淺析道岔病害的形成及治理

張志

（山東濟(jì)鐵工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250031）

0.引言

道岔是軌道線路中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，保持道岔的安全平穩(wěn)，對(duì)確保行車安全具有重要意義[1]。濟(jì)南鐵路局集團(tuán)聊城工務(wù)段所管轄的瓦日線的設(shè)備，不僅每天有2～3組萬噸大列發(fā)到濟(jì)礦物流，還承擔(dān)著去京滬線分流的部分重載列車，而萬噸大列對(duì)設(shè)備的沖擊，特別是道岔的影響，是一個(gè)新的課題。重載道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、受沖擊力大，易于磨耗、變形造成晃車，直接影響旅客舒適度甚至危及行車安全。長期以來，工區(qū)對(duì)道岔晃車產(chǎn)生原因認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)查找病害不準(zhǔn)，整治效果不明顯，岔區(qū)晃車現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。東平線路車間組織技術(shù)人員、工人技師對(duì)道岔晃車的原因進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攻關(guān)，制定有針對(duì)性的整治措施，收到非常好的效果，岔區(qū)晃車現(xiàn)象得到有效控制。

1.無縫道岔肥邊

成因分析：轍叉使用一段時(shí)間后，心軌及翼軌會(huì) 出現(xiàn)一定的肥邊，達(dá)到一定程度，車輪碾壓時(shí)易把肥邊撕掉，造成掉塊，同時(shí)心軌表面也出現(xiàn)了魚鱗紋和輕微掉塊。轍叉的有害空間到心軌的40斷面處，受力條件惡劣，尤其在列車逆向過岔時(shí)（行車方向正對(duì)叉心）對(duì)心軌的沖擊損壞較快，在轍叉使用一段時(shí)間后心軌表面會(huì)出現(xiàn)魚鱗紋或輕微掉塊。

解決辦法：要及時(shí)打磨，打磨的原則：“磨高、順低、修輪廓”。首先用直尺確認(rèn)高點(diǎn)，把直尺放在心軌50～20斷面的工作邊軌頂R80圓弧上，尋找高點(diǎn)。找到高點(diǎn)后用角磨機(jī)（裝百葉片）輕磨高點(diǎn)，磨至無高點(diǎn)。如果高點(diǎn)磨平魚鱗紋還存在，就在心軌20～50的軌面上來回順磨，磨至魚鱗紋消失。心軌表面魚鱗紋消失后，用直尺復(fù)查是否還有高點(diǎn)。如果高點(diǎn)消失，用專用1:5×R13×R80×R300×1:40樣板檢查軌頂輪廓。檢查方法：手握樣板，用樣板的1:5貼心軌側(cè)面，基本貼緊后用R13×R80×R300×1:40貼軌頂，看是否有縫隙，如果有縫隙就打磨高點(diǎn)處，打磨至基本無縫隙即可[2]。心軌、翼軌出現(xiàn)肥邊的打磨：轍叉使用一段時(shí)間后，心軌及翼軌會(huì)出現(xiàn)一定的肥邊，雖然在磨合期已經(jīng)對(duì)肥邊進(jìn)行了打磨，但是隨著轍叉使用時(shí)間的延長軌及翼軌還會(huì)不斷出現(xiàn)肥邊。這些肥邊要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)打磨，如果肥邊不及時(shí)打磨待到肥邊大到一定程度，輪碾壓時(shí)易把肥邊撕掉，造成掉塊，這樣就很不容易理打磨方法同前面敘述一樣。心軌“軌距角”的打磨 ：心軌的“軌距角”圓弧由于轍叉鋪設(shè)位置等原因，有的轍叉在經(jīng)過車輪碾壓后會(huì)出現(xiàn)“魚鱗紋”或圓弧不規(guī)則，發(fā)現(xiàn)這些“病害”后必須及時(shí)打磨，轍叉的“軌距角”50斷面后均為R13、50斷面至20斷面由R13逐步過渡到R8。打磨方法：用角磨機(jī)裝上百葉片，對(duì)圓弧處不斷來回打磨并經(jīng)常用樣板復(fù)驗(yàn)圓弧，不斷修正，圓弧打磨后R≧R13即可。

