城市軌道彈條斷裂傷損的分析與措施

王俊生

深圳市地鐵集團有限公司運營總部

城市軌道彈條斷裂傷損的分析與措施

王俊生

深圳市地鐵集團有限公司運營總部

彈條是軌道的重要組成部件，通過其彈性彎曲和扭曲變形，產(chǎn)生扣壓力作用在軌道上，有效地保證鋼軌之間的可靠連接，保持軌道的整體性。彈條的斷裂傷損現(xiàn)象及技術措施，一直都是維修部門關注的重點。

;軌道彈條；斷裂傷損；分析；措施

深圳地鐵11號線自2016年6月28日開通運營至今已有8個多月，從2017年1月份至今彈條斷裂現(xiàn)象尤為頻繁，經(jīng)統(tǒng)計，截至2017年3月7日共發(fā)現(xiàn)彈條斷裂84個、彈條失效退彈6個。針對11號線e形彈條異常斷裂情況，現(xiàn)將全線設計情況，傷損數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場調查、斷裂原因分析、采取措施整理如下：

一、線路情況

11號線總長51.899正線公里：其中地下線39.773km，高架線10.822km，過渡段1.304km。最高行駛速度為120km/h。

二、軌道主要部件設計情況

(一)鋼軌。正線、輔助線及出入線采用60kg/mU75V鋼軌，均按普通溫度應力式無縫線路鋪設；長軌的焊接采用接觸焊，設計鎖定軌溫為地下線25±5℃，高架線30±5℃。

(二)扣件。采用了3種扣件型式：DT-Ⅲ型常阻力扣件用于地下線普通、高等及特殊減振段；DT-Ⅲ型小阻力扣件用于高架線；雙層非線性減振扣件用于地下線較高減振段。

(三)軌枕。地下普通道床、減振扣件段及隔離式減振段均采用桁架式軌枕；高架、鋼彈簧浮置板段、輔助線段采用鋼筋混凝土短軌枕。

三、彈條斷裂傷損數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況

彈條供應商分別為翼辰、巢湖、隆昌。截止2017年3月7日共發(fā)現(xiàn)傷損彈條90個，11號線全線正線彈條總數(shù)約為730000多個，故傷損總比例是90/730000=0.0123%。

彈條斷裂傷損數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析主要如下：

(1)按分布區(qū)段分析。在高架段上傷損的彈條有39個占總傷損數(shù)43.33%，在地下的有51個占總傷損數(shù)56.67%。

(2)按線形分析。直線地段1個占總傷損數(shù)1.11%，曲線地段89個占總傷損數(shù)98.89%。

(3)按曲線半徑大小分析。曲線半徑500m以下的7個占總傷損數(shù)7.78%，曲線半徑500m-1000m的42個占總傷損數(shù)46.67%，曲線半徑1000m-1500m的37個占總傷損數(shù)41.11%，曲線半徑1500m以上的4個占總傷損數(shù)4.44%。

(4)按鋼軌表面是否有波磨分析。彈條傷損處鋼軌表面有波磨的是87個占總傷損數(shù)96.67%，彈條傷損處鋼軌表面無波磨的是3個占總傷損數(shù)3.33%。

四、現(xiàn)場設備檢查情況

(一)扣件斷裂地段曲線下股普遍有波浪型磨耗的痕跡。

(二)發(fā)現(xiàn)部分彈條存在過安裝的情況，彈條安裝時未留有8-10mm間隙

(三)斷裂傷損彈條綜合分析：截至目前所發(fā)現(xiàn)的彈條斷裂位置有兩種，分別是后拱小圓弧處和前拱大圓弧與跟端連接處，前者居多。

(四)扣件斷裂地段鋼軌移位情況：高架段在氣溫10℃時測得最大值-12mm；隧道內在25℃時測得±1mm。

(五)維修養(yǎng)護調高情況：軌下調高量≤3mm

五、斷裂傷損原因的分析情況

(一)原因分析過程。2017年2月7日下午，工建車間在松崗車輛段運轉維修樓2033會議室組織兩家軌道承包商、三家扣件供應商，以及運營總部安全監(jiān)察部、維修中心安全技術部、工建部技術室相關人員進行彈條折斷原因分析和措施討論。

