钢轨低接头产生原因与整治方法

01 前言

列车在通过接头时会产生较大的冲击力,其振动的频率通常为其它部位的两至三倍,由于钢轨接头处结构相对薄弱,因此钢轨接头的破坏程度要明显大于其它位置。钢轨低接头是由接头处道床的变形所致,低接头的出现直接影响线路的质量,给安全行车也带来了巨大的潜在危机。所以,钢轨低接头的整治是养路工作中最为重要的环节之一,因此必须格外注意。

02 钢轨低接头的成因汇总

钢轨低接头的成因是多方面的,不能简单就某一个问题进行整治,而忽略了其它潜在问题,因此就实际养护经验来看,造成钢轨低接头的原因大致有以下几个方面。

2.1 钢轨接头“错牙”

钢轨接头处出现“错牙”现象,主要因为接头两端的捣固强度不均匀所致,还有就是接头材质不统一,但是这种情况并不常见。除此之外,钢轨本身的缺陷也会造成“错牙”,因为钢轨高度存在误差会形成接头处不是绝对平顺,进而使钢轨两端垂直磨耗不够均匀,产生“错牙”。

2.2 接头轨枕失效

列车在高速行驶过程中,接头处的通行压力通常较大,随着时间的流逝其抗压能力在不断减弱,接头两端轨枕逐渐失效,进而导致轨道抗压能力的大幅大下降甚至失效。

2.3 接头养护不及时

一般来讲,只有在维修时对线路水平高低轨向才做全面整修,日常维护只做消灭失格处所,设备检查时也是侧重轨距水平,而忽视了轨向高低,这些日常养护缺失也是导致低接头问题出现的原主要因之一。

2.4 轨缝过大轨面高低不平

如果从轨缝的角度讲,一般轨缝过大会增加车轮对接头的撞击力,这样一来会导致钢轨及连接零件的磨损,日积月累也会形成低接头。

2.5 螺栓松动所致

由于列车在高速行驶中会对钢轨产生不断的冲击力,时而久之会引起螺栓松动以及接头松动问题,这样一来其结果势必会造成接头无法作为一个整体去承受外力,个别零件的损坏开始加剧,同时还会增加夹板和轨端的磨耗,形成接头不平顺,进而产生低接头。

2.6 接头范围内的排水问题

由于道床的脏污会引起正常排水困难,这样会引发翻浆冒泥、道床板结、失掉应有的弹性,所以无法保证捣固质量,水平、高低变化加快。

2.7 接头捣固不实有空吊板

捣固时里外口作业人员捣固力量不一,造成接头软硬形成空吊或未按规定排镐、捣镐镐数不够,造成捣固不实。

03 钢轨低接头的危害分析

3.1 钢轨低接头容易发生三折事故

钢轨夹板的伤损除了与制造工艺和材质有关外,还与线路养护维修质量及线路几何状态存在很大关系,钢轨低接头因受强烈的冲击振动易使钢轨夹板加速疲劳、强度减弱而导致发生伤损、折断,这对行车安全有很大的威胁。

3.2 “三角坑”加剧列车振动摇晃

低接头会形成“三角坑”,三角坑能够加剧列车振动摇晃,在列车偏载或超速运行的情况下容易造成脱轨颠覆事故。

3.3 震动强烈车辆使用寿命缩短

低接头现象会导致机车车身受到强烈的振动,经常性的强烈震动会加速机车车辆部件的损害,进而缩短机车的正常使用寿命。

3.4 加速线路爬行

由于低接头加大了车轮对轨道的冲击力从而加速线路爬行。

3.5 增加了线路养护工作量

低接头的存在加剧了轨距扩大、配件损坏、木枕机械磨损、混凝土枕失效、线路高低变化等。

3.6 对路基道床的危害较大

路基和道床由于钢轨低接头,在列车通过时受到强烈的振动冲击,在起道捣固整修时容易形成枕下道碴锅而积水甚至翻浆冒泥,造成道床板结。

04 低接头具体整治措施

钢轨低接头问题是线路的主要病害之一,预防和整治不及时到位就会出现很多问题,例如:钢轨夹板受到损伤进而影响线路的总体质量。常见的低接头病害整治办法有:打磨、焊补和锯轨端等方法,其实日常护理中还可以从以下几方面入手。

4.1 自制垫片调整“错牙”

轨面不平顺造成道床弹性下沉到塑性下沉,而疲劳永久变形,很快会发展成低接头。整治时一定要制定整治方案,错牙较小时可自制1.2mm ~ 1.5mm的垫片安设在轨端较低的两夹板与钢轨间,调到两轨端轨面平顺。

4.2 保持道床饱满加强接头捣固并夯实

按作业标准保证捣固质量是预防低接头的关键,同样也是保证线路稳固的基本原则。在进行捣固接头作业时,需要把握的基本原则为至少应捣固6根轨枕,前后各3根,同时各根轨枕的捣固坚实程度也应有所不同。为了适应这个要求,捣固的程序自小腰区(指夹板以外2m范围内)向接头进行。

因为每捣固一根轨枕时,轨面略有升高,使相邻轨枕下的道床略有松动。这样,最后捣固的两根接头轨枕,其道床的坚实程度最高,离接头较远者(先捣者)较差。在线路维修中可把接头处捣的高一些,钢筋混凝土轨枕可高2mm ~ 3mm。

捣固时使钢轨里外侧一致,根据轨枕受力特点,钢筋混凝土轨枕下打“均匀镐”为好。

4.3 锁定钢轨防止爬行

在日常维护中,应及时调整大轨缝使轨缝均匀并达到规定要求。常见的曲线大轨缝对接头的冲击更大,及时调整大轨缝可以有效降低钢轨和连接零件的损伤。此外,在曲线地段还应对曲线正矢进行全面拨正,严格做好超高顺坡,因为在曲线地段内的高低不平顺会加剧对接头的冲击。

4.4 及时更换失效轨枕

失效轨枕换的更换总是不够及时是日常护理工作的缺失,这项工作并不繁琐,更换时只要注意不要破坏枕下基础即可,因为枕下基础可以保证支撑条件的一致性,同时要注意轨枕间距,否则要及时方正轨枕,保证受力均衡。

4.5 及时清筛接头范围内的脏污道床

在接头两至六根轨枕下的道床内,可以考虑填充更为优质且体积较小的道碴。因此接头处的道碴必须有计划的进行清筛(此方法建议在有施工计划或捣固能及时跟上时采用)及时消除边坡土垅,以减少接头坍碴,保证道床阻力。

4.6 更换接头处新Ⅱ型枕

接头处将我线路上现有的Ⅱ型枕更换为新Ⅱ型枕以加大接头处的受力面积,使列车通过时受力面积匀衡。但在换枕后要及时进行捣固,保证捣固质量,不得出现空吊或捣固不均匀,再次出现低接头病害,造成出力而无功。

05 结束语

虽然最近十年间我国铁路交通发展成绩有目共睹,但是成绩的背后依然存在诸多问题,在列车时速不断刷新历史记录的大背景下,日常基本养护问题却出现了严重的滞后,钢轨低接头问题的出现就是最好的佐证,这与日常护理不及时,整治措施落后等因素有着直接的关联,没有日常养护长远发展根本无从谈起,因此立足于日常养护做好预防与整治,我国铁路事业的发展也才能迈入坚实的一步。

文章来源:

原文名称:钢轨低接头成因与整治

作者信息:潘绪滨(河北沙蔚铁路有限责任公司 河北张家口 075400)

期刊信息:《城市建设理论研究(电子版)》 -2015年12期

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