2.鋼軌病害引起的病害

成因分析：道岔鋼軌不均勻磨耗、焊縫抵扣、接頭支嘴等病害，如果方向不良，就會(huì)形成這樣一種循環(huán)：方向不良→鋼軌不均勻磨耗→曲線橫移、撞道→扣件松動(dòng)失效→軌距及變化率超限→加劇方向不良。道岔無縫化工作不徹底以及岔區(qū)內(nèi)隨意插入短軌長時(shí)間得不到焊復(fù)，也是形成晃車的重要原因。工區(qū)日常對(duì)尖軌、基本軌、轍叉磨耗養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或磨耗超限不能及時(shí)做出調(diào)整和更換，也會(huì)造成晃車。

解決辦法：工區(qū)成立鋼軌修理小組，不間斷地整修鋼軌病害，堅(jiān)持預(yù)防性打磨，以提高鋼軌軌面的平順性，養(yǎng)護(hù)、維修重點(diǎn)可以概括為6個(gè)字“去肥邊、磨高點(diǎn)”。重視岔區(qū)無縫化工作，對(duì)岔區(qū)內(nèi)的臨時(shí)開口及時(shí)焊復(fù)，消滅抵扣接頭及接頭高低左右錯(cuò)牙，特別重視接頭上、下錯(cuò)口修磨。

由于轍叉心軌、翼軌均采用U20Mn鋼材料制成，而與轍叉連接的鋼軌均為“U75V普通軌”，這2種材料硬度與耐磨性不一致以在車輛運(yùn)行中垂磨不一致。另外轍叉與鋼軌往往不是同壽命，鋼軌使用壽命遠(yuǎn)大于轍叉使用壽命，這樣就有新轍叉配舊鋼軌的現(xiàn)象。由于以上2種原因，在轍叉與鋼軌的有縫連接處，有上、下錯(cuò)口較嚴(yán)重的病害。如果這種錯(cuò)口現(xiàn)象不及時(shí)處理，很容易出現(xiàn)軌端掉塊現(xiàn)象。

上下錯(cuò)口檢查方法：用直尺或300mm鋼板尺放在轍叉軌頂上往連接軌上推目測(cè)間隙。如果接頭上下錯(cuò)口超過0.5mm，就必須對(duì)轍叉跟端或趾端軌端軌頂進(jìn)行倒角處理，處理方法用角磨機(jī)安裝百葉片對(duì)軌端頂磨一個(gè)（2～3mm）×45°的倒角，以緩和車輪通過接頭的沖擊力，避免掉塊產(chǎn)生，減少車輪的沖擊，及時(shí)更換側(cè)磨嚴(yán)重的曲尖軌和導(dǎo)曲上股鋼軌。

3.道床板結(jié)、彈性不足造成的病害

成因分析：道床往往經(jīng)歷3個(gè)階段：即松散階段、穩(wěn)定階段和劣化階段。松散階段是在新鋪線路或經(jīng)過道床清篩綜合維修之后道砟相對(duì)松散，排水性也比較好。隨著時(shí)間的推移，線路通過的列車也越來越多，這時(shí)，道床就是穩(wěn)定狀態(tài)了。這也是最好的時(shí)期，時(shí)間也最長。道床臟污板結(jié)、排水不良、翻漿冒泥等病害出現(xiàn)就是劣化時(shí)期。這時(shí)道床失去彈性，軌道幾何尺寸不易保持，加劇了墊板、扣件、螺栓的損壞，造成列車通過道岔時(shí)發(fā)生晃車。

