0 引言
随着铁路运营量日益增多，作为联结轨道分支的重要设备道岔，动作更加频繁，其故障概率加大，所带来的影响范围也较广，一直以来是铁路维护的重点设备随着社会经济的发展，我国铁路行业也在不断进步，但是铁路在发展过程中出现了很多道岔病害问题，这些问题阻碍了铁路列车正常行驶，威胁铁路运行安全，严重会导致出现铁路事故,因此相关人员应该制定针对措施解决病害。
1 普速铁路道岔现状及工作原理
浙江金温铁道开发有限公司工电部管辖金温货线、乐清湾线、金台线等3条线，5个线路作业区，其中，温州线路作业区管内道岔174组，以p60sc330和p50cz2209为主，道岔号码小，列车侧向通过时，容易造成机车晃动，影响行车稳定性。
道岔设备较一般线路构造复杂，容易产生病害，如何整治好道岔病害，对于每个工务人员都是一大难题。为了保持道岔的轨距、间隔、方向、水平、高低及各部尺寸的良好状态，就必须掌握规律，分析造成病害的原因，有针对性地采取有效预防和整治措施。
如今人民生活水平提高，不论是客运或是货运，铁路运输已成为人们生活的刚需。而道岔转辙设备作为铁路信号室外三大基础设备之一，在铁路的运行中具有至关重要的作用。如若道岔发生故障，对于货运，运输效率会降低；对于客运，乘客的乘坐体验会下降，甚至会影响到乘客的生命安全。我国对于道岔故障检测的方式主要有故障维修和定期维护2种。但有时在道岔的运行过程中会出现偶发故障，没有任何警告，这使得信号人对于偶发故障问题的解决变得更加困难。
道岔是使列车从一条线路转向另外一条线路的转辙设施，道岔的开通方向决定了列车的走向。道岔由基本轨、尖轨、合拢轨和辙叉组成。其中，合拢轨由2个直合拢轨和2根弯合拢轨构成，辙叉由2根翼轨、2根护轮轨和辙叉心构成。基本轨、合拢轨和辙叉都是固定在轨道上的，不可以移动。尖轨是道岔的可动部
图1 铁路道岔结构工作原理
分，尖轨的动作由道岔转辙机控制，2根尖轨随转辙机的推拉杆一起动作从而使道岔开通不同的方向。由辙叉心所形成的角，叫作辙叉角，用辙叉角的余切值来表示道岔号数N，道岔号数反映了道岔各部分的主要尺寸，号数越大，辙叉角的角度越小，则列车通过道岔的速度越快，如图1所示。道岔主要分为定位和反位2种状态，偶尔会出现四开的情况。一般讲道岔经常所处的位置称为定位，另一位置称为反位。同时，道岔定位位置的确定需要根据2条原则：考虑站内行车和调车作业的安全；提高作业效率，减少搬动道岔的次数。
2 普速铁路道岔常见病害成因
2.1道岔方向不良、轨道距离超出限制
建设铁路道岔设备工作过程中，如果施工过程中出现失误导致道岔的方向不准确和轨道距离超出限制这样的问题，就会降低整体铁路建设项目施工质量水平，使得铁路建设工作前后无法连接到一起，影响了铁路列车正常行驶。出现这两种道岔病害问题的原因有以下几个，首先时辙叉心部分在具体施工过程中出现失误导致误差，其次是铁路建设过程中的轨道前后连接质量不佳，还有顶钢尺寸不符合铁路工程施工标准等。
2.2道岔水平和前后高低不平
建设铁路道岔设备工作过程中，经常会出现道岔水平和前后高低不平的病害问题，施工人员在工作过程中具体工作步骤出现失误，使得铁路轨道没有完全对齐，从而影响之后的铁路建设工作，降低了铁路行车运输能力。铁路列车在这种不平整的铁路轨道上行驶时，很可能会发生铁路行车事故，对列车上的人们产生安全威胁。
2.3道岔尖轨和基本轨连接不密切
建设铁路道岔设备工作过程中，施工人员工作失误可能会导致道岔设备的尖轨和基本轨之间连接不密切，中间存在一定的缝隙，这会影响以后铁路列车正常行驶，为铁路运输工作带来安全隐患。在铁路建设工作过程中如果道岔尖轨和基本轨中间有缝隙，在以后的铁路列车行驶过程中道岔使用时间增加，列车脱轨的概率也会增加，威胁列车旅客的生命安全。
2.4铁路钢轨低接头的问题
