钢轨接头病害整治

摘 要：钢轨接头是普通有缝线路上最薄弱环节,巩固以及强化接头是工务养路工作的重点.尤其是近几年来随着铁路运输向高速重载的发展,钢轨接头病害越来越突出,整治线路接头病害的费用支出也大副增加.为了有效控制钢轨接头病害的发生,我们在养护维修工作中,必须认真分析各种接头病害产生的原因,采取切实可行的措施,尽可能地延长设备的使用寿命.

关 键 词：接头病害；整治

1钢轨接头病害的成因分析

1.1钢轨接头的主要病害

从现场情况来看,接头病害主要有：淬火钢轨端部的鞍形磨耗、低接头、钢轨破损、夹板弯曲或断裂、混凝土轨枕裂纹或伤损、道床板结、翻浆冒泥等.

1.1.1钢轨端部的马鞍型磨耗

磨耗深度一般为0.8mm～1.5mm,长度一般为200～300mm,在铺设混凝土轨枕地段比较明显,而且发展也较快.

1.1.2低接头

这种病害一般发生在捣固不良地段,尤以曲线下股比较多见.钢轨在出现压溃、揭盖和马鞍形病害时,就大大增加了列车的冲击力,而列车车轮通过钢轨接头时,其辗压冲击的增大又会增大低接头病害的发展,两者是互为因果的；接头捣固不实,有空吊板或暗坑；接头枕木失效,抗压能力减弱；线路爬行,枕木位置发生位移,轨缝过大,轨头高低不平等原因都会造成钢轨低接头.

1.1.3钢轨破损

主要是轨顶面剥落、掉块和螺栓孔裂纹.这种病害多数发生在淬火分界处和轨端,以曲线上股多见.

1.1.4夹板弯曲或折断

主要是顶部出现的细小裂纹,以后逐渐扩大.形成此病害的主要原因是运营一段时间后,受列车横向力的冲击,夹板弯曲,螺栓不紧,轨缝顶严；线路道床夯拍不实,纵横向阻力不足,轨枕失效枕木底接触面积小,有吊板、暗坑以及路基松软与基床病害等都会造成或加剧支嘴接头的发生与发展,导致钢轨和夹板发生硬弯.

1.1.5道床板结、溜坍沉陷、翻浆冒泥

前者主要发生在铺设混凝土轨枕并有马鞍形磨耗的地段.道床翻浆冒泥、板结,造成道床弹性减少,致使接头处动力增加,随着时间的延长,容易产生低接头.接头处的翻浆现象,基本上都是道床翻浆,基床翻浆比较少见.道床翻浆中有相当一部分是表层道床翻浆,即大约在枕下100mm范围内由于道碴间接触应力大,以及频繁的手工捣固,产生大量石碴粉末,以致阻滞道床排水通道,从而引起翻浆.

1.2钢轨接头病害的产生原因

1.2.1低接头

由于轨缝的存在,破坏了轨道的连续性,列车通过接头时,引起剧烈的冲击和振动,造成轮轨之间巨大的相互作用力,导致接头处的轨道变形,形成低接头.低接头又加大了轮轨间的冲击力,造成恶性循环,从而使轨道接触应力与钢轨弯距、道床应力及道床振动加速度等超过有害限度,造成钢轨砸伤掉块、螺孔裂纹、夹板折断、轨枕断裂、道床板结、翻浆冒泥等接头综合病害.造成钢轨低接头的原因是多方面的,也是复杂的,低接头会造成轨面不平顺,车轮通过轨面时产生巨大的冲击力,直接危及着行车安全.通过对大准线接头养护工作的实践总结来看,造成钢轨低接头大致有7个原因：

（1）钢轨接头错牙：钢轨接头处高低错牙,主要是接头两端捣固强度不均匀或接头两轨枕（特别是木枕）的材质不一造成的,其次还存在着钢轨本身缺陷,如钢轨高度误差,材质软硬差别等原因也会形成接头轨面不平顺,久而久之使钢轨两端垂直磨耗不均匀.

（2）接头轨枕失效,抗压能力减弱,接头两端轨枕失效,大大降低了轨道抗压能力.

（3）夹板有上下弯,过车时接头上下摆动,由于接头养护不当,造成夹板弯曲,随着过车次数的增加,夹板弯曲程度增大.

