淺析道岔病害的形成及治理

張志

（山東濟(jì)鐵工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250031）

0.引言

道岔是軌道線路中的一個薄弱環(huán)節(jié)，保持道岔的安全平穩(wěn)，對確保行車安全具有重要意義[1]。濟(jì)南鐵路局集團(tuán)聊城工務(wù)段所管轄的瓦日線的設(shè)備，不僅每天有2～3組萬噸大列發(fā)到濟(jì)礦物流，還承擔(dān)著去京滬線分流的部分重載列車，而萬噸大列對設(shè)備的沖擊，特別是道岔的影響，是一個新的課題。重載道岔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、受沖擊力大，易于磨耗、變形造成晃車，直接影響旅客舒適度甚至危及行車安全。長期以來，工區(qū)對道岔晃車產(chǎn)生原因認(rèn)識存在誤區(qū)，現(xiàn)場查找病害不準(zhǔn)，整治效果不明顯，岔區(qū)晃車現(xiàn)象時有發(fā)生。東平線路車間組織技術(shù)人員、工人技師對道岔晃車的原因進(jìn)行現(xiàn)場攻關(guān)，制定有針對性的整治措施，收到非常好的效果，岔區(qū)晃車現(xiàn)象得到有效控制。

1.無縫道岔肥邊

成因分析：轍叉使用一段時間后，心軌及翼軌會 出現(xiàn)一定的肥邊，達(dá)到一定程度，車輪碾壓時易把肥邊撕掉，造成掉塊，同時心軌表面也出現(xiàn)了魚鱗紋和輕微掉塊。轍叉的有害空間到心軌的40斷面處，受力條件惡劣，尤其在列車逆向過岔時（行車方向正對叉心）對心軌的沖擊損壞較快，在轍叉使用一段時間后心軌表面會出現(xiàn)魚鱗紋或輕微掉塊。

解決辦法：要及時打磨，打磨的原則：“磨高、順低、修輪廓”。首先用直尺確認(rèn)高點(diǎn)，把直尺放在心軌50～20斷面的工作邊軌頂R80圓弧上，尋找高點(diǎn)。找到高點(diǎn)后用角磨機(jī)（裝百葉片）輕磨高點(diǎn)，磨至無高點(diǎn)。如果高點(diǎn)磨平魚鱗紋還存在，就在心軌20～50的軌面上來回順磨，磨至魚鱗紋消失。心軌表面魚鱗紋消失后，用直尺復(fù)查是否還有高點(diǎn)。如果高點(diǎn)消失，用專用1:5×R13×R80×R300×1:40樣板檢查軌頂輪廓。檢查方法：手握樣板，用樣板的1:5貼心軌側(cè)面，基本貼緊后用R13×R80×R300×1:40貼軌頂，看是否有縫隙，如果有縫隙就打磨高點(diǎn)處，打磨至基本無縫隙即可[2]。心軌、翼軌出現(xiàn)肥邊的打磨：轍叉使用一段時間后，心軌及翼軌會出現(xiàn)一定的肥邊，雖然在磨合期已經(jīng)對肥邊進(jìn)行了打磨，但是隨著轍叉使用時間的延長軌及翼軌還會不斷出現(xiàn)肥邊。這些肥邊要及時發(fā)現(xiàn)及時打磨，如果肥邊不及時打磨待到肥邊大到一定程度，輪碾壓時易把肥邊撕掉，造成掉塊，這樣就很不容易理打磨方法同前面敘述一樣。心軌“軌距角”的打磨 ：心軌的“軌距角”圓弧由于轍叉鋪設(shè)位置等原因，有的轍叉在經(jīng)過車輪碾壓后會出現(xiàn)“魚鱗紋”或圓弧不規(guī)則，發(fā)現(xiàn)這些“病害”后必須及時打磨，轍叉的“軌距角”50斷面后均為R13、50斷面至20斷面由R13逐步過渡到R8。打磨方法：用角磨機(jī)裝上百葉片，對圓弧處不斷來回打磨并經(jīng)常用樣板復(fù)驗(yàn)圓弧，不斷修正，圓弧打磨后R≧R13即可。

