重載鐵路道岔病害成因分析及整治措施

摘 要：由于重載鐵路具有軸重大、密度高、運量大等特點，因此其對鋼軌的損壞程度要明顯大于普通鐵路，特別是對道岔部件的損害最為嚴重，通常會出現(xiàn)各式各樣的道岔區(qū)病害。為有效整治這些病害，更好的保障重載鐵路的安全順利運行，文章介紹了這些病害，分析了病害原因，并提出了相應整治措施，以供同行參考。

關鍵詞：重載鐵路；道岔病害；成因；整治措施

1 尖軌不密貼基本軌、尖軌側拱與上拱

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研我們發(fā)現(xiàn)很多重載鐵路道岔部位都存在：尖軌不密貼基本軌現(xiàn)象，尖軌有側拱的，也有上拱的等各種不密貼。造成此現(xiàn)象的原因可能有下列幾種：尖軌50mm斷面內(nèi)缺乏足夠的剖切長度；尖軌頂鐵過長或不足；尖軌補強板螺栓過長；扳道器位置或轉轍機位置的水平線與尖軌動作拉桿水平線不重合；基本軌彎折點后移；基本軌內(nèi)側不光滑，有飛邊；基本軌上有硬彎或尖軌上有硬彎等。在鐵路尖軌與基本軌發(fā)生不密貼現(xiàn)象后，當重載列車作用于鐵軌上時，尖軌便易發(fā)生側拱或上拱。

建議應定期仔細檢查各組道軌尖軌與基本軌密貼情況，依據(jù)道岔尖軌損傷情況及時進行整治。當?shù)啦砑廛墏裙盎蛏瞎安皇呛車乐貢r，可通過對連接桿的長度進行合理調(diào)整，對連接轉轍機上拉桿調(diào)整螺母進行調(diào)整、對頂鐵、轍跟螺栓進行整修、對滑床臺進行更換、對基本軌彎點、彎折量進行校正、打磨基本軌飛邊、對尖軌與基本軌間雜物進行及時清理等措施來調(diào)整，讓其滿足列車運行需求。當?shù)啦砑廛壋霈F(xiàn)十分嚴重的側拱與上拱現(xiàn)象時，若采用簡單的現(xiàn)場消除措施已很難整治該些病害時，應及時返廠整修尖軌，更換新軌或鋪設新道岔。

2 軌距、水平超限

經(jīng)現(xiàn)場勘查我們發(fā)現(xiàn)，鋼軌岔區(qū)轉轍區(qū)以及轍岔區(qū)的軌距易發(fā)生水平超限。仔細分析這些病害，人們發(fā)現(xiàn)護軌及翼軌輪緣槽寬度不達標、搗固不實或排水不暢等引發(fā)的道床不實、附帶曲線正矢不良引起列車從道床走過時劇烈搖晃導致道岔軌距發(fā)生水平變化、岔道軌距的變化導致列車通過時彼此影響。

建議應安排專人定期檢測道軌，并監(jiān)測岔區(qū)幾何形位，對岔區(qū)轉轍區(qū)及轍叉區(qū)軌距、水平發(fā)展狀況實時掌握。當遇到岔區(qū)發(fā)生軌距、水平超限的情況后，可通過折好基本軌彎，進而來確保各部軌距間隔尺寸合格，同時應強化鎖定道岔與道岔前后50m左右距離內(nèi)的線路，做好道砟道床維護工作等措施，來避免軌距、水平病害的加劇，造成岔區(qū)受力惡化，對道岔最終使用壽命造成影響。

3 鋼軌剝離、掉塊

當輪軌接觸應力比鋼軌材料疲勞應力大時，基于循環(huán)載荷的長期作用，易引發(fā)鋼軌產(chǎn)生疲勞破壞，造成鋼軌發(fā)生剝離、掉塊等現(xiàn)象。我們在日常養(yǎng)護鋼軌時，若發(fā)現(xiàn)鋼軌已存在較為嚴重的剝離掉塊現(xiàn)象，為防止剝離掉塊的深入發(fā)展引發(fā)鋼軌折斷，應及時更換存在嚴重剝離掉塊的鋼軌。若鋼軌剝離掉塊相對較輕微，可通過打磨鋼軌表面，讓輪軌充分接觸，減小輪軌接觸應力，來更好的保護鋼軌。

4 鋼軌接頭病害

就重載道岔接頭而言，其在岔前以及岔后與基本軌相接處分布較多，有的接頭也分布于岔區(qū)內(nèi)尖軌相接翼軌處。在日常維護作業(yè)中，我們發(fā)現(xiàn)當前很多接頭出的軌縫都已超限，且由于火車通過振動引發(fā)的夾板螺栓松動的較多，甚至也有部分螺栓已折斷，軌道迎車側鋼軌與送車側鋼軌額錯牙接頭已較明顯，且迎車側鋼軌存在十分明顯的壓潰現(xiàn)象。對此，可用角磨機打磨發(fā)生軌端壓潰的鋼軌；對接頭上下錯牙現(xiàn)象以及原有錯牙接頭進行整治，同時也要整治壓潰的軌面，此外還應重視進行重載道岔的無縫化研究，盡量把重載道岔的接頭取消。