（4）轨缝过大,轨面高低不平,轨缝过大增加了车轮对接头撞击力,容易损伤钢轨及连接零件,久而久之形成低接头.

（5）接头出现钢轨破损,压溃和马鞍形病害增大了列车冲击.

（6）由于列车的不断冲击,会引起螺栓松弛、接头松动.其结果使接头不能作为一个整体来受力,个别零件可能因负荷过重而损坏.同时会增加夹板和轨端的磨耗,形成接头不平顺,使低接头加剧.

（7）接头范围内道床脏污,影响正常排水,引起翻浆冒泥、道床板结、失掉应有的弹性,不能保证捣固质量,水平、高低变化快.

1.2.2轨道接头结构上的不平顺,

轨道接头存在结构上的不平顺,这就导致轮轨之间产生较大的附加动力作用.过大的附加动力作用又促使不平顺的发展和附加动力的增长,同时也就促进了接头病害的发展,可见,钢轨接头病害的发生与发展是互为因果的.

1.2.3养护方法不当

铁路的接头养护是工务部门养护维修工作的一项重点和难点.工务部门养护维修工作量的60%～70%都用在了接头养护上.对于接头养护必须根据每一个接头的实际情况,采取综合整治措施才能取得成效.根据这几年的实践经验,对于接头的养护主要从以下几方面展开：（1）根据当地的气温变化情况,及时调整不良轨缝,保持适合的轨缝；（2）保持接头螺栓和扣件的扭力,使接头的部分连接保持稳定状态；（3）接头部分道床在捣固时要保证良好的捣固质量；（4）对于低扣接头要进行平轨处理；（5）对于出现下弯的夹板要更换为上弯夹板或减振夹板；（6）要重视对轨面的修理,对于出现的轨端不均匀磨耗、掉块、擦伤等缺陷和病害要采取焊补、打磨等多种方式进行修理；（7）改善接头部位道床的弹性,主要是清筛板结和翻浆道床,更换磨圆的石碴.

2钢轨接头病害的整治

由于钢轨接头微小的病害经过恶性循环,能很快发展成为严重的接头病害,因而要把预防接头病害放在重要位置,并贯穿与生产管理与维修的各个环节,防微杜渐,把病害消灭在萌芽状态.钢轨接头是普通有缝线路上最薄弱环节,巩固以及强化接头是工务养路工作的重点.钢轨接头虽然保证了钢轨在一定范围内的涨缩,但却在很大程度上破坏了轨道的连续性.2.1接头病害的整治

钢轨接头病害原因很复杂,而且是相互联系、互相影响的,任何一个单项措施都不可能取得好效果.因此应根据接头的构造弱点,以提高接头的整体性和平顺性入手,采取预防和整治相结合来消除接头病害.钢轨低接头是线路主要病害之一,如不及时预防和整治,钢轨夹板就要受到损伤,影响线路质量.对低接头病害除采用打磨、焊补和锯轨端等方法外,还可以从以下方面进行预防和减少低接头病害.

2.2整治低接头

2.2.1起道捣固

必须提高捣固质量、扒道床要做到“三够一清”,捣固时要捣够长度,捣够镐数,按作业要求排好镐位、捣匀、捣实,消灭空吊板,并及时回填道床,保持道床均匀保满,使轨道基础处于稳定状态

捣固应从两端小腰向接头进行,并且至少捣固前后6根轨枕.起道时,可将接头稍提高一些,木枕地段一般为4～5mm,混凝土枕地段一般为2～3mm.

2.2.2平轨

对于已经形成轨端向下永久变形的钢轨,用液压平轨机平轨.

2.2.3更换枕轨

对接头失效枕轨及枕底磨圆的混凝土枕轨进行更换.对接头处所的10根轨枕进行方正处理,适当缩小接头空挡枕间距至500mm,相邻枕间距分别为550mm、600mm、650mm、650mm.这点虽然有点违背有关规定,但对于低接头的整治效果十分明显.察看枕木底部是否有掉块现象,如果有必须进行更换新枕,否则接头处所会因轨枕支撑面不足而产生空吊板现象,同时平时的捣固也起不到应有的作用,不能提高整体的稳定性.