2.鋼軌病害引起的病害

成因分析：道岔鋼軌不均勻磨耗、焊縫抵扣、接頭支嘴等病害，如果方向不良，就會形成這樣一種循環(huán)：方向不良→鋼軌不均勻磨耗→曲線橫移、撞道→扣件松動失效→軌距及變化率超限→加劇方向不良。道岔無縫化工作不徹底以及岔區(qū)內(nèi)隨意插入短軌長時間得不到焊復(fù)，也是形成晃車的重要原因。工區(qū)日常對尖軌、基本軌、轍叉磨耗養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或磨耗超限不能及時做出調(diào)整和更換，也會造成晃車。

解決辦法：工區(qū)成立鋼軌修理小組，不間斷地整修鋼軌病害，堅(jiān)持預(yù)防性打磨，以提高鋼軌軌面的平順性，養(yǎng)護(hù)、維修重點(diǎn)可以概括為6個字“去肥邊、磨高點(diǎn)”。重視岔區(qū)無縫化工作，對岔區(qū)內(nèi)的臨時開口及時焊復(fù)，消滅抵扣接頭及接頭高低左右錯牙，特別重視接頭上、下錯口修磨。

由于轍叉心軌、翼軌均采用U20Mn鋼材料制成，而與轍叉連接的鋼軌均為“U75V普通軌”，這2種材料硬度與耐磨性不一致以在車輛運(yùn)行中垂磨不一致。另外轍叉與鋼軌往往不是同壽命，鋼軌使用壽命遠(yuǎn)大于轍叉使用壽命，這樣就有新轍叉配舊鋼軌的現(xiàn)象。由于以上2種原因，在轍叉與鋼軌的有縫連接處，有上、下錯口較嚴(yán)重的病害。如果這種錯口現(xiàn)象不及時處理，很容易出現(xiàn)軌端掉塊現(xiàn)象。

上下錯口檢查方法：用直尺或300mm鋼板尺放在轍叉軌頂上往連接軌上推目測間隙。如果接頭上下錯口超過0.5mm，就必須對轍叉跟端或趾端軌端軌頂進(jìn)行倒角處理，處理方法用角磨機(jī)安裝百葉片對軌端頂磨一個（2～3mm）×45°的倒角，以緩和車輪通過接頭的沖擊力，避免掉塊產(chǎn)生，減少車輪的沖擊，及時更換側(cè)磨嚴(yán)重的曲尖軌和導(dǎo)曲上股鋼軌。

3.道床板結(jié)、彈性不足造成的病害

成因分析：道床往往經(jīng)歷3個階段：即松散階段、穩(wěn)定階段和劣化階段。松散階段是在新鋪線路或經(jīng)過道床清篩綜合維修之后道砟相對松散，排水性也比較好。隨著時間的推移，線路通過的列車也越來越多，這時，道床就是穩(wěn)定狀態(tài)了。這也是最好的時期，時間也最長。道床臟污板結(jié)、排水不良、翻漿冒泥等病害出現(xiàn)就是劣化時期。這時道床失去彈性，軌道幾何尺寸不易保持，加劇了墊板、扣件、螺栓的損壞，造成列車通過道岔時發(fā)生晃車。

