普速铁路线路低接头原因分析及整治

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:盛毓俊
[导读] 钢轨接头是铁路线路的薄弱环节,是铁路工务段日常维修工作中的重点,
        摘要:钢轨接头是铁路线路的薄弱环节,是铁路工务段日常维修工作中的重点,接头部位的养护维修量占到轨道维修工作量的60%~70%。因此线路接头的养护便成为线路养护维修的重要部分,但在养护维修线路接头过程中,由于接头构造及养护维修方法不当,经常会产生线路接头病害,给养护维修带来很大难度。分析了低接头病害产生的原因,总结多年工作经验,提出了病害整治措施,对现实工作具有指导意义。
        关键词:线路;低接头;病害;整治
        1 低接头产生的原因分析
        1.1 从接头构造上分析低接头的成因
        当列车通过接头时,使接头受到较正常轮载大2~5倍的附加力,由于冲击力的作用,引起轨枕下道床的松动和沉陷,逐渐使残余变形形成和积累,同时钢轨破坏表现为轧溃、剥落掉块和鞍型磨耗。道床破坏表现为道床的沉陷,板结和溜塌。这种变形没有及时根治,便导致接头处线路沉落,形成低接头。
        1.2 从日常养护方面分析低接头的成因
        ①在养护维修过程中,由于线路爬行,产生大轨缝引起了钢轨错牙,剥落掉块,造成线路不平顺,列车通过时对钢轨接头部分产生极大的冲击力,导致接头枕下受力大于其他处所。
        ②捣固作业时,接头枕下捣固不密实,作业后轨枕上下煽动产生暗坑。接头养护不及时,造成接头线路不平顺,形成恶性循环。
        ③接头处道碴不洁,道床板结,排水不畅,导致道床翻浆冒泥破坏路基,接头处道床排水不畅,道床严重脏污,道床板结、轨枕失效、吊板、暗坑、扣件失效等,造成线路动态不平顺,增大轮载,同样导致接头处枕下道床受力大于其他处所。
        ④接头上轨距大,或轨枕失效、轨向不良、接头左右错牙、硬弯轨等导致接头水平冲击力过大,接头处道床部分发生横向位移,道床阻力降低,接头螺栓松动或扭力不足时,使接头钢轨处于悬臂状态,列车荷载传递时,加大接头轨枕受力,使轨枕受力不均产生偏载,轨枕同钢轨产生挠曲,使接头道床逐渐挤压变形,造成线路不平顺。
        ⑤使用轨端未淬火钢轨,有缺陷鱼尾板,接头枕木材质不同等其他原因。
        ⑥养护维修作业方法不当,道碴不足,捣固块粒径过大,捣固不密实和长度不够,作业质量差。
        ⑦接头螺栓松动,零配件不齐全,列车高速通过时,接头的振动,使零配件间增加磨损,接头部分产生更加剧烈的振动和伤损,不能保持应有的接头部分整体稳定性。
        ⑧长期线路低接头得不到及时整治,由于列车冲击力作用,钢轨接头被压伤,造成钢轨端部挠曲及鱼尾板弯曲。
        2 钢轨接头病害的整治
        2.1 整治低接头
        整治低接头首先要通过调查了解情况,要调查低接头的具体位置、数量并测量低接头深度,通过在水泥枕底垫胶垫的方式,利用特殊定制的枕底大胶皮垫,提前测量出接头两根轨枕的低落量,垫在枕底下,整治低接头效果显著。翻浆冒泥接头处要先进行清筛处理,枕底稳定后方可垫入胶皮垫,胶皮垫一年后必须撤除,重新进行捣固作业。
        2.2 轨面整修
        钢轨接头的不均匀磨耗和掉块、擦伤在日常行车时会引起机车车辆的巨大附和冲击,使线路加剧变形,并导致病害的进一步发展。

在日常维修中笔者单位常采用磨焊相结合的方法,首先使用钢轨打磨机对钢轨接头剥离掉块、磨耗、肥边、塌边、马鞍形磨损进行打磨,提高接头的平顺性,然后对钢轨上已磨损掉的部位进行焊接,其中包括掉块、裂纹、轨道坍塌、接头高低不顺等问题[4]。焊后再进行角磨光机打磨处理,并采用着色剂进行检查,防止出现夹渣、气泡等缺陷。焊后工区应及时对焊补处的钢轨接头进行人工养护。对于鞍形磨耗要坚持治小治早,磨耗超过0.6mm就要进行打磨。