在建设铁路工作过程中会出现低接头的问题，如果不及时采取针对措施解决问题，会使得铁路轨道和夹板受到损坏，出现夹板断开，列车倾覆等问题。出现钢轨接头病害的原因有很多，比如接头在建设过程中出现破损，铁路列车行驶时就会增加列车冲击，造成低接头的现象，而低接头同时会进一步导致接头损坏，压堆等问题。当铁路建设过程中捣固不实的时候，轨枕失去应有的效果，导致轨道线路不稳，轨枕的位置逐渐移动，产生低接头的病害问题。轨道之间的缝隙比较大，枕头不平行，铁路列车行驶过程中的冲击会出现低接头的问题。最后一种原因是铁路轨道线路连接位置排水不好，在长时间的使用过程中连接位置产生积水，软化路基，在铁路列车行驶时产生冲击，造成低接头问题。
3 普速铁路道岔病害解决措施
3.1提高道岔易损部件强度
为了保证新设计的经济适用，必须深入了解和分析现有超载道岔使用中存在的问题，对其进行优化和改进，以提高道岔的使用寿命。目前，道岔面临的最大问题是尖轨和辙叉使用寿命短，磨损严重，经常出现剥落块，需频繁更换。辙叉顶面剥离块和翼轨垂直磨损严重。为延长其使用寿命，主要方案如为更改尖轨曲线结构：转辙部分为半切线结构，曲线尖轨的前部为直线段。直基本轨与曲线尖轨相切，尖轨头在切割点处的宽度为30mm。在尖轨前端采用半直线和半曲线，即尖轨切入点的位置向后移动，增加了尖轨直线段的长度。期望它能有效地提高尖轨的使用寿命。因为在道岔结构中没有外轨的超高，所以外侧钢轨上的轮与轨之间的垂直力大于内轨，即尖轨垂向力的最大垂直力大于基轨，而基轨上的垂直力随着导向曲线半径的增大而逐渐减小。轮轨在导曲区的最大横向力变化与转辙区相似。垂直力也是由道岔的曲线半径变化及其结构的不规则性决定的。这与轮对通过时接触点位置的改变引起的受力分布状态的变化有关。侧向力的最大值随曲线半径的增大而减小，表明曲线半径的增大可提高列车在同速度通过侧向道岔时的运行安全性和稳定性。通过以上分析可以看出，虽然增道岔侧向曲线的半径有利于提高行车的安全性和稳定性，同时能更好地保证道岔使用状态的稳定性，最终增大道岔的总长度。因此在保证原有的专线道岔设计参数情况下即保证目前道岔总长度和其他关键设计数据不变，直向、侧向允许速度不变的情况下，对道岔曲线尖轨的线性重新设计，参照新型高速道岔曲线尖轨的形式设计，重新设计该类型道岔的曲线尖轨为复曲线半切线型。其目的是在可能的条件下使尖轨的导曲线实际起点向尖轨后侧设置。原因是在长期的使用观察中发现曲线尖轨的侧磨部位大多位于导曲线实际起点前侧，由于尖轨的顶面宽度是由尖轨尖前侧向后侧逐步加大的，因此在相同的侧磨量下侧磨位置越向尖轨前侧，尖轨尖部位发生断裂、掉块等病害的几率及会增大。基于提高曲尖轨使用寿命的考虑，重新设计尖轨的导曲实际起点或者导曲半径，使得尖轨处磨耗在越向尖轨后侧发生，从而提高尖轨的安全性和使用寿命。不改变辙岔位置型号的情况下，调整尖轨前部导曲半径有要保持在道岔转向角不变情况下，只能适当减小导曲线半径使得导曲线距离较小这样才能使得导曲线实际起点向尖轨后侧延伸，或者在不改变目前导曲线实际起点的情况下设置为复曲线半切线型尖轨。
3.2做好铁路道岔维修的养护
定期检查是养护道岔工作的基本构成，定期检查工作的周期要根据铁路实际的运行情况和运行公里数等综合考虑。铁路检查的计划需要合理且周密，这对于避免运行故障和事故有重要的意义。此外，检查工作的内容也非常重要。根据以往的工作经验和运行实际情况，对容易出现故障和隐患的部位重点检查，同时，其他的常规检查项目也必须落实到位。检查工作做到扎实落实和不遗漏，是线段检查工作的基础，也是工作的难点。一般情况下，都是对铁路线进行分段管理，确保责任到人，专项检查和常规检查相结合，提高工作的效果和效率。检查工作的结果要详细记录，对检查结果信息的收集和分析，是完善检查计划的合理性和及时性的依据。
