機車輪軌中鋼軌接頭的養護維修

張曉暉

摘 要：鋼軌接頭是軌道結構中的薄弱環節，其不僅長年裸露在露天環境中，而且要承受列車的荷載作用和長遠的風雨凍融，很容易發生病害，也加大了鋼軌接頭的養護維修難度。由于鐵路交通的不斷發展，車流密度和列車走動不斷增加，對鋼軌接頭的養護維修提出了更高的要求。本文對鋼軌接頭的常見病害類型及其原因進行了簡要的分析，并在此基礎上提出了鋼軌接頭的養護維修措施。

關鍵詞：鋼軌接頭；養護；維修

鐵路部門每年都要投入大量的人力和物力來進行鋼軌接頭病害的防治和維修，對鋼軌接頭進行養護。作為線路上的一個薄弱環節，鋼軌接頭很容易出現病害，接頭病害又會加劇機車車輛的線路的破壞，對鐵路的正常運營造成直接的影響。因此，做好鋼軌接頭的養護與維修與我國鐵路運營的健康發展有著直接的關系。

1 機車鋼軌接頭的常見病害類型

按照接頭的結構狀態來劃分，鋼軌接頭的病害有扣見失效、軌距或扣板擋板不密貼、扣件螺帽扭矩不足、夾板螺栓的螺帽扭矩不足、上緣磨蝕、接頭夾板下彎等。按照接頭道床的狀態來劃分，鋼軌接頭的病害有硬結接頭、溜塌接頭、翻白接頭、翻漿接頭。按照接頭軌面的狀態來劃分，鋼軌接頭的病害有大軌縫、金屬剝離接頭、錯牙接頭、磨耗不均勻接頭、低扣接頭[1]。

2 造成機車鋼軌接頭病害的主要原因

由于軌道接頭在結構上存在不平順，最終導致了鋼軌接頭病害的發生。這是由于接頭結構上的不平順會加大輪軌之間的附加動力作用，從而使附加動力不斷的增長，促進了不平順的發展，最終造成鋼軌接頭的病害。與此同時，鋼軌接頭的養護方法不當也會造成鋼軌接頭的病害。

2.1 動態不平順

有兩種動態不平順的情況：第一種，線路上存在道床不均勻的彈性下沉和坑吊板的情況。第二種，由于荷載波動和軌道彈性不均勻，輪軌接觸點的軌跡不平順，出現了波浪形軌跡。

只有在動態的情況下，這兩個不平順的情況才會表現出來。而線路的動態不平順又會使列車運行中的振動和沖擊增大。與此同時，如果在養護的過程中存在著線路養護質量不良、軌下墊板的彈性不均勻和厚度不等等問題，也會出現軌道動態不平順的情況[2]。

2.2 附加不平順

在鐵路運的過程中會出現附加不平順的情況，其原因可能是彈性不足、軌面不均勻磨耗和結構薄弱等。

引路的路床和路基的狀態與結構變化有著直接的關系。作為軌道框架的基礎，列車的動荷載會經過鋼軌和軌枕傳到道床上，道床再將其均勻的分布到路基的基床面上，避免了路基由于承受不了荷載而塌陷。這樣也可以對軌道框架對縱橫向位移阻力進行抵抗，使軌道能夠保持正常的幾何位置和穩定性，使行車安全得到了有力的保障。路基分布的均勻和穩定能夠有效的分布機車傳來的荷載，從而使軌道的方向和受力得到調節，使機車能夠穩定的運行。然而，結構一旦發生變化，道床的減震和緩沖的作用受到了破壞，難以形成良好的縱斷面和線路平面，造成附加不平順的情況，使鋼軌接頭的養護維修更加困難。

2.3 結構不平順

結構不平順也是鋼軌接頭的一種常見病害，具體指的是接頭軌縫。當車輪對鋼軌的一端進行碾壓時，另一端的連接鋼軌就會太高，從而形成一個臺階。與此同時，鋼軌接頭處的撓曲在荷載的作用下并不會形成連續曲線，而是形成折線。如果同時具備了臺階、軌縫和折角三個因素，就會造成輪軌沖擊的形成，從而加大軌縫、臺階和折角，進而加大輪軌間的沖擊，使鋼軌接頭處的附加動力增加。

與此同時，鋼軌接頭還會受到接頭的影響。據統計，有15%至20%的線路總缺點分的線路的低扣量達到了六毫米以上。低扣接頭在列車通過時會產生周期性的垂直震動，從而將車輪對軌道的加載傳遞到道床上，造成道床的嚴重變形。這也造成了軌道幾何尺寸的不合理，形成了鋼軌接頭的結構不平順。

3 鋼軌接頭病害的養護與維修措施

3.1 預防鋼軌接頭病害

①出現鋼軌病害的根本原因在于鋼軌接頭的軌縫，因此必須要對軌縫進行合理的調整，對軌溫的變化進行有效的控制，定期養護道床和軌枕扣件，配齊防爬設備，將線路的橫向縱向阻力保持在合理的水平[3]。

