部至固定支點(diǎn)之間的變形。因此，必須要保證心軌間隔鐵的部位線性順直，緊固良好。心軌內(nèi)側(cè)3 個(gè)頂鐵和5 個(gè)扣壓鐵定反位時(shí)均留有0.5 mm以上的間隙，后部的固定支點(diǎn)無橫移的縫隙。

圖1 雙肢結(jié)構(gòu)的可彎彈性拼接心軌

1.5 心軌與翼軌

平時(shí)應(yīng)注意測(cè)量小框架尺寸，主要指牽引點(diǎn)處和心尖軌跟部心軌外沿與翼軌的距離（標(biāo)準(zhǔn)為150 mm）。心軌與翼軌要保持同一水平高低，不然會(huì)影響設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換角度，平時(shí)應(yīng)注意檢查兩心軌拼裝水平高低的同時(shí)觀察翼軌與心軌整體的水平是否同高低，并注意各牽引點(diǎn)軸銷與鎖閉面平行無夾角。

2 電務(wù)部門道岔檢修養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)

2.1 尖軌和心軌的線性順直度

在扳動(dòng)道岔時(shí)，要著重觀察尖軌、心軌在轉(zhuǎn)換過程中是否成直線平行運(yùn)動(dòng)；認(rèn)真觀察斥離尖軌、心軌的線性順直度；在岔前仔細(xì)觀察每個(gè)牽引點(diǎn)靜態(tài)時(shí)斥離尖軌是否存在支頂或外拉的情況；道岔轉(zhuǎn)換時(shí)尖、心軌是否存在扭動(dòng)，各牽引點(diǎn)有無甩動(dòng)，轉(zhuǎn)換時(shí)間有無變化；個(gè)別牽引點(diǎn)是否有后動(dòng)先到、瞬間停頓后繼而竄動(dòng)的現(xiàn)象[4]。

對(duì)存在上述問題的牽引點(diǎn)要重點(diǎn)查找有無反彈、別卡、抗勁的應(yīng)力支點(diǎn)，以及是否存在較大假開程，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題認(rèn)真查找原因并按照標(biāo)準(zhǔn)有效進(jìn)行整治。

2.2 虛開和防跳限位器

外鎖閉道岔是通過轉(zhuǎn)轍機(jī)拉動(dòng)鎖閉桿，由鎖閉桿上的凸臺(tái)卡住鎖鉤上的凹槽形成作用面行進(jìn)，從而使密貼軌密貼并鎖閉，斥離軌到位卡住。當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)換到位后，凸臺(tái)及凹槽作用面應(yīng)為密合狀態(tài)。但在實(shí)際使用中，往往會(huì)出現(xiàn)斥離軌游離，造成密合處留有離縫，使岔口尺寸發(fā)生變化，不能真實(shí)反映道岔參數(shù)，即為虛開，如圖2 所示。

圖2 虛開圖示

當(dāng)無法消除虛開時(shí)，一般采用防跳限位器限制開程。此時(shí)，必須保證該點(diǎn)的開程大于標(biāo)準(zhǔn)值3 mm，并預(yù)留2 mm 的假開間隙，且轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)程必須保證走完。

2.3 密貼鎖鉤和鎖閉鐵

扳動(dòng)道岔時(shí)，站在各牽引點(diǎn)的遠(yuǎn)端仔細(xì)觀察動(dòng)作桿、鎖閉桿是否有擺動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng)。尤其是在解鎖初始階段，重點(diǎn)觀察密貼鎖鉤在鎖閉桿走完解鎖行程時(shí)落下是否自如，無停頓和粘連。鎖閉到位時(shí)鎖鉤與鎖閉鐵的鎖閉面是否自然緊貼，尤其是上沿是否整體吻合，無單邊支頂和間隙。鎖鉤在解鎖、鎖閉時(shí)，軸銷上有無側(cè)向受力跳動(dòng)現(xiàn)象。