解決辦法：著重要解決的是排水，而解決排水又是一個比較復(fù)雜的過程，首先是破底清篩翻漿冒泥接頭，拋掉磨棱石碴，更換新石渣，枕盒內(nèi)以2/3為最好。嚴(yán)重的地段枕下加墊14號大膠墊。對剛發(fā)生的翻漿冒泥情況尤其要重視，要整就要徹底整治，否則，容易進(jìn)入越整越保持不住，面積也越來越大的惡性循環(huán)。具體辦法：進(jìn)行小清篩提高道床透水性，清篩枕盒內(nèi)軌枕下100m～150m，從而能將水排出去，特別軌枕頭處的邊坡石碴，全部清篩一遍，把泥土全拋也去，保證了邊坡的透水性。同時對不使力的彈條也全部更換，對失效大膠墊、尼龍底座，對于歪斜、串出、缺少的全部整治、歸位、更換，低接頭要更換為 14mm 的加厚大膠墊。焊補(bǔ)和打磨鋼軌，做到道床清篩、鋼軌焊修同步進(jìn)行 ，鋼軌踏面掉塊及時焊補(bǔ)、低接頭堆高達(dá)到用鋼板尺測量無縫隙。盡快安排道床清篩、起道搗固，補(bǔ)充石砟，疏通道床排水，恢復(fù)道床原有彈性。及時整治失效和彈簧墊圈離縫的大站栓。

4.道岔構(gòu)造原因造成的病害

成因分析：道岔轉(zhuǎn)轍部位軌面不平順、轍叉心有害空間、心軌端部與翼軌的相對高差等自身構(gòu)造的特殊性會不可避免地引起晃車。在道岔前后一定距離內(nèi)，線路有方向、軌距、水平不良等病害，尤其是軌距遞減率變化較大時，造成列車的蛇形運(yùn)動并產(chǎn)生較大的振動。道岔密集的岔區(qū)內(nèi)，在后方道岔振動未消失的情況下就進(jìn)入前方道岔產(chǎn)生振動疊加時，就必然會產(chǎn)生晃車。

解決辦法：工區(qū)在維修作業(yè)時應(yīng)將道岔和其前后各50m～100 m線路視為一個管理單元。如果道岔與曲線相連接或較近時，要注意撥好緩和曲線的方向，以減少列車的顛簸。及時焊補(bǔ)或更換垂直磨耗嚴(yán)重的轍叉心。

5.轉(zhuǎn)轍、轍叉部位空吊板導(dǎo)致的病害

成因分析：轉(zhuǎn)轍部位由于電務(wù)設(shè)備的影響，搗固比較困難，容易產(chǎn)生空吊板。轍叉部位由于直側(cè)向通過列車不一致產(chǎn)生偏載或翼軌出現(xiàn)垂直磨耗、暗吊等，就會產(chǎn)生線路的不平順。空吊的產(chǎn)生還會使滑床板不在同一水平面上而引起尖軌跳動、翹頭、弓腰。尖軌跳動時，尖軌與基本軌的貼靠關(guān)系就發(fā)生了變化，進(jìn)而引起車輪與尖軌之間發(fā)生接觸上的變化，就會產(chǎn)生比較明顯的晃車。轉(zhuǎn)轍部位下大膠墊由于長期受潤滑油脂的腐蝕，變形、壓潰、腐爛、串出現(xiàn)象較為突出 ，組合轍叉心由于翼軌和心軌軌底高低不一致，導(dǎo)致膠墊壓潰、串出、失效現(xiàn)象比較嚴(yán)重，也會導(dǎo)致空吊板形成晃車。

解決辦法：轉(zhuǎn)轍、轍叉部位長期空吊板得不到根治將會產(chǎn)生滑床板斷裂、大站栓失效、長岔枕中部斷裂、轍叉心裂紋等惡性設(shè)備病害。工區(qū)必須加強(qiáng)對轉(zhuǎn)轍部位和轍叉心的養(yǎng)護(hù)，在列車通過時注意觀察線路空吊板情況，加強(qiáng)沖擊鎬搗固作業(yè)，確保轉(zhuǎn)轍和轍叉心部位枕下道床密實(shí)、軟硬均勻一致。及時更換補(bǔ)充變形、壓潰、串出的膠墊。對滑床板頂面不平或整組道岔滑床板不在同一水平面病害要及時整治。首先進(jìn)行轉(zhuǎn)轍部位的起道搗固，確保高低水平良好。如有個別滑床板過高或過低，可更換滑床板下不同厚度的大膠墊處理。滑床板折斷和滑床臺磨損嚴(yán)重也會造成尖軌與滑床臺不密貼，必須及時更換。