②加強對接頭的搗固，對磨圓的石碴進行及時的換填。

③及時清篩存在污碴、少碴和無碴問題的線路。

④為了避免路基發生永久性變形，要定期對路基、橋、涵做好相應的排水和防洪工作。

⑤在日常檢查中注意接頭停車狀態。

3.2 鋼軌接頭病害的維修

3.2.1 鋼軌低接頭的維修

①要預防和維修低接頭，就要加強對接頭的搗固。這樣也可以提高線路的穩定性。

②對接頭的大軌縫進行合理的調整，可以上彈性平墊圈、高強絕緣材料、高強螺栓來調整接頭大軌縫。

③確保接頭處的枕軌使用一致的材料、保持合理的間距。由于列車的通過會加大接頭承受的沖擊力，要將夾板的螺栓上緊，并同時更換接頭處的相鄰兩根枕木。

④使用大膠墊板。可以使用大膠墊板來整治低接頭，主要應用在鋼筋混凝土軌枕線路上。

⑤使用墊砂。在高溫天氣，可以先將鋼軌用壓機起高，在軌底受力部分均勻的鋪上碎石碴，碎石碴的直徑一般為10毫米，墊砂的厚度為10毫米左右，從而對低接頭進行整治。

⑥對軌端下腭與夾板進行密貼。如果發現鋼軌下腭和夾板之間出現了超過1毫米的裂縫，就要及時墊入鐵片，保障其密貼。

3.2.2 修理軌面

鋼軌在運營的過程中，由于接頭軌端的擦傷、掉塊、不均勻磨耗，會導致鋼軌的缺陷和傷損，引起機車車輛附加沖擊力的增大和加劇新安路變形，這也使接頭的養護維修工作量不斷增大，甚至造成道床板結、扣件損壞、軌枕裂紋等現象。此時可以使用電弧焊補和磨修的方式來進行接頭養護。這樣可以使列車車輪對鋼軌接頭的破壞力減小，從而有效的延長鋼軌的使用期限。

①磨修。磨修指的是對焊補對疤痕、剝落、掉塊等缺陷進行打磨，并使用砂輪打磨機對接頭軌面的不均勻磨耗進行處理。磨修能夠使機車對鋼軌的沖擊力減小。在進行磨修時要注意，不要對鋼軌斷面進行過多的削弱，鋼軌母材的最大打磨深度為0.5毫米，最大順坡長度為1米。如果表層剝離、擦傷、掉塊和不均勻磨耗的深度超過了1毫米，則要使用焊修來處理。要以打磨后的鋼軌接頭具體情況為依據來進行綜合整治，注意及時將接頭處的石碴更換掉，并進行清篩和搗固，對高彈膠墊進行更換。

②電弧焊補。電弧焊補主要針對鋼軌的高低落差較大、掉塊、剝離和疤痕等病害。在焊補前先對鐵銹和油污進行處理，再進行焊補，并打磨整平。打磨時要沿著鋼軌的縱向方向，可以使用分層焊補的方式，也就是先橫向、再縱向焊補。當前一焊道出現灰暗色時，就可以對熔渣進行清除，進行下一焊道的施焊。

3.2.3 整治換軌調整接頭

接頭處的枕下基礎由于經常作業的緣故，很容易出現不穩定甚至出現坍碴接頭，曲線地段這種現象更為嚴重。如果曲線下股鋼軌垂磨和上股鋼軌側磨都達到了重傷標準，需要對其進行同時更換，則要在換軌的基礎上對鋼軌接頭的位置進行調整[4]。將兩根12米左右的短軌分別插入換軌曲線兩端的上下股，使接頭位置位于新鋼軌的“大腰”的位置，再對新舊接頭處的軌枕間距進行調整，從而有效的消除鋼軌接頭的病害。

4 結語

鋼軌病害的類型較多，造成鋼軌病害的原因也是多種多樣的，而且具有很強的關聯性。鋼軌病害會嚴重影響鋼軌的使用期限和行車的安全性，因此必須對鋼軌接頭病害進行有效的防治和維修。對鋼軌接頭病害要以預防為主，做好養護工作，做到預防和整治的結合，要以接頭的構造弱點為依據，切實提高鋼軌接頭的平順性和整體性，使用綜合化的養護維修手段對鋼軌接頭的病害進行處理和整治。

參考文獻：

[1]雷曉燕，劉林芽，劉朝陽，杜厚智.鋼軌接頭對京九線提速的影響[J].鐵道工程學報，2002（02）.

[2]喬金鎖.鋼軌接頭病害綜合預防與整治[J].西山科技，2012（S1）.

[3]寧明哲，劉長文.鋼軌接頭強度的有限元分析[J].長沙鐵道學院學報，2013（02）.

[4]萬日榮.磨焊結合整治鋼軌接頭病害[J].鐵道標準設計，2013（02）.