由于列車輪對(duì)過岔時(shí)的主要接觸面在基本軌、翼軌作用邊的內(nèi)側(cè)，一定程度上會(huì)造成軌底膠墊單邊打薄或破損，引起鎖閉框成外八字固定，與基本軌、翼軌角度不垂直。進(jìn)而使得安裝在鎖閉框內(nèi)的鎖閉鐵不水平，后部與鎖鉤頭平面接觸而不是整面吻合，瞬間阻力大，平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)檢查并進(jìn)行合理調(diào)整。

2.4 斥離鎖鉤和軸銷

斥離鎖鉤的靈活度也是日常檢查的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)，平時(shí)應(yīng)根據(jù)氣溫變化、框架結(jié)構(gòu)變化及時(shí)合理地進(jìn)行調(diào)整，使其與軸銷垂直高低、水平角度良好，無側(cè)咬別勁[5]。軸銷必須與鎖閉面基本平行無夾角，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)有1 mm 及以上不等量距離時(shí)，要及時(shí)通過調(diào)整連接鐵角度進(jìn)行修正，并查找原因。

銷軸軸向竄動(dòng)能靈活調(diào)節(jié)鎖鉤轉(zhuǎn)角，斥離時(shí)軸銷應(yīng)能擺動(dòng)10 mm 左右，鎖閉時(shí)軸銷不能受力過大。心軌應(yīng)能用手轉(zhuǎn)動(dòng)，尖軌使用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，鎖鉤與軸銷應(yīng)垂直無側(cè)咬，敲鎖鉤軸銷不動(dòng)，敲軸銷鎖鉤不動(dòng)。

2.5 滑床板和輥輪

作業(yè)時(shí)應(yīng)注意檢查滑床板有無積灰、油污或劃痕，并用塞尺檢查吊空間隙，如有大于1 mm 及空吊時(shí)應(yīng)及時(shí)聯(lián)系工務(wù)進(jìn)行整治處理。發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重劃痕的滑床板，在查找原因的同時(shí)，必須調(diào)整其前后滑床板高度。

輥輪把尖軌轉(zhuǎn)換阻力由滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減小了尖軌的轉(zhuǎn)換阻力。輥輪的調(diào)整遵循：“斥離尖軌使用，密貼位置調(diào)整?！闭{(diào)整前，應(yīng)觀察安裝輥輪的枕木高度是否良好。調(diào)整后，密貼尖軌鎖閉時(shí)無碰撞基本軌的現(xiàn)象，輥輪與尖軌軌底邊緣間的空隙應(yīng)為1～2 mm，輥輪頂面應(yīng)高于滑床板上表面1～3 mm。

2.6 心軌尖端

道岔扳動(dòng)時(shí)，心軌尖端應(yīng)無磨碰咽喉開檔處的防跳壓鐵，應(yīng)保證2 mm 以上的間隙。心軌加強(qiáng)筋不能觸碰翼軌兩端及工務(wù)各部固定螺栓，尤其是安裝了融雪加熱條的心軌，應(yīng)注重檢査加熱條固定擋片不能磨碰桿件及心軌底邊。

2.7 靜態(tài)阻力

存在靜態(tài)阻力的牽引點(diǎn)每次轉(zhuǎn)換除克服正常的負(fù)載阻力外，還需克服存在的靜態(tài)正向或反向的力。往往能看到同方向扳動(dòng)時(shí)尖、心軌竄動(dòng)，往阻力反向扳動(dòng)時(shí)則動(dòng)作滯后、停頓，影響正常轉(zhuǎn)換。

平時(shí)要注意檢查各牽引點(diǎn)是否存在靜態(tài)阻力。首先，要在靜態(tài)時(shí)檢查動(dòng)作桿連接銷是否能用手撥動(dòng)，如果存在銷子難撥動(dòng)或取出銷子后桿件橫向竄動(dòng)，則說明該處有靜態(tài)阻力，要及時(shí)通過調(diào)整跟端間隔、牽引點(diǎn)開程的方法克服；其次，存在靜態(tài)阻力的牽引點(diǎn)尖軌部位斥離鎖鉤均不靈活，無法正常擺動(dòng)[6]；再次，存在靜態(tài)阻力的牽引點(diǎn)，其固定開程與自然開程變化量大于6 mm[7]。即：靜態(tài)時(shí)，松開鎖鉤連接鐵兩固定螺栓后斥離尖軌往密貼方向的走行變化大于6 mm，靜態(tài)阻力有的甚至大于10 mm。根據(jù)尖、心軌跟端位移的要求，斥離尖軌必須有往基本軌方向的密貼力，但不能過大，一般固定開程與自然開程的變化量在2～4 mm 最佳。