5 鋼軌疲勞裂紋

對于材質(zhì)存在缺陷如偏析、有氣孔、縮孔、暗藏裂紋等的鋼軌，在輪載的反復碾壓易引發(fā)軌面產(chǎn)生裂紋。對于材質(zhì)不存在缺陷，而軌面產(chǎn)生裂紋的鋼軌，則通常是由于輪載高應力引發(fā)鋼軌軌面棘輪效應，造成剪切破壞，最終形成裂紋。軌面產(chǎn)生裂紋后，裂紋發(fā)展情況主要受列車軸重、鋼軌材質(zhì)、輪軌接觸狀況以及軌下支撐類型等因素影響，另外循環(huán)應力幅、循環(huán)次數(shù)也是影響疲勞裂紋的兩個因素。在實際生產(chǎn)中，基于生產(chǎn)需要，很多時候都不能降低荷載循環(huán)次數(shù)，有時可能還會增加，對于軌面裂紋防治我們只能通過降低循環(huán)應力幅值來實現(xiàn)。

可通過定期打磨鋼軌、根據(jù)鋼軌實際情況設置合理的軌底破等方式，讓輪軌接觸更實，同時想方設法的把輪軌間摩擦系數(shù)降低，進而使列車載荷作用于鋼軌的接觸應力減小，最終達到減緩軌面裂紋開裂速率的目的。

6 翼軌、心軌側磨飛邊

線路鋼軌較常見的另一病害是翼軌、心軌產(chǎn)生側磨飛邊病害。這種病害大多是由于列車荷載長時間作用于鋼軌，造成軌面發(fā)生塑性流變，循環(huán)載荷長時間反復作用積累形成飛邊。同時查照間隔的大小也會影響到飛邊的產(chǎn)生，若設置的查照間隔不合理，火車輪對通過岔道時易側向沖擊翼軌或心軌，這樣會加速飛邊的產(chǎn)生。建議應定期人工監(jiān)測尖軌、心軌以及翼軌斷面，應特別注意對查照間隔的設置情況進行檢查，若發(fā)現(xiàn)查照設置不合理應及時調(diào)整糾正，并派專業(yè)維修師傅打磨出現(xiàn)飛邊的地方。若打磨時遇到飛邊現(xiàn)象較嚴重的地方，可借助游標卡尺對其磨耗值進行測量，若磨耗過大應及時更換存在嚴重磨耗的鋼軌。

7 扣件、軌枕傷損

引發(fā)扣件、軌枕傷損的原因有很多種，其主要原因為：較大的動力荷載作用于軌縫，易粉碎道砟并形成暗坑現(xiàn)象與吊板情況。加之轍叉部分較難搗固，人們在定期養(yǎng)護維修道岔時，在天窗實際的限制下，道砟在短時間內(nèi)很難密實，這樣列車在通過時載荷作用于鋼軌后，鋼軌、軌枕易形成較大的垂向位移，而扣件是約束軌枕與鋼軌的主要部件，在反復循環(huán)大荷載作用下扣件斷裂的幾率會很大，同時軌枕循環(huán)拍打道砟，軌枕也易發(fā)生傷損。對此，我們應對岔區(qū)扣件工作情況以及軌撐工作情況進行定期檢測，并重點搗固哪些列車通過時會產(chǎn)生較大位移的軌枕，必要時可在軌縫四周加裝寬枕，另外，應及時處理更換哪些發(fā)生破損的扣件與軌枕，以確保列車的安全平穩(wěn)運行。

8 結束語

總之，尖軌不密貼基本軌、尖軌發(fā)生側拱、上拱，軌距水平超限，鋼軌發(fā)生剝離、掉塊，接頭不良、鋼軌軌面發(fā)生疲勞裂紋，翼軌、心軌側磨飛邊，扣件傷損以及軌枕傷損等這些都是重載鐵路常見病害。仔細分析各種病害成因與綜合考慮這些病害對道岔使用壽命的影響情況，建議在日常整治重載鐵路道岔病害時，我們應對岔區(qū)鋼軌磨耗情況、查照間隔以及尖軌滑床臺等部位進行重點關注。關注岔區(qū)鋼軌磨耗并及時打磨鋼軌磨耗飛邊，可有效減少岔軌、心軌病害，同時通過打磨還可有效防止軌面裂紋的進一步惡化、發(fā)展；對查照間隔進行關注，主要是為了防止由于查照間隔的不合理，引發(fā)輪對過岔道時對心軌、護軌造成沖擊，可有效減輕心軌掉塊、護軌發(fā)生側磨等；最后，實時關注尖軌處滑床臺是否有雜物，需涂油與否，可有效防治尖軌不密貼基本軌，尖軌發(fā)生側拱、上拱等現(xiàn)象。只有有效整治重載鐵路道岔的各種病害，才能更好的保障列車安全運行，才能使鐵路運輸業(yè)的運輸效能得到充分發(fā)揮，為國家創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益。

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作者簡介：張成偉（1971，09-），男，漢族，籍貫：山西省大同市，單位：大同工務段，職稱：助理工程師。