铁路运行轨道的零部件类型各异，且道岔区域的结构相对比较复杂。所以，茶区轨道的维修和保养是检查工作中需要特别注意并加强的。在现行铁路的总里程中，岔区占比达到了70%。列车通过岔区时各组成构件之间的受力是不均匀的，转辙设备对铁道的整体性是有影响的。零件的类别不同、构造各异，所以在维修和养护过程中，分门别类进行重点检修是非常必要的。道岔维修和养护工作的全面性是重要的，同时，应该注意的是维修养护工作的复杂性。在制定工作计划和工作进行的过程中，明确维修和养护工作的重点对象和重点环节，有针对性地维护和监督，是保证维修养护工作全面落实以及保证维修养护有效性的基础。道岔铺设完成的投运期间，需要经历一段时间的磨合，磨合阶段可以发现实际道岔的运行与设计之间的差别。
科学、合理、全面的计划和方针指导是工作正常进行的依据。计划和指导方针的形成和制定，除了铁路自身的设计条件外，还需要结合不同地区和不同型号的列车等信息制定。维修和养护工作是以保证铁路的正常运行为最终目标的，在工作的过程中既要避免工作内容过多、过繁，也要避免因检查疏漏等因素造成事故。检测和监控等手段，是决定维修和养护的依据，也是启动维修手段的关键，要保持检测的准确，并结合监控的动态特征，才能够对道岔的实际状态做到及时掌握。根据不同的运载里程和不同地区的天气变化、气候差异，检修的标准、要求以及周期、方法等都有所差异，维护和维修手段的灵活变化，是保证该项工作是否能够长久进行的重点。
3.3加强道岔扣件系统整治
根据道岔周期检查要求，在道岔进行周期性结构检查时，将扣件系统纳入其中。结合每周一次的巡检，重点关注扣件系统，除弹条、螺帽等外，必须加强对胶垫和硫化垫板的巡视和检查，发现问题时及时更换。
须保持道岔扣件系统刚度均衡，道岔扣件结构分三部分，第一部分是转折部位，基本轨起始端道基本轨跟端作为一个单元管理。第二部分是辙叉心部位，按照翼轨起始端到道岔尾部，作为一个单元管理。第三部分是导曲部位，从尖轨跟端到翼轨始端，作为一个单元管理。当发现某一单元内扣件系统联结零件损坏时，进行单元整体更换。
加强道岔扣件系统的备用料管理，规范标准化库房建设，做好通风、防潮处理。将备用扣件零部件从集装箱中取出，按照道岔垫板型号进行分类汇总，油污和水渍擦拭干净，避免雨淋。对于年限较长的垫板应先进行检测。重点检测刚度及弹性，发现有问题时及时进行补充更换。对于硫化垫板及胶垫，要根据橡胶制品的寿命建立使用年限，发现超过使用年限时须进行更换。对于更换下来旧零件及时处理，以免发生旧垫板、弹条等部件再次上道使用。
道岔扣件系统是连接道岔内的钢轨组件与下部基础的关键连接部件，须高度重视。由于结构复杂，受力条件的特殊性，必须建立垫板扣件系统的应急状态预案，扣件系统失效时，会造成钢轨折断及下部混凝土轨枕的折断，严重时不能保持轨道的几何尺寸，造成行车事故。目前，我国高速铁路运营已经超过10年，运营维护部门急需掌握高速道岔扣件系统的劣化规律，扣件系统病害是道岔结构病害的具体表象，须深入探究道岔结构病害，研究制定道岔扣件系统的病害和整治标准，以更好地指导高速铁路线路维修工作，保证高速铁路列车的运营安全。
4 结束语
总而言之，目前我国铁路建设工程中道岔仍然存在着很多缺陷，很多影响因素会导致道岔出现病害问题，因此我们应该分析探索道岔病害出现的原因，找到防止铁路道岔病害方法，并采取针对措施解决病害问题，减少铁路建设过程中的病害问题，这样才能减少铁路发生事故的几率，保障铁路列车旅客的安全，提高铁路建设质量水平，促进我国铁路行业未来发展。
文章来源：
原文名称：普速铁路道岔病害成因及整治措施
作者信息：洪培良（浙江金温铁道开发有限公司，浙江温州 325000)
期刊信息：《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》 2022年第7期
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