2.2.4更换夹板

根据调查发现80%的接头夹板存在0.3～1.0mm下弯.所以,可采用上弯夹板的方法整治轻微低接头.为了不改变夹板的金属组织,不出现细微的裂纹,上弯夹板的上弯量不得大于0.8～1.5mm.上弯夹板应进行水煮加温后向上顶,（制作上弯夹板时,应两块同时制作,使其上弯量一致,制作完成时应用铁线捆绑在一起）,严禁火烧加温.夹板中间加力点接触长度应不少于100mm,最大上弯量应位于夹板.接头上同一位置的两块夹板,应使其上供量一致,不得有横向弯曲.

2.3调整轨缝

在每年的春、秋两季对不均匀的轨缝进行调整,使之达到《维规》的要求,并且加强路线的锁定,防止爬行.轨缝：养护中要始终保持合理的轨缝值,对于大于构造轨缝的轨缝和连三瞎缝,利用每年3、4月和9、10月的天气及时进行调整.接头螺栓：目前使用的都是高强度接头螺栓,在列车的冲击荷载作用下,接头螺栓易出现松动、扭力下降等病害,应定期对螺栓的扭矩进行检查和复紧,保持接头螺栓扭力矩>500N·m,以保证足够的接头阻力.夹板和接头螺栓涂油；通过夹板和接头螺栓涂油可以减缓列车的冲击破坏作用,有利于保持较高的螺栓扭力矩.做好轨枕扣件养护和加强道床养护,保证足够的线路纵横向阻力.轨枕扣件安装和养护必须达到“紧、密、靠、正”的要求.

2.4整治接头错牙

接头错牙的存在,会使列车的轮对在通过接头时,因接头处钢轨的高低、左右不平顺,对接头产生强大的冲击,直接影响行车安全.因此,工区在检查作业时,发现接头错牙应通过打磨、加垫铁垫片等手段及时消灭接头错牙,在进行捣固作业时,一定要保证接头两端4～6根轨枕的捣固质量的均衡,保证钢轨接头的两端钢轨,轨面错牙或内侧错牙不得超过1mm,这样能有效防止接头的高低错牙.

2.5采用高强螺栓及弹性扣件

经常上紧接头、扣件螺栓,保持道床阻力,防止线路爬行,及时更换失效胶垫,增加弹性.目前使用的都是高强度接头螺栓,在列车的冲击荷载作用下,接头螺栓易出现松动、扭力下降等病害,应定期对螺栓的扭矩进行检查和复紧,保持接头螺栓扭力矩>500N·m,以保证足够的接头阻力.通过夹板和接头螺栓涂油可以减缓列车的冲击破坏作用,有利于保持较高的螺栓扭力矩.

2.6大力发展无缝线路,提高钢轨的焊接质量

2.6.1对于既有线上已经状态严重不良的低接头,可以采取移除接头的方法进行整治.即在接头处插入12.5m～16m的短轨,且对新增加的接头进行焊接,这样在一定程度上能缓解列车的部分冲击力.

2.6.2制作弹性轨枕,即在钢轨底部的轨底槽上刨切一定的深度,安装高强橡胶弹性底座,钢轨直接置于弹性底座上.在一定程度上能缓冲列车的冲击力,不至于接头受损.

2.6.3对于既有低接头的整治主要坚持捣固为主,垫片为辅,经常打磨的原则.平时应该特别注意接头处所的几何尺寸保持良好的状态.在如今高速、重载、客货混跑的新形势下,必须树立科学养护维修的理念,不断的探索,不断的试验,才能保证行车安全及旅客的舒适性.

3结论

根据以上对钢轨接头存在的病害分析,提出了一些可行性的整治措施.对于钢轨接头病害的综合整治必须治早治小,通过“紧、捣、筛、冻、垫、焊、磨、换”等作业,可以降低接头病害发生,改善钢轨接头状态及轨下结构弹性效果,尤其是接头低扣、翻浆、坍碴得到了有效控制,减小了养护维修的工作量,提高了线路设备的使用寿命,确保了线路运行的平稳度和安全性.只有不断深入研究轨道破坏原理,认真总结和探索养护新方法.才能在以后的工作中加强安全与维修的合理按排,确保行车安全和畅通.