3 工電聯(lián)合整治關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 離縫病害整治技術(shù)研究

提速道岔的離縫病害主要出現(xiàn)在尖軌牽引點(diǎn)和牽引點(diǎn)之間、尖軌尖端，根本原因是尖軌有側(cè)彎病害，分向內(nèi)側(cè)彎和向外側(cè)彎兩種情況。當(dāng)離縫發(fā)生在尖軌第一、二牽引點(diǎn)處向外側(cè)彎時(shí)，側(cè)彎處為應(yīng)力點(diǎn)，調(diào)整第一、二牽引點(diǎn)密貼良好，但在尖軌尖端出現(xiàn)離縫、翹尖；當(dāng)離縫發(fā)生在尖軌第二、三牽引點(diǎn)處向內(nèi)側(cè)彎時(shí)，兩牽引點(diǎn)處鎖閉力增大導(dǎo)致密貼過緊，但牽引點(diǎn)之間豎切不良，電務(wù)在適應(yīng)性調(diào)整時(shí)應(yīng)掌握牽引點(diǎn)處“開程略大、密貼略松”。

在實(shí)際中，當(dāng)尖、心軌軌向不良，尖軌、心軌與頂鐵離縫不達(dá)標(biāo)，要么頂死要么離縫太大均會(huì)發(fā)生密貼不良的問題。

聯(lián)合整治方法：針對(duì)側(cè)彎病害要對(duì)尖軌進(jìn)行“宏觀密貼”檢查,即：電務(wù)進(jìn)行脫桿，尖軌在自然狀態(tài)下人工撬動(dòng)，檢查其密貼狀態(tài)，是否存在硬彎或者拱腰，確定后采取矯直或者更換尖軌的辦法予以解決；實(shí)際中通常采用拉弦繩測(cè)量的方法來判斷軌向是否良好，直股基本軌軌向不良時(shí)，通過撥道、改道進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整曲股軌距時(shí)，要結(jié)合測(cè)量?jī)苫拒壙蚣艹叽绲姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)整，最后還要對(duì)轉(zhuǎn)轍性能進(jìn)行測(cè)試。

3.2 卡阻病害整治技術(shù)研究

長(zhǎng)期以來，提速道岔卡阻病害分為尖軌卡阻和心軌卡阻，心軌卡阻較為常見。

尖軌卡阻主要表現(xiàn)在：由于尖軌為6 點(diǎn)牽引，易受溫度變化影響，造成尖軌尖端部位爬行，致使轉(zhuǎn)轍機(jī)桿件與基本軌不垂直，甚至刮碰枕木，從而增大轉(zhuǎn)換阻力；受長(zhǎng)期過車影響，造成有砟道床不平，特別是轉(zhuǎn)轍部位、可動(dòng)心軌轍叉部位存在高低不平、岔枕空吊使滑床板高度不在一個(gè)平面，使道岔轉(zhuǎn)換阻力增大；由于輥輪銹蝕、緊固不良產(chǎn)生竄動(dòng)，或與滑床板上表面、尖軌底部距離調(diào)整不標(biāo)準(zhǔn)，增大了轉(zhuǎn)換阻力，引起轉(zhuǎn)換卡阻；防跳限位器調(diào)整不當(dāng)，鐵卡內(nèi)側(cè)與尖軌軌底邊緣摩卡，甚至輥輪與尖軌底部卡死，不能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，致使密貼尖軌不能正常轉(zhuǎn)換到位，如圖3 所示。

