軌道交通道岔病害類型以及產(chǎn)生原因分析

魏琪琪

（西安鐵道技師學院，陜西 西安 710000）

受到經(jīng)濟發(fā)展的影響，越來越多的人涌向城市，導致城市交通的壓力增大。城市為了保證自身的發(fā)展，開始在地下建設車站和交通樞紐，緩解地面道路的承載壓力，同時地下的大空間、列車的準時性、運載能力強、速度快等特點也推動了城市地下交通樞紐的建設。這一措施的實行，有效的緩解了地面的交通壓力，避免交通堵塞的加劇，同時也保證了旅客運載的實效性，滿足了人們對于交通出行的基本需求。但是受到列車運行時所產(chǎn)生的振動情況的影響，在進行新的隧道建設時需要將列車的振動情況以及其影響情況考慮在內(nèi)。現(xiàn)在我國的鐵路建設已經(jīng)涉及到了城郊，在城郊有很多的穿越隧道工程和鐵路的道岔區(qū)工程。因此，對這一問題進行研究是具有實際意義的。

1 道岔理論

以單開道岔為例，這種道岔保持一條線路正線為直線，另一條線路側線向正線的左側或右側分支左側和右側是以面對道岔尖軌尖端而言。向右側分支的，稱右向單開道岔。向左側分支的，稱左向單開道岔。單開道岔的構造考察鐵路道岔結構，單開道岔是各種類型道岔的主要型式，應用也最為普遍單開道岔是主線為直線，側線向主線的左側或右側分支的道岔。站在道岔一前端面向尖軌，側線向左分支的道岔稱為左開道岔，側線向有右分支的道岔稱為右開道岔。單開道岔由轉(zhuǎn)轍器、連接部分、轍叉及護軌所組成。

道岔區(qū)對鐵路提速工程的影響是巨大的，其復雜性和難度都是最高的，在檢修和維護方面需要花費大量的時間和精力。道岔在鐵路線路網(wǎng)中的數(shù)量多，組成結構多、構成繁瑣、可用時間段、列車速度降低、易發(fā)生事故、養(yǎng)護難度高，這是鐵路提速工程中，最讓人“頭疼”的環(huán)節(jié)。在鐵路軌道中，有絕大部分都是普通單開道岔，只有極少一部分，不到5%的不是普通單開道岔。本文針對道岔的病害診斷和養(yǎng)護進行詳細分析。

道岔是鐵路軌道的一個重要組成部分，是鐵路線路中最薄弱的設備之一，由于道岔具有數(shù)量多、構造復雜、使用壽命短、行車安全性低，所以道岔質(zhì)量的好壞直接關系到行車安全、列車速度和通過能力，同時也直接影響到道岔保養(yǎng)周期維修成本和材料的使用壽命。道岔中出現(xiàn)各種病害后，都要進行認真分析病害原因，應結合理論進行細致的調(diào)查，全面分析造成病害的原因，有針對性地采取相應的整治方法，以得到良好的效果。

2 道岔病害類型

2.1 道岔組裝鋪設時遺留的病害

在組裝鋪設時產(chǎn)生的病害有鐵路電氣化改造不當、電化柱埋設錯誤、聯(lián)動道岔兩中交點位置不當?shù)龋髮е露删€方向失誤，軌道多個部位的鋼軌出現(xiàn)異常彎曲，岔枕間隔位置不當并出現(xiàn)位移，鋼軌接頭處出現(xiàn)間隔不嚴密等問題。

2.2 道岔運行中的病害

在運行過程中的病害主要是加大對多種零件和部件的磨損，具體有零配件破損生銹、膠墊破損甚至出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象、墊板孔擴大生銹和磨損、軌面出現(xiàn)波浪型磨損情況，護輪軌、尖軌、基本軌磨損生銹、滑床臺脫焊、部分螺栓和尼龍?zhí)坠艹霈F(xiàn)磨損，中部尖軌的間隔空隙加大等等。

