德国BWG无砟道岔岔枕螺栓失效的整修技术

广铁集团公司管辖武广高速铁路铁道线路区段为k 1 353+654—k 2 295+599。区间无碴轨道有两种结构形式,主要采用CRTSⅠ型双块式轨道结构形式,广州北至广州南区间部分采用CRTSⅠ型板式轨道结构形式。道岔区无碴轨道有两种结构形式,采用板式无碴轨道和轨枕埋入式无碴轨道结构形式。正线道岔主要采用板式无碴轨道结构形式,侧向及非正线道岔主要采用轨枕埋入式无碴轨道结构形式。区段内正线道岔150组,其中BWG 道岔90组。武广高速铁路大量铺设了德国制造的BWG 无砟道岔,BWG 无砟道岔在铺设施工和运营后的维护过程中,出现道岔岔枕螺栓失效,不能正常将扣件与岔枕板稳固联结,造成轨道的几何尺寸超限、轨道弹性不均匀,给高速列车行车带来危险,为此,必须研究整修技术及时予以解决。

1 扣件系统与基础的联结方式介绍

德国BWG无砟道岔岔枕螺栓失效的整修技术

图1 BWG道岔扣件系统与基础的联结方式

BWG 道岔扣件系统与基础的联结方式如图1所示,采用在混凝土岔枕中预先埋设内部没有螺纹的塑料套管,其底部埋设有金属螺母,螺母底部用环氧树脂胶封住,螺栓直径为27 mm。该方式可以解决套管伤损问题,但预埋工艺复杂,成本高、预埋金属螺母锈蚀问题不好解决。其铁垫板与螺栓间设置复合橡胶缓冲套,以缓冲横向力对螺栓的冲击,延长螺栓的使用寿命,螺栓通过橡胶弹簧垫圈扣压铁垫板,可以充分发挥铁垫板下弹性垫层的弹性。

2 岔枕螺栓失效原因分析

现场统计岔枕螺栓失效有2 种类型:一是螺栓卡在预埋螺栓套筒的螺母中,拧动螺栓时螺母或预埋螺栓帽盖跟着转动,出现打滑现象,即预埋套筒中的螺栓拧不进去也拧不出来。二是螺栓无法拧进套筒,但可以拧出套筒。

主要原因是岔枕螺栓在拧入螺母中时施工不当,没有摆放好螺栓端头在螺母中的位置,螺纹没有吻合;或因为杂物进入螺栓孔没有很好清除,螺栓无法正常拧入。在道岔铺设和养护施工时强行拧入螺栓,导致岔枕螺栓失效。针对这2 种不同的情况,经过多次试验研究,制定了相应的整修方案。

3 整修方案

3.1 岔枕螺栓拧不进去也拧不出来的整修方案

3.1.1 材料和设备整修所需材料和设备见表1.

表1  整修所需材料和设备

序号 设备或材料名称 参数 用途说明 备注
1 电动扳手 用于拧开或拧紧螺栓
2 钢 锯 用于将突出的螺栓部分锯掉
3 发电机 220 V 用于钻机、电动扳手供电
4 钢板(带 80 mm和 38 mm 孔) 130×35×2 cm 用于钻孔时导向,保证精度
5 钻 机 喜力得 带有磁铁固定装置的钻机 推荐
6 钻 头 80 mm 用于在道岔板上钻孔
7 起道机 用于拆、装弹性基板
8 直角尺 用于定位和检查钻头的垂直度 2 把
9 喷水装置 钻孔后用于清洗钻孔
10 铁 勺 用于掏取钻孔中的混凝土
11 海 绵 用于吸水
12 热风机 用于干燥钻孔
13 预埋套筒 M 27 要先浇筑进混凝土中,用于固定螺栓 内置螺母
14 定位装置 用于固定预埋套筒的位置
15 高强螺栓 M 27×220 mm 用于扣压扣件
16 灌浆料 Hebol HL-400 无收缩、快凝、抗压强度≥ 55MPa 的PC-砂浆或PCC-砂浆,用于浇筑钻孔 或者环氧树脂砂浆sikadur-12prontoRAIL
17 油 脂 用于润滑螺栓, 方便拧入套筒

3.1.2 施工方法

1)拆卸扣件。①用扳手松开完好一端的岔枕螺栓,并取出;②取下弹条和钢轨下的轨底垫板;③取出弹性基板和道岔板间的扣件垫板;④采用钢锯将高出道岔板的螺栓锯掉;⑤松开邻近4 根轨枕连接螺杆(不要取出螺杆,否则会引起轨距变化),使用起道机将钢轨抬起,从侧面将弹性基板推到钢轨的下面。

