刘 桂 双

(茶坞工务段，北京 101402)



提高大秦线道岔轨件使用寿命的探索

刘 桂 双

(茶坞工务段，北京 101402)

介绍了大秦线茶坞段道岔设备的现状，对茶坞工务段道岔轨件的伤损使用情况进行了分析，并针对道岔轨件的伤损原因，提出了道岔轨件的养护维修策略，旨在降低轨件的伤损率。

道岔，轨件，养护维修，伤损

大秦线是一条集“速、密、重”于一体的煤炭运输专线，自2014年年运量达到4.5亿t后，年运量一直居高不下，在如此高强度的运输冲击下，轨件伤损率呈现大幅增长趋势，道岔轨件使用寿命大大缩短。

目前大秦线线路大维修时间极其有限，每月维修天窗只有3次，每次仅120 min。在如此有限的作业时间下线路得不到有效的养护维修，使轨件伤损的几率大大增加，伤损发展速度也大大加快，更换频率也随之增加，给养护成本费用带来巨大压力，也给安全生产带来巨大隐患。道岔部位是重载线路的薄弱环节，道岔轨件的伤损已经成为制约安全生产的瓶颈，应引起我们的高度重视。现在摆在我们面前的问题是如何对道岔轨件伤损成因进行数据分析，研究行之有效的解决轨件伤损快速发展的方法，从线上养护方面及轨件类型使用方面探索，适合大秦线现运输组织模式的安全的经济适用的养护维修方式。

1 茶坞工务段道岔设备概述

茶坞工务段共计管辖大秦线及相关联络线线路947.432 km、站场13个、道岔455组。大秦重车线为75 kg/m钢轨跨区间无缝线路，轻车线为60 kg/m钢轨跨区间无缝线路。大秦线目前使用的主要道岔型号分为P75/12#，P60/12#，P60/9#，其中：P75/12#道岔87组占19.1%，P60/12#道岔156组占34.3%，P60/9#道岔75组占16.5%。

大秦线目前使用的道岔轨件主要由中铁山桥集团公司、北京特冶工贸有限公司、德盛铁路器材有限公司、浙江贝尔通信集团公司等几个厂家供应。

自2010年大秦线运量从3.3亿t猛增至4.0亿t，道岔薄弱环节病害凸显，尤其是近几年大秦线运量居高不下年运量都在4.4亿t左右，轨件伤损病害增加尤为明显。仅2015年茶坞工务段就发生道岔轨件各种伤损1 409处，更换辙叉、尖轨、基本轨等主要道岔轨件488根/个，如何延长道岔轨件使用寿命、降低轨件伤损的发生发展、保证生产运输安全，已经是摆在我们面前的刻不容缓的一项研究课题。

2 道岔轨件伤损使用情况分析

2.1 轨件伤损种类及分布

大秦线道岔轨件伤损主要类型有掉块、裂纹、核伤、压溃、磨耗等几种，其中：2015年轨件伤损类型中掉块占45.2%，核伤占16.4%，裂纹占20.5%，压溃磨耗占17.8%，说明掉块是道岔轨件伤损的主要方面，掉块的发生与日常养护打磨不到位有很大关系，接头部位若得不到充分打磨或轨面打磨不及时，在列车快速通过时车轮就会加大轮轨的硬接触力，轨头受到强大冲击力就容易产生掉块或轨面低塌，造成轨件伤损。

2.2 轨件伤损数量大幅度上升

随着大秦线运量的逐年增加，线路、桥隧、路基病害及轨件伤损每年都呈上升趋势，尤其是2013年以后大秦线列车密度增大、车速提高，已不具备利用列车间隔作业的条件，路局要求停止利用列车间隔进行线路养护维修作业，线路得不到充分时间养护，轨件伤损特别是道岔轨件伤损更是大幅上涨。

表1是2014年—2015年道岔轨件伤损情况分布表。

表1 2014年—2015年道岔轨件伤损分布统计表

从表1可以看出：无论是从伤损类型还是伤损位置，2015年道岔轨件伤损比2014年同期都有很大程度的增长，轨件伤损增加率达到100%，其中轨底核伤增加率尤为明显达到惊人的300%。如此大的伤损增长速度，无论是从养护维修方面还是伤损轨件更换方面，都给维修成本费用带来了巨大压力。

2.3 轨件伤损速度明显加快，伤损周期缩短

2014年以来，轨件伤损发展的速度明显加快，尤其是铝热焊等强度低于母材强度的处所伤损发展更为迅速，以往轨件从核伤加固发展到更换往往需要几个月甚至更长时间，而现在一个月内或几天就能从轻度核伤发展为重伤，轨头裂纹和夹板裂缝的发生率也大大增加，例如：

