刘 磊

（济南局集团公司 济南工务机械段 工程师 山东 济南 250022）

0 前言

目前，我国铁路无缝线路换轨大多采用的是人工拨轨式换轨和利用换轨小车拉轨式换轨两种方式，而这两种换轨方式各有利弊，人工换轨作业多出现在北方各铁路局，具有施工时无机械车进入区间，封锁命令下达后即可开始拆除既有钢轨，开通线路不用等待机械车返回车站等特点，但是该作业方式存在使用劳力多、劳动强度大、作业人员人身安全风险高等缺陷。随着劳动力成本和铁路对安全生产要求的不断上升，人工换轨已不适应铁路的发展要求。

换轨小车拉轨式换轨,在施工过程中可以减少施工单位在施工过程中人力的投入,因而能在一定程度上降低生产成本。该车由拨入长轨小车和拨出短轨小车组成，作业时由轨道车牵引，拨入长轨小车在前，拨出短轨小车在后，两小车之间用钢丝绳连挂。平时换轨小车放在平板车上，作业时由平板车上卸下，作业完毕再回放到平板车上，由轨道车回送到换轨队宿营地。该设备结构简单,操作方便，只要把新旧轨拨到小车上,依靠轨道车牵引动力即可进行换轨作业。换轨小车的使用使换轨施工机械化程度进一步提高,在最繁重的人工拨轨工作中实现了机械化。本文作者在换轨施工中，不断摸索，总结并提出了对换轨小车进行改进的几点革新建议，付诸实施后降低了设备故障率，提高了生产效率。现就这些改进建议的提出、特点及实施方法、初步效果分别作如下介绍。

1 换轨小车去胶皮装置

1.1 装置设计初衷 钢轨和轨枕间垫有橡胶垫，由于长时间风吹日晒，旧轨下的橡胶垫在更换时已经老化，部分已与钢轨粘连在一起。这样会造成换轨小车在作业过程中产生振动，速度降低，严重影响换轨小车的拉轨效率。另外，在旧轨回收中，如果不对橡胶垫进行清理，旧轨顺入道心后就会不平，这样不仅增加了收轨作业的难度而且还产生了安全隐患。为了提高换轨小车作业效率，更好地保障收轨作业，减少安全隐患，我们设计了一种去胶皮装置。

1.2 装置设计原理及使用效果 该装置直接安装在换轨小车旧轨输送小车上，在钢轨输送通道下侧设置一刮胶皮挡铁，通过连接杆与脚踏板连接，中间加一铰支点，形成杠杆型式，该挡铁常态位置在钢轨下部（不影响走轨），可进行上下升降，当钢轨下部出现粘连胶皮时，跟小车人员用脚踩下脚踏板，挡铁升起，胶皮就被刮掉。旧轨小车两侧各设置一个去胶皮装置，结构简单，操作方便。

通过安装去胶皮装置，换轨小车整体功能进一步完善，现场作业人员再也不用担心因清理旧轨胶皮造成的挤手、轧脚等人身伤害事故，提高了换轨施工的安全系数及作业效率。

2 换轨小车更换钢轨自动转换装置

在换轨施工中，所更换的钢轨以60#为主，有时也进行50#钢轨的更换。在这个过程中需要对换轨小车进行改造。往年的施工都是根据施工计划提前将换轨小车改造好。由更换60#轨改成更换50#轨主要是将换轨小车各个支撑平轮通过加垫和补焊抬高一定高度，达到相关尺寸要求。这样虽然能解决问题但增加了设备维修和改造成本，而且操作起来比较复杂，车辆一般在施工现场，修理起来困难重重。

经过现场测算、分析，设计出一种简便易操作的50#换60#转换装置，基本原理就是将平轮轴的轴端和槽接触的一段做成方型，其中左右两个面起定位作用，在上下两个面中的其中一个上焊一个凸块，凸块高度和换50#轨到换60#轨时平轮垫高高度一致，当更换50#轨时，将带有凸块的一面朝下；当更换60#轨时，将带有凸块的一面朝上即可。这样即起到了定位作用，又起到了垫高作用(改进后的换轨小车滚轮及滚轮轴如图1所示)。

图1 换轨小车滚轮及滚轮轴（改进后）

经过改造后的小车，操作程序简化，简单易行。小车操作人员用几分钟就可以办理，省时、省工、省力，维修成本和人力成本均大大降低。

3 新旧轨小车连接板的改造

3.1 改造原因 两换轨小车（新轨、旧轨）在平板车上存放时，为防止车辆运行引起的两小车间的相对运动，我们为换轨小车设计了连接板。连接板两端用销子和小车连接，避免了因两车相对运动引起的碰撞。当进入施工现场，小车需要上下平车时，连接板同时起到牵引作用。

我们最初采用的连接板模式（见图2），使用一段时间后，我们发现该连接板故障率非常高，主要故障形式是因受弯曲应力造成的连接板弯曲变形。该故障发生后，连接板两侧的定位孔不在一个平面上，无法穿销，起不到连接作用。而且一旦连接板弯曲变形超过一定限度，该连接板必须更换。

图2 改进前换轨小车连接板示意图

3.2 实施方案及效益 我们研制了新型连接板，该连接板由两块板组成，中间由转动副连接。该机构不仅起到连接作用，而且消除了弯曲应力造成的破坏，降低了故障率，节约了成本，提高了工作效率（改进后的换轨小车连接板如图3所示）。

图3 改进后换轨小车连接板示意图

4 结论与展望

1）结合现场实际开展技术革新很有必要。 随着我国铁路建设的跨越式发展,铁路运输逐步向高速度、大运量、高密度方向发展,要求线路尽快加强轨道结构,主要干线均需换铺无缝线路,换轨施工的技术标准及工艺水平的高低直接影响着车辆运行的安全和舒适度，始终做到规范的施工流程,不断深化改进和优化施工工艺对铁路新时代高速发展有着至关重要的作用。

在换轨大修施工逐步步入机械化的进程中，对设备的改造和革新至关重要。济南工务机械段换轨车间对换轨小车进行了一系列的技术革新，实践证明这些技术革新提高了作业效率，降低了安全风险和设备故障率，减少了用工，增加经济效益。

2）后续展望。我国铁路运营里程已突破12 万公里，每年无缝线路钢轨更换数量在不断增长，使用换轨小车进行换轨作业在铁路系统虽然已得到了广泛应用,但是换轨小车换轨还存在以下弊端：首先，换轨小车不自带动力，需要轨道车牵引作业；其次，小车后还需要跟随作业人员使用撬棍进行新轨入槽等辅助作业，存在人身安全问题，而且更换的新轨由于受到人为外力扰动容易出现钢轨不平顺和毛细裂纹，降低了换轨质量；再次，由于换轨小车托架平板车的存在，阻碍了起点气压焊的施工组织，严重影响线路正点开通；最后，由于换轨小车自重小，曲线作业时存在脱线风险。因此，利用换轨小车作业也存在局限性，换轨施工现场对于低强度、高效率、高自动化的新型快速换轨设备的需求非常迫切。