6.軌溫異常變化引起的病害

成因分析：無縫道岔尖軌及其前方25m范圍內(nèi)綜合維修作業(yè)軌溫范圍縮小，養(yǎng)護(hù)維修受限，軌溫變化引起道岔限位器頂死、頂鐵離縫，導(dǎo)致尖軌不密貼或假密貼引起晃車。無縫道岔的軌道結(jié)構(gòu)與區(qū)間線路不同，是由兩股道交叉而成的四線結(jié)構(gòu)。道岔鎖定軌溫過高或過低，基本軌發(fā)生縱向位移，岔區(qū)沒有完全鎖定導(dǎo)致鋼軌伸縮量增大造成頂鐵離縫、直尖軌側(cè)彎、變形引起晃車。夏季隨著軌溫的升高，無縫道岔內(nèi)產(chǎn)生較大的附加溫度應(yīng)力，使直基本軌所受壓力增加，對保持無縫道岔的穩(wěn)定不利，《鐵路線路維修規(guī)則》規(guī)定，在無縫道岔尖軌及其前方25m范圍內(nèi)進(jìn)行綜合維修，作業(yè)較普通無縫線路縮小了5℃～10℃，使日常維修作業(yè)有諸多不便。岔區(qū)的鎖定軌溫較低時，夏季出現(xiàn)連續(xù)方向和碎彎也會產(chǎn)生晃車現(xiàn)象。

解決辦法：規(guī)范無縫道岔管理工作，按照跨區(qū)間無縫線路管理標(biāo)準(zhǔn)，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的無縫道岔進(jìn)行應(yīng)力放散或調(diào)整，恢復(fù)尖軌與基本軌設(shè)計(jì)位置。無縫道岔維修作業(yè)軌溫范圍縮小，如果無縫道岔內(nèi)接頭全部焊接后，溫度力只能沿著交叉的軌線傳遞，產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，而軌道的交叉是因?yàn)榍山宇^焊接造成的，而側(cè)股最大允許通過速度僅為50km，所以為了解決線路交叉問題，對道岔內(nèi)接頭焊聯(lián)方式有必要進(jìn)行改進(jìn)，只焊接道岔內(nèi)直股接頭，而曲股接頭全部焊接，這樣軌線沒有分支和交叉，就不會產(chǎn)生附加溫度力。根據(jù)軌溫變化及時調(diào)整離縫的頂鐵，控制縫隙在1mm以內(nèi)。加強(qiáng)道岔曲股及道岔前后150m范圍內(nèi)的線路鎖定，道岔連接零件必須齊全有效、作用良好。對變形的尖軌及時進(jìn)行矯直或更換處理。

7.作業(yè)習(xí)慣導(dǎo)致不良產(chǎn)生的病害

（1）工區(qū)在處理病害時只整治單獨(dú)一處的軌距或水平，對連續(xù)軌向和線路的大向、大平病害不夠重視。從多年的維修實(shí)踐可知：單獨(dú)一處軌距或水平病害并不會引起車體的晃動，而連續(xù)軌向和線路的大向、大平才是晃車的根源。線路大機(jī)維修和道岔大機(jī)維修作業(yè)無法同步進(jìn)行，起撥道量不一致，就會造成道岔與前后線路的銜接不平順、線路方向和高低超限。

工區(qū)在大機(jī)維修前應(yīng)對道岔和線路的起撥道量綜合統(tǒng)籌考慮，采用經(jīng)緯儀對道岔位置及其前后曲線進(jìn)行精確定位，確保道岔線路大向、大平銜接良好。工區(qū)在日常維修時應(yīng)利用定位觀測樁全面撥正線路，保持大向良好。