1)2014年11月17日探伤作业人员发现大秦下行296+17#焊道处轨头外口核伤，2A：5～6.8出波，32 dB，建议加固；11月24日再次检查该处时，2A：5～6.8出波，37 dB，达到重伤建议更换。

2)2014年3月9日检查迁西站28#道岔为P75/12#整铸锰钢辙叉，发现叉心压低5 mm、肥边3 mm～4 mm，11月19日检查该道岔叉心已压溃严重、大小道尺不能保持，更换下线。

3)2015年6月14日探伤作业人员发现大秦线下行309+17#铝热焊处所，焊道处轨头外口核伤，1A通道4～6出波，34 dB，2A：4.2～6出波，37 dB，建议更换。此处铝热焊为2013年10月16日集中修天窗焊联，使用时间不到2个月就发展为重伤需进行更换。

从上述几例可以看出，大秦线尤其是大秦重车线钢轨轨件在大轴重、高密度的列车碾压下压力达到钢轨的屈服强度，加之应力传递不均造成应力集中，钢轨内部晶体伤损发展迅速，轨件部鱼鳞伤、掉块、垂磨、侧磨、波磨、压溃、掉块、裂纹等发展也非常快。

据统计茶坞工务段某车间1 d发现重伤最多可达8处需更换，且没有维修天窗，临时要点处理十分困难，往往需几天才能将重伤轨处理完毕，大大增加了断轨风险，给行车安全带来巨大隐患。

2.4 道岔轨件更换频率增加，使用寿命缩短

1)2013年1月～8月与2014年同期辙叉、尖轨、基本轨更换数量对比。在养护维修周期不能保证，轨件伤损快速发展的情况下，若要保证生产运输的绝对安全就只有对轨件及时进行更换。自年运量达到4亿t以来，道岔轨件的更换频率大大增加，更换周期大幅缩短。具体分析对比见表2。

表2 2013年1月～8月与2014年1月～8月道岔轨件更换对比表

从表2可以看出2014年1月～8月辙叉、尖轨、基本轨伤损更换率比2013年同期都有不同程度的大幅增加，其中基本轨的更换增长率最为明显达到40.6%。大秦线2014年1月～8月较2013年同期运量增加2.2%，而轨件更换增长率平均达到21%，是运量增长率的近10倍。说明轨件伤损和更换频率的增加不仅和运量的增长有关系，更重要的原因在于在大运量、高速度、高密度的运输组织模式下，轨件养护维修周期不能保证，致使轨件伤损和更换频率大大增加。

2)2013年1月～8月与2014年1月～8月各种型号辙叉、尖轨、基本轨具体更换数量对比见图1～图3。

从图1～图3可以明显看出，重车线P75/12辙叉、尖轨、基本轨更换量最大，且2014年较2013年增长率较高。从更换数量最大的P75/12辙叉可以看出，整铸锰钢辙叉较合金钢辙叉更换频率高出很多，说明合金钢辙叉较整铸锰钢辙叉使用寿命长出很多。

2.5 道岔轨件使用费用大幅增加

据统计分析，茶坞工务段2015年各种道岔轨件的使用费用比2014年同期增加399余万元，具体分析情况见表3。

表3 道岔轨件使用费用表 万元

合金钢拼装辙叉使用年限在181 d左右，整铸锰钢辙叉使用年限在70 d左右。就大秦线更换最频繁的P75/12型辙叉分析，同一组道岔若使用整铸锰钢辙叉一年需使用5.2个成本费用在14.6万元左右，若使用合金钢拼装辙叉一年需使用2个成本费用在9.6万元左右，更换一个辙叉人工费用0.15万元左右，所以同一组道岔若使用合金钢拼装辙叉比整铸锰钢辙叉一年节省费用在5.48万元左右。所以建议使用合金钢轨件，更改轨件的钢轨材质，提高轨件的强度，降低道岔轨件使用和养护的成本费用。

3 道岔轨件伤损成因分析及养护维修对策

3.1 道岔轨件伤损大幅上涨的原因分析

1)大轴重、高运量、高密度的运输组织模式。目前大秦重车线列车轴重为25 t，27 t，日开行列车最高可达90列，日运量达100多万吨，如此高强度的运量，引发道岔轨件伤损量急剧增加。道岔轨件使用寿命大大降低，各种直观伤损发生周期也大大缩短，直接导致轨件更换频率的增加。