2.3 養(yǎng)護方面存在的問題

養(yǎng)護是保證設備使用壽命的重要方式，如果養(yǎng)護出現(xiàn)問題或者使用了錯誤的養(yǎng)護方式對設備和部件來說都是一種損耗。道岔在養(yǎng)護方面存在的問題主要是工務人員對道岔養(yǎng)護的重要性還沒有清晰的認識，工作態(tài)度不夠端正。由于工作人員對道岔養(yǎng)護的不清認知，到時他們沒能及時的對道岔進行起道搗固處理，對在建設階段和運行中遺留的病害沒有進行及時的發(fā)現(xiàn)和處理，同時使用的養(yǎng)護工作和養(yǎng)護手法都存在一定的問題，導致病害沒有及時處理，損耗范圍不斷擴大。

3 道岔病害問題分析

3.1 道岔與前后線路銜接不良

首先，道岔線路的鋪設存在問題，尤其是線間距，理論值與實際情況之間的誤差過大，導致道岔的位置出現(xiàn)偏移，線路的方向出現(xiàn)問題。其次是在道岔的施工或者修繕過程中，道岔前后兩部分以及夾直線的施工數(shù)據(jù)不科學，連接不緊密，搗固過程不嚴密，沉降不均衡、不全面，導致水平方向出現(xiàn)參差不齊的情況。再次是，準備工作不充足、不完善。搗固線路安排不合理、道岔數(shù)量較少，沒有提前調(diào)查起道量，導致道岔和線路之間出現(xiàn)混輪的匹配情況。之后是大機的設置存在問題，沒有預先設置道岔前后的線路撥量，線路和岔區(qū)之間存在矛盾。最后是線路缺砟，對道岔的沖擊力增加，導致道岔出現(xiàn)位移。

3.2 軌距超限

首先，在前期的鋪設準備過程中，軌道間距調(diào)整號碼錯誤。其次是道岔的岔枕位置不當，導致?lián)醢灏惭b受到影響。再次是軌距的相關部件和零件出現(xiàn)磨損。之后是扣件安裝不緊，列車經(jīng)過時承受不住撞擊，導致軌距偏移。最后是頂鐵問題。

3.3 軌向不良

首先，軌距不平衡。其次，無縫線路鎖定軌溫度差異過大，鋼軌位置受到影響，限位器出現(xiàn)異常。再次，鋁熱焊頭支嘴出現(xiàn)異常變化。之后，各方向不平衡，鋼軌受力出現(xiàn)大小不一的情況。最后，鋼軌出現(xiàn)不同程度的磨損，情況各有輕重。

4 主要病害產(chǎn)生的原因以及養(yǎng)護措施

4.1 道床翻漿冒泥

道岔區(qū)出現(xiàn)道床翻漿冒泥的情況主要是因為在建設道岔的過程中，沒有及時的設置封鎖，準備工作做的不充分，致使既有線的枕下清碴過薄，出現(xiàn)積水，影響列車運行。尤其是道岔的頭和尾兩處的信號機座，影響嚴重，積水排不出，冒泥現(xiàn)象更加嚴重。最近幾年的道岔更改施工都在應用CD-2 型提速道岔搗固機進行起道工作，起道量最大為200mm。這樣，能夠解決道岔岔枕下的清碴過薄問題，增加道床的強度和彈性，同時也緩解積水問題的不良影響，翻漿冒泥現(xiàn)象的可能性大大降低了。要想妥善解決道床翻漿冒泥問題，就需要先處理坡度較高處的起道問題，可以通過人工的形式對斷面的碴子進行篩查和替換，使用硬度較高的碴子。

4.2 嚴寒地區(qū)“三折”

