黄 丙 寅

(太原市轨道交通发展有限公司,山西 太原 030001)

1 概述

新建轨道交通线路或既有线路大修后，一般会使用电子平直度尺对钢轨焊接接头进行平直度检测，对检测出来不合格的接头会进行处理。常用处理方法主要有打磨、热矫直和锯轨重焊等，其中锯轨重焊大量增加线路接头数量，是线路的不利因素，因此平直度检测的准确性至关重要。我国铁路现有的标准和规范对平直度检测技术条件都没有明确的要求，但在实际检测时因为线路状况、扣件安装状态等因素常会对平直度检测结果产生影响，因此有必要对平直度检测影响因素进行分析，并设定相关检测技术条件。

2 分析方案

一般在施工现场进行平直度检测时，可能对平直度结果造成影响的因素有扣件安装状态和线路顺直情况等，本文将重点针对此两项因素进行分析。分析方法采用控制变量法，电子平直尺导出波形图，采样多组数据进行对比分析。扣件安装因素分析首先选取平直度处于标准状态的钢轨母材作为试验数据采集点，控制其他条件满足平直度检测要求时，变换扣件安装状态，最后记录变换后钢轨母材平直度波形图进行分析；线路顺直情况因素分析采用基地焊(厂焊)接头，铺设到线路上后不同矢量差的平直度波形图与基地焊工作台位上测量平直度进行对比分析。最后通过综合对比得出相应条件对平直度测量结果的影响，从而制定标准测量技术条件。

3 扣件安装状态对平直度检测影响

线路维修规则规定，时速160 km以下的正线轨道交通，线路轨道静态几何尺寸容许偏差，10 m弦测量的最大矢度值，轨向和高低偏差均为3 mm。因此，选取符合上述条件的轨道区段进行测试数据采集。数据采集选取10处钢轨母材(避开焊头)分别编号，先检测精调完毕后钢轨母材平直度数据，然后分别再检测松开1个扣件、松开2个扣件、松开3个扣件、松开3个扣件再紧中间扣件的平直度数据。检测完后对各组数据进行分析对比，得出扣配件安装状态对平直度检测影响。

取采集数据中一组典型数据分析如下。

3.1 标准状态平直度

该编号母材处所在区间线路线形满足验标要求，附近扣配件安装良好，弹条“三点密贴”。此标准状态情况下钢轨顶面(也称行车面)、轨头侧面工作边(也称导向面)的平直度检测见图1,图2。

由平直度波形图可以看出钢轨顶面有不大于±0.05 mm的高低波动，行车面有不大于±0.1 mm的方向波动。

3.2 松开1个扣件平直度

在该编号母材处，松开1个钢轨扣件，并以该扣件位置为中心，测量钢轨母材的平直度。

测量结果显示，当松开1个扣配件时，钢轨上拱度抬高了0.07 mm，钢轨方向趋于顺直。

3.3 松开2个扣件平直度

在该编号母材处，连续松开2个钢轨扣件，并测量该处钢轨母材的平直度。

测量结果显示，连续松开2个扣件后，该钢轨母材侧面工作边平直度较标准状态基本无变化，钢轨顶面较标准状态上拱约0.07 mm，上拱量同松开1个扣件相同，但是上拱区间增宽。

3.4 松开3个扣件平直度

在该编号母材处，连续松开3个钢轨扣件，并测量该处钢轨母材的平直度。

测量结果显示，连续松开3个扣配件钢轨工作边平直度较标准状态无明显变化，但是顶面平直度较标准状态上拱约0.07 mm，同松开1个和松开2个扣配件状态相同，但是上拱区间较松开1个扣件明显增大。

3.5 松开3个再紧中间扣件平直度

在该编号母材处，连续松开3个钢轨扣件，再把中间1个扣件旋拧至标准状态，并测量该处钢轨母材的平直度。

测量结果显示，上紧中间扣件，钢轨顶面平直度接近于标准状态时的平直度，导向面平直度增大0.1 mm。

4 线路平顺度对平直度检测影响

在焊轨基地的生产线上，安装有平直度测量区(也称为测量平台)，其特点是模拟线路上的钢轨处于完全水平和直线状态，在这种条件下测量接头的平直度是理想状态。此组检测方案以焊轨基地焊头(厂焊焊头)为基准状态。