（2）在現(xiàn)場作業(yè)中，通常設(shè)置一股鋼軌高出另一股鋼軌1mm～3mm（俗稱陰陽股），在列車速度較低的情況下（80km/h以下），一般不會引起晃車。但在80km/h以上時，當(dāng)設(shè)定的基準(zhǔn)股與道岔的結(jié)構(gòu)不相匹配的時候，就會產(chǎn)生明顯的晃車。如果水平較低的一股出現(xiàn)向外的方向，就相當(dāng)對一條20000m～30000m半徑的曲線設(shè)置了反超高，晃車現(xiàn)象就會發(fā)生。

從長期的工作實(shí)踐中可知： 設(shè)置陰陽股的作用不是很明顯，不建議設(shè)置。如果道岔與曲線相連時，可按曲線超高股在岔區(qū)設(shè)置陰陽股，但不宜超過2mm，并應(yīng)注意對接道岔導(dǎo)曲股反超的處理。日常作業(yè)必須重視水平較低的一股出現(xiàn)向外方向時的檢查、整治，方向出現(xiàn)時應(yīng)立即撥正。

（3）護(hù)輪軌磨耗后，調(diào)整查照間隔和護(hù)背距離時只在護(hù)軌中部背面加設(shè)調(diào)整片，導(dǎo)致護(hù)軌作用邊外鼓，改變了原設(shè)計(jì)線形，不僅加速了護(hù)輪軌的磨耗，在車輪經(jīng)過時造成晃車。

加設(shè)護(hù)輪軌調(diào)整片時，要在護(hù)軌全長范圍內(nèi)加墊，保持護(hù)軌平直段；當(dāng)護(hù)軌側(cè)磨達(dá)到12mm（護(hù)軌軌頂寬 ≤58mm）時應(yīng)安排更換。

（4）為便于控制岔區(qū)方向，工區(qū)在道岔上埋設(shè)了大量的錨樁。靜態(tài)情況下的方向病害確實(shí)得到了改善，但列車通過時鋼軌連同軌枕存在上下、左右輕微位移。此時的錨樁處就形成了剛性約束，相當(dāng)于人為阻止了鋼軌的正常位移，列車通過時形成晃車。

盡量減少地錨樁的使用數(shù)量，改為撥道、改道、直軌、換軌的方法綜合整治方向病害。如必須使用時可在錨樁與軌距桿連接處加裝膠墊，以保持動態(tài)時足夠的彈性。

（5）道岔起道搗固作業(yè)時，沒有做到直曲股同起同搗，岔枕全長沒有通搗，起道后搗固距離不足而形成暗坑，經(jīng)列車碾壓后出現(xiàn)高低、水平等病害引起晃車。

加強(qiáng)對作業(yè)人員責(zé)任心的教育，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，熟練掌握作業(yè)要領(lǐng)和技能，作業(yè)后加強(qiáng)驗(yàn)收檢查。

（6）扣件離縫、扭矩不足，加大了道岔動態(tài)幾何尺寸的變化。作業(yè)時，如果不注意消除軌距調(diào)整塊前后離縫或者扣件扭矩不足，將會加大動態(tài)道岔軌距、軌向的變化[3]，形成軌道橫向不平順，造成列車通過道岔時晃車。

提高作業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。作業(yè)后全面檢查扣件是否齊全、位置正確、作用良好，消除軌距塊與軌底間的縫隙。

8.結(jié)語

道岔病害產(chǎn)生的原因較多，如何整治工務(wù)部門的一項(xiàng)技術(shù)難題。在道岔維修作業(yè)中，要堅(jiān)持動靜態(tài)檢查相結(jié)合、人工添乘和儀器檢測相結(jié)合，認(rèn)真調(diào)查、分析病害形成的原因，采取有針對性的整治辦法，必將大大減少病害的數(shù)量。