解決辦法：著重要解決的是排水，而解決排水又是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，首先是破底清篩翻漿冒泥接頭，拋掉磨棱石碴，更換新石渣，枕盒內(nèi)以2/3為最好。嚴(yán)重的地段枕下加墊14號(hào)大膠墊。對(duì)剛發(fā)生的翻漿冒泥情況尤其要重視，要整就要徹底整治，否則，容易進(jìn)入越整越保持不住，面積也越來越大的惡性循環(huán)。具體辦法：進(jìn)行小清篩提高道床透水性，清篩枕盒內(nèi)軌枕下100m～150m，從而能將水排出去，特別軌枕頭處的邊坡石碴，全部清篩一遍，把泥土全拋也去，保證了邊坡的透水性。同時(shí)對(duì)不使力的彈條也全部更換，對(duì)失效大膠墊、尼龍底座，對(duì)于歪斜、串出、缺少的全部整治、歸位、更換，低接頭要更換為 14mm 的加厚大膠墊。焊補(bǔ)和打磨鋼軌，做到道床清篩、鋼軌焊修同步進(jìn)行 ，鋼軌踏面掉塊及時(shí)焊補(bǔ)、低接頭堆高達(dá)到用鋼板尺測(cè)量無縫隙。盡快安排道床清篩、起道搗固，補(bǔ)充石砟，疏通道床排水，恢復(fù)道床原有彈性。及時(shí)整治失效和彈簧墊圈離縫的大站栓。

4.道岔構(gòu)造原因造成的病害

成因分析：道岔轉(zhuǎn)轍部位軌面不平順、轍叉心有害空間、心軌端部與翼軌的相對(duì)高差等自身構(gòu)造的特殊性會(huì)不可避免地引起晃車。在道岔前后一定距離內(nèi)，線路有方向、軌距、水平不良等病害，尤其是軌距遞減率變化較大時(shí)，造成列車的蛇形運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生較大的振動(dòng)。道岔密集的岔區(qū)內(nèi)，在后方道岔振動(dòng)未消失的情況下就進(jìn)入前方道岔產(chǎn)生振動(dòng)疊加時(shí)，就必然會(huì)產(chǎn)生晃車。

解決辦法：工區(qū)在維修作業(yè)時(shí)應(yīng)將道岔和其前后各50m～100 m線路視為一個(gè)管理單元。如果道岔與曲線相連接或較近時(shí)，要注意撥好緩和曲線的方向，以減少列車的顛簸。及時(shí)焊補(bǔ)或更換垂直磨耗嚴(yán)重的轍叉心。

5.轉(zhuǎn)轍、轍叉部位空吊板導(dǎo)致的病害

成因分析：轉(zhuǎn)轍部位由于電務(wù)設(shè)備的影響，搗固比較困難，容易產(chǎn)生空吊板。轍叉部位由于直側(cè)向通過列車不一致產(chǎn)生偏載或翼軌出現(xiàn)垂直磨耗、暗吊等，就會(huì)產(chǎn)生線路的不平順?？盏醯漠a(chǎn)生還會(huì)使滑床板不在同一水平面上而引起尖軌跳動(dòng)、翹頭、弓腰。尖軌跳動(dòng)時(shí)，尖軌與基本軌的貼靠關(guān)系就發(fā)生了變化，進(jìn)而引起車輪與尖軌之間發(fā)生接觸上的變化，就會(huì)產(chǎn)生比較明顯的晃車。轉(zhuǎn)轍部位下大膠墊由于長期受潤滑油脂的腐蝕，變形、壓潰、腐爛、串出現(xiàn)象較為突出 ，組合轍叉心由于翼軌和心軌軌底高低不一致，導(dǎo)致膠墊壓潰、串出、失效現(xiàn)象比較嚴(yán)重，也會(huì)導(dǎo)致空吊板形成晃車。

解決辦法：轉(zhuǎn)轍、轍叉部位長期空吊板得不到根治將會(huì)產(chǎn)生滑床板斷裂、大站栓失效、長岔枕中部斷裂、轍叉心裂紋等惡性設(shè)備病害。工區(qū)必須加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)轍部位和轍叉心的養(yǎng)護(hù)，在列車通過時(shí)注意觀察線路空吊板情況，加強(qiáng)沖擊鎬搗固作業(yè)，確保轉(zhuǎn)轍和轍叉心部位枕下道床密實(shí)、軟硬均勻一致。及時(shí)更換補(bǔ)充變形、壓潰、串出的膠墊。對(duì)滑床板頂面不平或整組道岔滑床板不在同一水平面病害要及時(shí)整治。首先進(jìn)行轉(zhuǎn)轍部位的起道搗固，確保高低水平良好。如有個(gè)別滑床板過高或過低，可更換滑床板下不同厚度的大膠墊處理?；舶逭蹟嗪突才_(tái)磨損嚴(yán)重也會(huì)造成尖軌與滑床臺(tái)不密貼，必須及時(shí)更換。