首先从线路选取30组基地焊焊头，然后记录下其编号并检测其3 m弦线测量钢轨顶面和轨头侧面工作边矢量值，然后用电子平直尺检测以该焊头为中心的1 m范围平直度波形图。最后根据记录的矢量值和波形图与厂焊波形图进行对比，分析不同矢量值对波形图的影响，从而得出线路平顺度对平直度检测的影响。取其中几组典型数据进行分析如下。

4.1 最大矢量偏差不大于1 mm条件

031212112613号接头。

3 m弦线测量钢轨顶面数据：7，6.5，6，7，7。

侧面工作边数据：6.5，6.5，6.5，7，7。

轨道高低最大矢量偏差为1 mm，轨道方向最大矢量偏差为0.5 mm。

测量结果显示：1)焊轨基地焊接的接头，运输铺设到铺轨基地或者铁路线路上后，钢轨顶面平直度通常会比基地测量值降低0.1 mm～0.14 mm，这属于接头正常沉降的一般规律。2)在线路上用3 m弦线测量，当轨道高低最大矢量偏差为1 mm、且有2个高点在焊缝处时，现场测量的顶面平直度峰值比基地测量值低0.1 mm。3)在线路上用3 m弦线测量，轨道方向最大矢量偏差为0.5 mm时，导向面平直度与焊轨基地测量结果基本一致，当接头被抬高时，导向面会产生向道心方向弯曲的变化。

4.2 最大矢量偏差1.5 mm条件

062G12112710号接头。

3 m弦线测量钢轨顶面数据：7.5，6.5，6，6.5，7.5。

轨道高低最大矢量偏差为1.5 mm。

测量结果显示，用3 m弦线测量轨道高低最大矢量偏差为1.5 mm、且焊缝处于高点时，现场测量的平直度与出厂时基本一致，说明现场测量时接头被抬高了0.1 mm。

4.3 最大矢量偏差大于3 mm条件

1)061G12110631号接头。

3 m弦线测量钢轨顶面数据：4，1，0，0，0。

侧面工作边数据：8，8.5，8.5，9，9。

轨道高低最大矢量偏差为4 mm，轨道方向最大矢量偏差为1 mm。

2)062E13112931号接头。

3 m弦线测量钢轨顶面数据：12，14，15，15，14。

侧面工作边数据：6.5，6，5，4.5，5。

轨道高低最大矢量偏差为3 mm，轨道方向最大矢量偏差为2 mm。

根据这两组数据可以看出当轨道高低最大矢量偏差大于3 mm时，现场测量结果产生了约+0.4 mm～+0.6 mm的误差。当接头被“抬高”后，导向面会产生向道心方向的弯曲；当接头被“降低”后，导向面会产生远离道心方向的弯曲(使轨距加宽)。

5 分析结论

通过以上平直度检测数据分析可以得出如下结论：

1)扣配件安装状态会直接影响钢轨顶面平直度的检测结果，如果施工现场扣配件安装“三点不密贴”或者少安装扣件都会对平直度检测结果产生顶面“拱高”或者导向面“内缩”的影响。

2)线路平顺度会对平直度检测结果产生影响，现场检测平直度时，检测结果会随着钢轨顶面的“拱高”或者“降低”而产生“凸”或者“凹”的波形，线路方向的摆动也会造成钢轨导向面的平直度产生相应的波形，而且线路“抬高”或“降低”还会对导向面的平直度检测造成“向心”或者“离心”的影响。

6 结语

通过上述结论我们可以依据这些影响因素制定出有针对性的技术条件来确保平直度检测时能接近钢轨焊头最真实的情况：

1)如果钢轨处于锁定状态，检查轨下垫板、钢轨扣件、轨距挡板等均应按照有关标准安装到位且道钉扭矩符合要求。

2)如果钢轨处于自由状态，应采用拨轨、垫轨等方法将钢轨垫平、拨直。

3)用3 m弦线测量钢轨的轨顶面最大矢量偏差应不大于1 mm，工作边最大矢量偏差应不大于1 mm。

4)具备上述条件后，按照铁道行业标准TB/T 1632钢轨焊接的要求测量钢轨焊接接头的平直度。

通过这种技术条件要求可以准确的检测焊头平直度，避免了因为检测因素导致的“误判”，减少了修轨锯轨量，从而减少了线路焊缝不利因素的数量，值得在行业内推广。