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浅析钢轨接头病害原因与整治措施

2021-05-06吴旭

关键词:冲击力轨枕夹板

吴旭

同煤集团铁路运营公司塔山铁路分公司 山西 大同 037000

从轨道的结构来看,钢轨接头是其中较为薄弱的环节。随着铁路交通的发展,火车数量和运行次数的增加,对于钢轨接头带来很大的冲击压力,客观要求我们必须做好钢轨接头的维修和养护工作,避免钢轨接头病害的出现。列车的车轮经过钢轨接头,受到列车动载荷的影响,会产生一定的冲击力,日积月累之下,钢轨接头处会出现病害,如果不及时地做好维修养护,会加剧列车对轨道接头的破坏,形成恶性循环。

一、常见的钢轨接头病害

关于钢轨接头的病害类型,主要有以下形式:

首先,钢轨接头处出现道床塌陷,比如,受到车辆负荷的影响,高频率的车辆运行,给轨道接头施加大量的压力,导致接头处的道床出现塌陷的情况,这样会破坏掉钢轨的整体平整度,导致部分钢轨轨枕外露,降低道床阻力。

其次,钢轨接头磨耗的出现。磨耗的深度在0.3-2.9mm之间,长度在200-300mm之间,这种情况经常出现在有混凝土枕铺设,但是捣固质量不好的钢轨地段。由于捣固不实,增加接头磨耗。

第三种,钢轨接头出现顶面破损。例如,接头出现螺纹孔裂纹、铁轨面出现掉块、剥落等情况。这中接头病害主要分布在钢轨端和淬火层分解出,主要发生在曲线上股。

第四种,低接头。低接头的情况,经常发生在那些捣固质量不高的地段。这种病害主要分布在钢轨接头前后的轨枕间,曲线下股的发生概率要大于曲线上股。

第五种,轨枕空吊的情况。这种病害主要发生在钢轨接头下面的缓冲层,缓冲胶垫窜出,导致空吊。这种病害经常出现在捣固质量不佳的地段,轨枕螺栓未紧固到位以及垫板厚度大于10mm的钢轨路段。

第六种,混凝土轨枕遭到破坏失效。这种病害常见于轨道下面是垂直断面,同样受到捣固质量的影响,捣鼓不均匀地段最为常见。

第六种,钢轨接头处道床出现翻浆板结、泛白等情况,道床弹性下降,加大接头病害的出现概率。道床与轨枕一样,都具有一定的缓冲作用。如果道床弹性下降或者轨枕空吊,都会让钢轨接头承受更大的冲击力,加剧病害的出现。

第七种,低接头由于几何尺寸出现超限的情况,导致晃车。钢轨接头出现病害后,不及早处理,就容易出现超限和晃车的情况。

第八种,钢轨接头出现的红光带或者信号突变情况。钢轨结缘接头受到车辆的碾压,钢轨出现的飞边,容易引发红光带或者是信号突变。这类病害常发生于夏季,钢轨受热膨胀。

第九种,接头夹板出现弯曲,甚至折断的情况。这类病害一般是由于钢轨接头顶部存在细小裂纹未处理,导致裂纹逐步扩大,最终引发夹板折断的情况,影响行车的安全。

二、钢轨接头病害的原因分析

通过对钢轨接头病害的总结,分析钢轨病害的原因。概括而言,导致钢轨接头的病害原因有:首先,车辆运动载荷带来的破坏力。钢轨接头是保证钢轨连续性的接点,接头的特性决定了钢轨接头要承受比较大的振动力,这种破坏力极易引发和加剧钢轨接头的病害,出现裂纹甚至折断的情况。比如,列车在运行过程中,接头处出现空当的情况,车轮对接头的冲击力引发病害的出现。再比如,车辆上下行运行车速偏差较大,又或者是在车辆出现连续下坡的地段以及车辆的制动地带,对于接头的冲击力较大,同样会引发和加剧接头病害。

其次,气候环境的影响。以北部地区为例,冬季和夏季有着较大的温差,在入冬前没有加固扣件,入冬气温下降,热上冷缩,导致轨道接头出现裂缝,引发病害。再比如,雨季出现降雨之后,会出现积水,如果没有将接头地段道床板结积水及时清理,容易导致道床翻浆的情况,进而引发接头地段开始轻微下沉,出现接头轨枕空吊的情况,接头减震效果降低,导致接头病害出现。

最后,维修和保养问题。由于钢轨接头需要承受车辆运行带来的冲击力,容易出现接头病害,如果不及时处理,会逐渐加剧病害,引发大的事故。因此,接头维修和保养工作的强度很大。如果维修和保养工作不及时,又或者是维修和保养工作质量不达标,都会加剧接头病害。