“三折”包括鋼軌、岔心和夾板折斷，這是溫度較低地區(qū)需要重點保護的部分。“三折”現(xiàn)象對人們的生命財產(chǎn)和交通安全具有極大的影響，所以對其根源進行探索十分重要，便于制定合適的防治措施。道岔“三折”部分常見病害的整治方式包括：（1）加強搗固——強調(diào)使用由鎬搗固，消滅暗坑，明吊板，減弱轍叉沖擊力。（2）改進聯(lián)接方式——將原轍叉與岔枕用道釘螺旋釘聯(lián)結方式全部改換為分開式扣件，消滅了明吊板，提高了轍叉穩(wěn)定性。（3）轍叉部分軌距不合及沖擊叉尖的整治方法。a.轍叉加強搗固，必要時把岔枕翻轉(zhuǎn)使用，避免轍叉沉落。b.檢查和整修各部間隔尺寸。（4）加強整組道岔鎖定，有條件的道岔前后全部采用1 彈條扣件，道岔區(qū)，曲股逐步改為分開或扣件，基本達到了“縱不爬，橫不移”轍叉前后軌縫易于保持，減少了接頭振動力。（5）打磨軌面——對粗糙不平的軌面進行打磨，更換前后坍塌不平的引軌，改善了行車的平穩(wěn)性。（6）改善彈性——定期清篩道岔，推廣使用加厚膠墊，提高轍叉彈性。尖軌是道岔中最薄弱的環(huán)節(jié)，經(jīng)過重載大列的沖擊，尖軌已產(chǎn)生了許多病害，經(jīng)過分析和觀察發(fā)現(xiàn)尖軌已產(chǎn)生了橫彎和拱腰。

4.3 設備及維修方面

在鐵路維修方面，主要存在以下幾點需要改進：

（1）新規(guī)鋪設質(zhì)量差。在鋼軌的運輸過程中，不管是分段運輸還是成段運輸，在多次搬運和轉(zhuǎn)移的過程中不可避免的會出現(xiàn)磕磕碰碰，尤其是質(zhì)量較重的鋼軌，搬運難度增加，出現(xiàn)磕碰彎折的可能性更高。同時鋼軌本身的質(zhì)量也是存在一定問題的，這也是導致斷軌的主要原因。在之后對鋼軌進行加工時，鋼軌的核傷、內(nèi)部的損傷等都會導致材質(zhì)出現(xiàn)問題，進而影響使用，甚至導致鐵路事故的發(fā)生。（2）鋼軌接頭處出現(xiàn)損傷的可能性也很高。因為軌道之間的縫隙不能及時填補或者調(diào)整，導致出現(xiàn)縫隙擴大或者填補不當?shù)惹闆r，當列車運行經(jīng)過鋼軌接頭時，接頭處難以承受列車帶來的振動撞擊，導致出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象，長此以往，損傷程度加劇，最終出現(xiàn)斷軌，阻礙列車運行。（3）在道岔養(yǎng)護方面容易出現(xiàn)暗坑、冒泥、岔枕失效等問題。受到列車運行振動的影響，坡度軌道的兩邊受力不均，出現(xiàn)速度差和受力差，導致線路爬行，軌道縫隙一端大一端小，整個鋼軌的受力不均，出現(xiàn)損壞。因為在施工以及養(yǎng)護過程中的不當行為，導致理論溫度范圍與實際溫度情況出現(xiàn)較大差異，實際溫度過高，鋼軌在受力作用下變脆，易折易斷。（4）為了降低成本投入，加長施工時間，導致道床翻漿，接頭和枕木出現(xiàn)問題。鋼軌是使用是有期限的，使用時間越長，損傷越嚴重。相關的試驗結果顯示，很多大修周期的軌道出現(xiàn)空裂情況的概率是很高的，甚至是使用初期的好幾倍。即使可以通過焊接的方式使軌道的不平衡問題得到一定程度的解決，但是列車經(jīng)過多帶來的損傷是不能緩解的，鋼軌內(nèi)部依然會出現(xiàn)極大的損耗。（5）鋼軌的配置工作中，尤其是短軌的制作過程，包括以下幾個環(huán)節(jié)，鋸軌、鉆孔，用氧氣切割鋼軌、沖孔。受到不當維修和養(yǎng)護方式的影響，鋼軌接頭不靈活、空吊板等現(xiàn)象嚴重，導致斷軌現(xiàn)象的出現(xiàn)。（6）進行電力牽車工作時，機車出現(xiàn)飛輪現(xiàn)象，對鋼軌造成極大的損傷。機車在有坡度的曲線路段會停留一段時間，或者車輪空轉(zhuǎn)，導致鋼軌損傷。所以，在列車的運行過程中，部分鋼軌經(jīng)常出現(xiàn)磨損，導致鋼軌的磨損處愈加嚴重，難以修復。