6.軌溫異常變化引起的病害

成因分析：無縫道岔尖軌及其前方25m范圍內(nèi)綜合維修作業(yè)軌溫范圍縮小，養(yǎng)護(hù)維修受限，軌溫變化引起道岔限位器頂死、頂鐵離縫，導(dǎo)致尖軌不密貼或假密貼引起晃車。無縫道岔的軌道結(jié)構(gòu)與區(qū)間線路不同，是由兩股道交叉而成的四線結(jié)構(gòu)。道岔鎖定軌溫過高或過低，基本軌發(fā)生縱向位移，岔區(qū)沒有完全鎖定導(dǎo)致鋼軌伸縮量增大造成頂鐵離縫、直尖軌側(cè)彎、變形引起晃車。夏季隨著軌溫的升高，無縫道岔內(nèi)產(chǎn)生較大的附加溫度應(yīng)力，使直基本軌所受壓力增加，對(duì)保持無縫道岔的穩(wěn)定不利，《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定，在無縫道岔尖軌及其前方25m范圍內(nèi)進(jìn)行綜合維修，作業(yè)較普通無縫線路縮小了5℃～10℃，使日常維修作業(yè)有諸多不便。岔區(qū)的鎖定軌溫較低時(shí)，夏季出現(xiàn)連續(xù)方向和碎彎也會(huì)產(chǎn)生晃車現(xiàn)象。

解決辦法：規(guī)范無縫道岔管理工作，按照跨區(qū)間無縫線路管理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合標(biāo)準(zhǔn)的無縫道岔進(jìn)行應(yīng)力放散或調(diào)整，恢復(fù)尖軌與基本軌設(shè)計(jì)位置。無縫道岔維修作業(yè)軌溫范圍縮小，如果無縫道岔內(nèi)接頭全部焊接后，溫度力只能沿著交叉的軌線傳遞，產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，而軌道的交叉是因?yàn)榍山宇^焊接造成的，而側(cè)股最大允許通過速度僅為50km，所以為了解決線路交叉問題，對(duì)道岔內(nèi)接頭焊聯(lián)方式有必要進(jìn)行改進(jìn)，只焊接道岔內(nèi)直股接頭，而曲股接頭全部焊接，這樣軌線沒有分支和交叉，就不會(huì)產(chǎn)生附加溫度力。根據(jù)軌溫變化及時(shí)調(diào)整離縫的頂鐵，控制縫隙在1mm以內(nèi)。加強(qiáng)道岔曲股及道岔前后150m范圍內(nèi)的線路鎖定，道岔連接零件必須齊全有效、作用良好。對(duì)變形的尖軌及時(shí)進(jìn)行矯直或更換處理。

7.作業(yè)習(xí)慣導(dǎo)致不良產(chǎn)生的病害

（1）工區(qū)在處理病害時(shí)只整治單獨(dú)一處的軌距或水平，對(duì)連續(xù)軌向和線路的大向、大平病害不夠重視。從多年的維修實(shí)踐可知：?jiǎn)为?dú)一處軌距或水平病害并不會(huì)引起車體的晃動(dòng)，而連續(xù)軌向和線路的大向、大平才是晃車的根源。線路大機(jī)維修和道岔大機(jī)維修作業(yè)無法同步進(jìn)行，起撥道量不一致，就會(huì)造成道岔與前后線路的銜接不平順、線路方向和高低超限。

工區(qū)在大機(jī)維修前應(yīng)對(duì)道岔和線路的起撥道量綜合統(tǒng)籌考慮，采用經(jīng)緯儀對(duì)道岔位置及其前后曲線進(jìn)行精確定位，確保道岔線路大向、大平銜接良好。工區(qū)在日常維修時(shí)應(yīng)利用定位觀測(cè)樁全面撥正線路，保持大向良好。