        2.3 日常养护到位
        接头要严格按照《铁路线路修理规则》要求开展日常养护工作。首先,要保持线路上石砟量,保持道床石砟饱满。其次,在钢轨接头治理过程中,要加强捣固的质量,在大型捣固机进行捣固作业时要对接头处进行二次捣固。人工捣固作业时首先要通过抬道将轨面抬至同一水平线。捣固过程中要保证捣固深度、时间、质量符合要求,确保捣实,避免出现空吊板。捣固作业后及时回填石碴,整理外观,保证作业后钢轨达到弹性稳定状态。
        2.4 整治接头部位的道床
        铁道线路道床板结会造成线路承载能力下降,并且失去弹性,钢轨的刚性增大、减震性能降低,所以对钢轨接头处的道床清理是非常必要的。对板结道床可以采用人工清筛与机械清筛相结合的方式,局部地段存在道床板结可以人工清筛,清除水泥枕下的石碴、泥土,根据情况确认是否需要更换轨枕、道砟,破底清筛垂直清挖线路边坡至标准深度,清挖轨枕盒、轨枕底道砟至路基。因为人工清筛多采用外委施工的方式进行,施工人员素质参差不齐,所以在施工现场要严抓质量,确保清筛过后道床无翻浆冒泥现象,枕下无暗坑、空吊,边坡应拍实,侧沟盖板无缺损,且排水畅通。机械清筛加强现场监理,保证清筛质量,确保污土、淤泥分离到位。同时,在清筛后及时进行新道砟补充、道砟回填及整理外观工作。另外,对移位的垫皮、胶垫,损坏、失效的零部件进行更换,提高道床稳定性,减弱列车对钢轨接头处的有害冲击,延长水泥枕和钢轨使用年限。
        2.5 合理调整接头轨缝
        大轨缝是造成接头病害的重要原因。铺设钢轨时轨缝的确定就应严格按照轨缝计算公式进行预留,根据施工当天钢轨温度调整轨缝大小,保持轨缝均匀。避免选在温度特别炎热或特别寒冷的极端天气下进行,以免发生胀轨、断轨,并在铺设后设置防爬器。在日常工作中对长轨条地段、咽喉地段加强观察,发现大轨缝及连续三个以上的瞎缝要及时使用液压轨缝调整器进行修正。
        2.6 在特殊地段尝试钢轨焊接工艺
        在特殊地段如小曲线半径接头处、铁路桥梁接头处、道岔接头处使用钢轨焊接的方式,在结构上优化接头构造。在小曲线半径处的钢轨受到轮对的横向水平力及离心力,接头处承受较大荷载。铁路桥梁的梁体在机车荷载及温度力的影响下会发生变形,桥梁的变形会对钢轨产生附加横向力,同时在桥梁地段由于其构造特点,日常养护难度也较大。笔者单位借鉴国内铁路无缝线路的先进经验,分别对国内的主要焊接方式进行了技术调研,最终选用铝热焊进行部分铁路线路的焊接。相比于其他钢轨焊接工艺,铝热焊工艺具有其优点,施工工艺的操作较为简单,焊接效果较好、时间短。焊接后的线路将普通铁路轨道改造成了部分无缝线路,在结构上彻底消除了钢轨的不连续性,延长了钢轨、接头零件部件的使用寿命及维修周期,在节能减耗、降低维修成本上有显著成效。
        3 结语
        钢轨接头的病害分析与整治需要长期的治理,需要通过日常的巡道工作、徒步巡查、安全员集中上岗及机务段机车司机的信息反馈,对既有线路状况做到心中有数。发现病害及时清除,发现隐患及时整治,才能够确保及时消除病害,确保安全运输工作的持续开展。
        参考文献:
        [1]铁道部.铁路线路修理规则[S].运2006(146)部令发布,2006.
        [2]铁道部工务局.铁路工务技术手册[M].北京:中国铁道出版社,1998.
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