三、钢轨接头病害的维修养护技术

接头区域受到车辆载荷的冲击影响,容易出现接头病害,尤其是那些采用混凝土轨枕的路段,病害出现的周期更短。钢轨接头由于轨道面不平顺或者结构上的不连续引发接头病害。环境因素同样会引发接头病害。从钢轨接头病害的出现情况来看,治理这些病害,最根本的方式是减少接头的数量。随着钢轨技术的发展,无缝线路的出现,尤其是超长无缝线路技术,减少了钢轨接头。但是从短期情况来看,彻底取消接头还存在很大难度。因此,可以对于钢轨接头的病害,需要采取综合治理的模式,做好维修和养护工作,减少接头病害的出现。治理方法就是本着减少接头的方式,通过技术的进步,取消接头。预防方法则是结合接头病害的引发原因,制定相应的措施。具体的措施有:做好接头部位的维修和养护,加强捣固作业的质量,及时处理道床板结和翻浆的情况,做好轨道的焊接和打磨等。

(一)调整不均匀轨道

这里提到的不均匀主要是指轨缝的不均匀,从轨道接头病害的原因来看,大轨缝是引发病害的一个主要原因,所以对于轨缝必须合理地设置,符合相关的规定。首先,接头材料选择方面,选择性能和质量好的材料,比如,高绝缘材料、高强螺栓以及弹性佳的平垫圈,做好接头的紧固工作。对于螺栓的选择,需要保证螺栓扭矩不小于700N·m。其次,接头轨缝进行定期检查。组织人员检查轨缝,主要检查轨缝的大小、接头螺栓以及扣件螺栓是否紧固。对于超出轨缝允许值的区域及时调匀;对于螺栓松动的情况,及时紧固;对于磨耗较大的部件及时更换。

(二)清理钢轨接头

提升轨道的弹性,可以降低车辆运行带来的冲击力,起到很好地缓冲作用。对于轨道接触出现道床板结以及翻浆的情况,需要及时地处理,否则会引发轨枕空吊的情况。因此,做好接头轨道的道床捣固,保证接头道床处于饱满状态,做到坚持饱满、充满弹性。对于出现道床板结或者道床脏污的区域,及时进行清筛。清筛的目的在于保证道床的弹性,让其更好地缓冲接车带来的冲击力,从而降低接头病害的出现概率。对于清筛的深度,有着如下标准,详见表1。

表1 清筛标准

做好接头的捣固工作,将失去效用的轨枕及时地更换,一般情况下,轨枕更换时,需要将接头相邻的轨枕同时进行更换,保证两边有着相同的支撑条件。

(三)平整钢轨轨面

对于存在错牙的情况及时进行调整,首先测量错牙量的大小,如果错牙量不大,可以使用错牙调整片进行调整,降低垫到位置相对偏低的夹板出,从而让接头两端的轨道面保持高度的一致;左右错牙量的情况,如果错牙量不大,可以通过更换里外口的夹板进行调整。对于那些错牙量比较严重或者调整之后依然错牙的区域,必须进行变形夹板的更换。对于接头存在小硬弯的情况,使用液压直轨器进行矫直,并将紧固接头螺栓,确保其达到规定的扭矩力。对于接头轨面存在裂纹、磨耗、掉块等情况,需要采取打磨的方式,将轨道的轨面打破平整,从而延长轨道的使用寿命。打磨过程中,需要结合轨道面的宽度和长度,打磨倾斜角需要与轨道底部坡度保持一致,确保轨道底部不变,让轨道顶面和打磨砂轮作用面吻合。研磨过程中,要做到轻接触、快返回,既要平稳,还要保证用力的均匀,不能在某个点过长时间的停留。钢轨打磨之后,不能发蓝;如果钢轨有肥边的,需要进行打磨,进行水平和高低的整修,保证轨面的平整,确保车辆平稳运行。

(四)保证接头的稳定性

对于接头不稳定的情况,比如,轨枕失效、夹板作用不良、接头不稳固等情况,及时作出调整。将失效的接头轨枕以及作用效果差的夹板进行更换,紧固扣件螺栓,保证接头的牢固。对接头进行定期的检查,保证接头的稳定性,对于存在不稳定因素及时处理,保证轨道接头处于良好的运作状态。

(五)接头支嘴的处理

如果接头处存在支嘴的情况,可以通过增加外股道床宽度以及夯实道床的方式,增加阻力。将支嘴处的夹板进行调换,借助夹板控制轨道接头支嘴。进行拔道操作时,需要采用下压的方式,可以有效地防治支嘴出现扩大的情况,从而降低接头病害。

四、结束语

综上所述,由于铁路接头的特殊性,受到车辆的冲击力影响,容易出现各种各样的接头病害,影响着车辆的运行。导致轨道接头病害的原因,一方面是材料问题,材料性能不达标;另一方面是环境问题,气候温差、降雨带来的问题;在一方面是维修养护工作质量问题。因此,对于轨道接头的病害需要加强维护养护工作。具体的维修养护技术有:调整不均匀轨道、清理钢轨接头、平整钢轨轨面、保证接头的稳定性、接头支嘴的处理。

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