（2）在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，通常設(shè)置一股鋼軌高出另一股鋼軌1mm～3mm（俗稱陰陽股），在列車速度較低的情況下（80km/h以下），一般不會(huì)引起晃車。但在80km/h以上時(shí)，當(dāng)設(shè)定的基準(zhǔn)股與道岔的結(jié)構(gòu)不相匹配的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生明顯的晃車。如果水平較低的一股出現(xiàn)向外的方向，就相當(dāng)對(duì)一條20000m～30000m半徑的曲線設(shè)置了反超高，晃車現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。

從長期的工作實(shí)踐中可知： 設(shè)置陰陽股的作用不是很明顯，不建議設(shè)置。如果道岔與曲線相連時(shí)，可按曲線超高股在岔區(qū)設(shè)置陰陽股，但不宜超過2mm，并應(yīng)注意對(duì)接道岔導(dǎo)曲股反超的處理。日常作業(yè)必須重視水平較低的一股出現(xiàn)向外方向時(shí)的檢查、整治，方向出現(xiàn)時(shí)應(yīng)立即撥正。

（3）護(hù)輪軌磨耗后，調(diào)整查照間隔和護(hù)背距離時(shí)只在護(hù)軌中部背面加設(shè)調(diào)整片，導(dǎo)致護(hù)軌作用邊外鼓，改變了原設(shè)計(jì)線形，不僅加速了護(hù)輪軌的磨耗，在車輪經(jīng)過時(shí)造成晃車。

加設(shè)護(hù)輪軌調(diào)整片時(shí)，要在護(hù)軌全長范圍內(nèi)加墊，保持護(hù)軌平直段；當(dāng)護(hù)軌側(cè)磨達(dá)到12mm（護(hù)軌軌頂寬 ≤58mm）時(shí)應(yīng)安排更換。

（4）為便于控制岔區(qū)方向，工區(qū)在道岔上埋設(shè)了大量的錨樁。靜態(tài)情況下的方向病害確實(shí)得到了改善，但列車通過時(shí)鋼軌連同軌枕存在上下、左右輕微位移。此時(shí)的錨樁處就形成了剛性約束，相當(dāng)于人為阻止了鋼軌的正常位移，列車通過時(shí)形成晃車。

盡量減少地錨樁的使用數(shù)量，改為撥道、改道、直軌、換軌的方法綜合整治方向病害。如必須使用時(shí)可在錨樁與軌距桿連接處加裝膠墊，以保持動(dòng)態(tài)時(shí)足夠的彈性。

（5）道岔起道搗固作業(yè)時(shí)，沒有做到直曲股同起同搗，岔枕全長沒有通搗，起道后搗固距離不足而形成暗坑，經(jīng)列車碾壓后出現(xiàn)高低、水平等病害引起晃車。

加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員責(zé)任心的教育，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，熟練掌握作業(yè)要領(lǐng)和技能，作業(yè)后加強(qiáng)驗(yàn)收檢查。

（6）扣件離縫、扭矩不足，加大了道岔動(dòng)態(tài)幾何尺寸的變化。作業(yè)時(shí)，如果不注意消除軌距調(diào)整塊前后離縫或者扣件扭矩不足，將會(huì)加大動(dòng)態(tài)道岔軌距、軌向的變化[3]，形成軌道橫向不平順，造成列車通過道岔時(shí)晃車。

提高作業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。作業(yè)后全面檢查扣件是否齊全、位置正確、作用良好，消除軌距塊與軌底間的縫隙。

8.結(jié)語

道岔病害產(chǎn)生的原因較多，如何整治工務(wù)部門的一項(xiàng)技術(shù)難題。在道岔維修作業(yè)中，要堅(jiān)持動(dòng)靜態(tài)檢查相結(jié)合、人工添乘和儀器檢測(cè)相結(jié)合，認(rèn)真調(diào)查、分析病害形成的原因，采取有針對(duì)性的整治辦法，必將大大減少病害的數(shù)量。