(二)初步分析斷裂原因

1.施工原因

(1)目前彈條的斷裂位置有兩種，分別是后拱小圓弧處(與中肢連接處)和前拱大圓弧與跟端連接處。斷口型式也存在有明顯疲勞源(韌性斷裂)及無明顯疲勞源(脆性斷裂)2種。

(2)從斷裂的位置看，后拱小圓弧處(與插入肢連接處)，此處雖然不是應力最大部位，但也是應力較大部位，斷口處均存在鐵墊板插入孔端面造成彈條表面破壞(形成早期疲勞源)，這是由于彈條過安裝造成的。

(3)經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)斷裂彈條處扣件部分區(qū)段軌下直接墊大膠墊，且軌下直接墊的調高墊片與扣件設計不匹配。軌下直接墊大膠墊不但影響彈條彈程，且與扣件設計不匹配的調高墊片靜剛度與原設計不符，影響彈條中肢部受力。

2.材料原因。2017年2月28日軌道技術組收到三家供應商對現(xiàn)場斷裂彈條(III型彈條及DT-III小阻力彈條)送樣檢測報告。從檢測報告中分析，三家都對彈條進行化學成分、金相組織、硬度分析，各檢查項目結果正常，三家斷樣檢測報告符合標準要求。因此，暫先認為斷裂彈條產(chǎn)品制造質量無問題。

3.維修原因。因軌道承包商施工趕工期造成的彈條過安裝、扣件空吊、扣件墊水平直接墊軌下、軌枕剝離且未打磨，在設備移交運營后未得到很好的整改，且在維修過程中未嚴格按照設計標準精檢細修，部分區(qū)段仍然存在彈條過安裝、扣件空吊、扣件墊水平直接墊軌下的情況是造成彈條斷裂的誘因。

(一)采取控制措施

1.已安排軌道承包商中鐵一局、上海局全線排查彈條安裝情況，針對過安裝情況進行整改處理，彈條就位以其小圓弧內側與預埋鐵座端部相距8-10mm為準；

2.維修過程嚴格按照設計標準精檢細修，避免彈條過安裝、扣件空吊、扣件墊水平直接墊軌下等現(xiàn)象出現(xiàn)；

3.加強線路巡檢，線路巡檢人員備好足夠的彈條備料。發(fā)現(xiàn)斷裂彈條立即更換并做好標記，及時找到斷裂彈條，若斷裂彈條未找到，及時通報維修調度；

4.為保證彈條斷裂區(qū)段軌道穩(wěn)定性，在彈條異常斷裂地段按每25m安裝4根軌距拉桿；

5.對嚴重區(qū)間區(qū)段采取短期降低行車速度方式，進行觀察和對比；

6.為改善輪軌接觸，在彈條異常斷裂區(qū)段結合目前實際情況，吊運其它線路鋼軌打磨列車對波磨嚴重地段進行鋼軌打磨作業(yè)。

(二)下一步工作計劃

1.采取措施后，各區(qū)間彈條斷裂數(shù)據(jù)變化情況的統(tǒng)計和對比。

2.曲線半徑、列車運行速度、超高設置的合理性進行驗算和分析；

3.減振墊設置地段與扣件剛度的匹配性及波磨的發(fā)展變化進行分析；

4.無縫線路設計鎖定軌溫合理性與實際鎖定軌溫的分析；

5.針對目前鋼軌打磨列車較少情況，各線鋼軌打磨任務較多情況，調研人工小機多臺聯(lián)合鋼軌打磨作業(yè)方式，消除鋼軌波磨的病害和修復鋼軌廓形的經(jīng)濟性和實施性。