4.4 鋼軌檢查方面

（1）檢修工作人員的專業(yè)水平有限。最近幾年，有經(jīng)驗的員工受到傷病和年齡的影響大多選擇退休，新進的工作人員沒有工作經(jīng)驗，專業(yè)技術水平不夠，沒有參加過專業(yè)的探傷培訓，導致在工作過程中頻頻出現(xiàn)問題，或者敷衍了事。鋼軌出現(xiàn)損傷不能及時判斷損傷程度和原因，導致問題遺留遲遲得不到解決。（2）部分工作人員的工作態(tài)度不端正。在使用儀器探傷的過程中，工作人員沒有按照探傷要求和探傷標準完成工作流程。在手動檢查時，工作人員匆匆查看，敷衍路過。部分巡查人員不清楚鋼軌的薄弱部分，對鋼軌的損傷和接頭的損害不清不楚。

4.5 環(huán)境及其他影響因素

（1）寒冷的氣候是軌折的重要因素。我國北方的冬季氣溫平均在零攝氏度以下，部分地區(qū)的最低氣溫達到零下三十度。因此，我國北方的大部分鐵路都在凍土上面，就算到了四月份，還有凍土存在。相關氣溫統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，12月到2月是我國氣溫最低的時間段，在低溫中，鋼軌的折斷可能性提升，幾乎七成以上的北方鐵路的鋼軌都會出現(xiàn)斷軌現(xiàn)象。（2）鋼軌低溫脆斷。鋼軌在低溫中容易折斷。但是實驗證明u7460kg/m 鋼軌的穩(wěn)定性較高，可以抵抗低溫的影響。1997年，我國首次進行鐵路整體提速，時至今日，已經(jīng)陸續(xù)進行了六次提速，這為我國經(jīng)濟、社會的發(fā)展提供了極大的支持。第六次提速是在2007年，可以說是我國鐵路提速歷史上的里程碑事件，京廣、京滬、隴海等線路列車的最低運行速度提升至200km/h，部分鐵路的運載量提升至5500t，這使得鐵路的實效性和負載能力得到極大的提升。為了妥善解決客運列車和貨運列車之間的速度差對軌道造成的損傷的問題，二者的提速要保持相同的比例，貨運列車的最低運行速度調(diào)整至120km/h。速度的影響減小，但是運載量的提升對軌道的影響還沒有解決，因此，需要全面考慮到鐵路設施及相關設備的檢修和維護，只有這樣才能保證鐵軌的使用壽命，保證列車的平穩(wěn)運行，保證鐵路可以發(fā)揮出對我國發(fā)展的推動作用。

5 結束語

轉(zhuǎn)變無縫道岔的結構，將直股和曲下股全部焊接，曲上股不使用焊接的方式，這樣能夠減輕溫度的影響力，避免直尖軌發(fā)生彎折，并將道岔劃分成不同的單元進行管理，鎖定軌道溫度，其中限位器的位移觀測樁參與到溫度管理過程中，能夠及時處理軌道前后溫度不平衡以及實際溫度異常的問題。軌道是實現(xiàn)交通運輸?shù)幕渲凶钊菀壮霈F(xiàn)故障的位置便是道岔區(qū)，尤其是折返道岔。因為折返道岔的使用次數(shù)多，構造部件多，結構難度高，養(yǎng)護困難等等原因使得道岔的設備極易出現(xiàn)損傷，同時也影響了列車運行的安全性。