圖3 防跳限位器

心軌卡阻主要表現(xiàn)在：心軌為3 點(diǎn)牽引，經(jīng)常發(fā)生長(zhǎng)心軌尖端處防跳凸臺(tái)和防跳間隔鐵卡阻，導(dǎo)致心軌轉(zhuǎn)換別勁；受氣溫影響，導(dǎo)致心軌爬行帶動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)桿件，致使桿件與基本軌不垂直甚至刮碰岔枕，增大轉(zhuǎn)換阻力；防跳頂鐵頂死心軌，導(dǎo)致心軌抗勁，出現(xiàn)應(yīng)力點(diǎn)。

聯(lián)合整治方法：有砟道岔方正轉(zhuǎn)轍機(jī)處橫移岔枕，使岔枕位置間隔尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)，防止尖軌、可動(dòng)心軌轉(zhuǎn)轍機(jī)桿件刮碰岔枕；扳動(dòng)道岔時(shí)檢查尖軌滑床板輥輪作用狀態(tài)，對(duì)作用不良的重新安裝標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)要擰緊輥輪定位螺栓，防止定位螺栓松動(dòng)、上框架浮起刮碰尖軌軌底，引起轉(zhuǎn)換卡阻；調(diào)整防跳間隔鐵、頂鐵，保證其與尖軌和可動(dòng)心軌軌底有一定的間隙。

3.3 尖軌、心軌反彈病害整治技術(shù)研究

反彈是指尖軌、可動(dòng)心軌框架處于自由狀態(tài)靠向基本軌、翼軌時(shí)出現(xiàn)的剛性反彈。P60-1/42 岔道岔心軌由直、曲心尖軌拼裝組成，長(zhǎng)短心軌同時(shí)受直、曲股連接無縫線路溫度力的影響，兩股鋼軌伸縮時(shí)，長(zhǎng)短心軌會(huì)產(chǎn)生不均勻爬行，導(dǎo)致心軌側(cè)彎。

列車高速過岔時(shí)，尤其是以160 km/h 的速度側(cè)向通過時(shí)，會(huì)造成對(duì)心尖軌的強(qiáng)烈沖擊，導(dǎo)致兩拼裝心尖軌的間隔鐵松動(dòng)、位移。直接引起整體心尖軌變形、線性不良，并存在應(yīng)力點(diǎn)，使道岔在轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生反彈、抗勁、不順暢。岔心上原裝的防松帽空動(dòng)間隙過大，防松力度不足，緊固后保持的周期較短。為切實(shí)做好該處的有效防松，工電雙方通過對(duì)道岔心軌進(jìn)行應(yīng)力放散、重新鎖定、改道等方法進(jìn)行整治，安裝間隔鐵螺栓加強(qiáng)型防松板，以往易發(fā)生的間隔鐵松動(dòng)、心軌變形等現(xiàn)象得到了有效控制。

4 效果

道岔工電聯(lián)合整治關(guān)鍵技術(shù)有效地解決了常見的道岔結(jié)合部病害，提高了工電聯(lián)合生產(chǎn)效率和道岔運(yùn)用的可靠性。根據(jù)當(dāng)前在銀西高鐵的應(yīng)用實(shí)際，取得了以下效果。

（1）提升了工電部門聯(lián)合作業(yè)效率，僅吳忠站而言，道岔結(jié)合部病害整治率實(shí)現(xiàn)了100%，自運(yùn)營(yíng)以來未發(fā)生一起不良反應(yīng)。

（2）解決了工電部門檢修標(biāo)準(zhǔn)不一致的問題，將各自的檢修標(biāo)準(zhǔn)有效地銜接起來，為結(jié)合部病害的根治積累了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）為高鐵工電一體化維修積累了經(jīng)驗(yàn)，工電部門以道岔結(jié)合部病害整治為契機(jī)，雙方技術(shù)深度融合、數(shù)據(jù)共享、同步調(diào)整、同期復(fù)驗(yàn)，確保了道岔運(yùn)用質(zhì)量。