2)线路大修周期跟不上，道床问题得不到有效解决。道岔地段不能利用大机进行道床清筛，只能进行人工清筛换砟，道岔换砟周期不能保证，道床板结较为严重。道床失去弹性，冒泥、空吊等病害随之产生，加大了列车轮对轨面的硬接触的冲击力，进而造成轨面压溃、钢轨裂纹、钢轨接头坍低等伤损大幅上升，钢轨内部核伤发展也会加快。

3)轨件养护维修工作滞后，轨件病害得不到及时处理。自停止利用列车间隔进行维修作业以后，道岔养护维修只能纳入天窗进行，道岔养护维修时间大大缩短。道岔打磨周期不能保证，轨面不能得到及时修理，肥边、压溃、划痕等若得不到及时打磨处理很快就会发展成重伤，接头若得不到有效的周期性的打磨维修，在列车的硬接触冲击下就会形成掉块，增加了钢轨伤损发生的几率。轨面发生伤损后越是得不到及时处理，在强大冲击力下伤损发展越快，形成恶性循环，最后轨件伤损到一定程度就只能进行更换下线，大大缩短轨件更换周期。

3.2 降低道岔轨件伤损提高养护维修效率的对策

1)合理安排道岔大中修，结合道岔设备实际情况及时安排对道岔进行成组更换或对大轨件、岔枕进行成组更换，提高道岔整体强度减少伤损病害。

2)保证道岔维修周期，及时安排道岔换砟，加强道岔的小清筛及边坡清筛力度，疏通道岔排水，保证道砟的整洁，改善道床弹性，从而缓解列车对轨面的冲击力，有效降低轨件的伤损发展。

3)及时更换道岔大胶垫，对压溃的大胶垫尽量进行成组更换，使用高弹性胶垫，保证钢轨弹性和道岔的受力均匀。

4)加强轨面的修理，缩短道岔打磨周期，及时解决轨面伤损，提高轨面平顺度，改善轮轨接触关系，降低轨件的硬接触力，从而降低伤损的发展速度。

5)加强道岔轨件的手工检查力度，对发现的压溃、肥边、鱼鳞伤、接头坍低、大轨缝等及时安排处理，避免在列车的冲击下伤损进一步发展。

6)大力推行岔区设备单元化、等级化管理，推进维修的检、养、修分开，开展道岔设备的状态修、等级修，使道岔各部几何尺寸在临修范围之内、岔区大平大向良好、零配件齐全有效扭力达标，使道岔设备质量保持均衡，进而延长轨件使用寿命，减少轨件伤损的发生。

7)引进新技术，使用道岔打磨大机利用集中修对道岔进行周期性打磨。人工进行道岔打磨往往效率低，效果不佳，利用大机对道岔每季或每月进行打磨一遍，能够有效解决道岔轨面不平顺、坍低、压溃、肥边等问题，能够使工作效率大大增加，减少钢轨伤损。

8)大力推行岔区无缝化，在整组道岔范围内，对道岔直股绝缘接头全部采胶结绝缘；对道岔轨件各部接头处所全部实施无缝焊联，其中需对辙叉直股、直尖轨、基本轨等进行厂内加长处理，能够大幅度的降低接头的冲击力度，减少接头次生病害，大幅度的提高道岔轨件的使用寿命。

9)改进道岔轨件的钢轨材质，提高轨件的强度。建议使用拼装型合金钢辙叉，同一组道岔若使用合金钢辙叉较整铸锰钢辙叉全年节省在5.48万元左右，且合金钢辙叉伤损率低，需养护维修周期短，养护维修工作量小，是较为经济实用的辙叉类型。

总之，在如此大的运量下，维修天窗时间又如此有限，养护维修工作不能得到保证。若要从根本上控制轨件伤损率的发展，还得从根源上下功夫，保证天窗数量和天窗时间，能够有充足的时间进行道岔养护，是解决道岔轨件伤损发展快、更换使用周期短、养护维修成本高等问题的前提。

Inquiry on improving Da-Qin railway turnout serving life

Liu Guishuang

(Cha-WuBusinessSection,Beijing101402,China)

The paper introduces Cha-wu Business Section turnout equipment status of Da-Qin railway line, analyzes the turnout rail damage and utilization conditions of Cha-wu Business Section, and puts forward turnout rail maintenance strategies in light of turnout rail damage causes, with a view to reduce the rail damage rate.

turnout, rail, maintenance, damage

1009-6825(2016)18-0134-03

2016-04-13

刘桂双(1985- )，男，助理工程师

U213.6

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