2)钻孔定位。①采用三角尺画出钻孔的垂直中心线;② 在每条线上标出距离孔边沿L=40-14=26 mm的点(原孔半径为14 mm,钻孔半径为40 mm),共计4 个点,用于钢板定位时参考。钢板采用130 cm×35 cm×2 cm 规格的钢板,厚度均匀,且在钢板上有2 个直径为80 mm 的标准圆孔;③人工将钢板抬到合适的位置垂直钢轨放置,要求已画出的4个标记点都在标准圆孔的边圆线上,钢板应平稳、无悬空部位,钢板上有足够的地方安装钻孔机;④在钢轨和钢板间垫入适当胶垫,钢板可受力后松开起道机,以确保钻孔时钢板不能移动。

3)钻孔。①将钻机安装到钻孔位置,并检查调整钻机的垂直度,符合要求后可以钻孔;②钻孔用的钻头外径应控制在80 mm,但不能大于80 mm;③钻孔的深度要达到350 mm,这样才可以将原先的预埋套筒取出来。根据钻出的混凝土芯损坏的原因进行分析。

4)清理钻孔。①用夹子将钻孔中的大块混凝土夹取出来;②用喷水装置将钻孔中的小颗粒灰渣和灰层冲洗干净,直到钻孔中流出的水清澈。③用热风机将钻孔的内壁烘干,无水气。

5)浇筑预埋套筒。①将扣件基板等原样安装回位置,但灌浆孔处的扣件偏心锥暂时不安装;②配制灌浆料并注入到钻孔中,注入时灌浆料的上表面距离道岔板面2~3 cm 处预留,预留的体积应刚好是预埋套筒的体积;③将预埋套筒、保护盖、螺栓连接好后,通过扣件偏心锥将其固定到合适的位置,等待灌浆料的凝固。其中,预埋套筒插入灌浆料后,灌浆料面、套筒口面与道岔板面在同一个平面。

6)修复。①灌浆料达到一定强度后,拆除扣件,修复灌浆料面,使其外观同道岔板面基本一致。②按照原有偏心锥和垫片安装好弹性基板,修复的岔枕螺栓当日不能安装,以避免因灌浆料未完全达到强度下受力再次抽筒。③次日天窗安装修复的岔枕螺栓,并安排专人在一周内每日巡视。

3.2 岔枕螺栓拧不进去但可以拧出来的整修方案

3.2.1 材料和设备所需材料和设备见表2所示。

表2  整修所需材料和设备

序号 设备或材料名称 参数 用途说明 备注
1 电动扳手   用于拧开或拧紧螺栓  
2 发电机 220 V 用于钻机、电动扳手供电  
3 钢板(带 80mm和 38mm 孔) 130×35×2 cm 用于钻孔时导向, 保证精度  
4 钻 机 喜力得 带有磁铁固定装置的钻机 推荐
5 钻 头 38 mm 用于在道岔板上钻孔  
6 直角尺   用于定位和检查钻头的垂直度 2 把
7 喷水装置   钻孔后用于清洗钻孔  
8 铁 勺   用于掏取钻孔中的混凝土  
9 海 绵   用于吸水  
10 热风机   用于干燥钻孔  
11 预埋套筒 M 27 要先浇筑进混凝土中,用于固定螺栓  
12 高强螺栓 M 27×220 mm 用于扣压扣件  
13 植筋胶 HIT—RE 500 用于锚固套筒  
14 油 脂   用于润滑螺栓,方便拧入套筒

3.2.2 施工方法

1)拆卸扣件。①用扳手拧出套筒中螺栓,根据拧出的故障螺栓进行原因分析;②取下弹条和钢轨下的轨底垫板;③取出弹性基板和道岔板间的扣件垫板;④从侧面将弹性基板推到钢轨的下面。

2)掏取杂物。①使用钢钎将螺孔内杂物撬松;②使用自制铁勺将孔内杂物掏出;③重复上述两个步骤,直至螺栓能够完全拧入螺栓孔为止。④安装弹性基板和扣件。

3)如果反复掏取杂物,更换新螺栓还是不能完全拧入螺栓孔,说明预埋螺母丝扣损坏,按照下面方案进行整治。

4)填充灌浆料。①按照要求配置灌浆料,并将灌浆料注入到有问题的钻孔中;②填充的深度应控制在距离道岔板板面16cm 处;③待灌浆料达到一定强度后,再进行钻孔操作。

5)钻孔定位。①采用三角尺画出钻孔的垂直中心线;②在每条线上标出距离孔边沿L=19-14=5 mm的点(原孔半径为14 mm,钻孔半径为19 mm),共计4个点,用于钢板定位时参考,钢板采用130 cm×35 cm×2 cm 规格的钢板,厚度均匀,且在钢板上有2个直径为38 mm(要求正偏差)的标准圆孔;③人工将钢板抬到合适的位置垂直钢轨放置,要求已画出的4 个标记点都在标准圆孔的边圆线上,钢板应平稳、无悬空部位,钢板上有足够的地方安装钻孔机;

6)钻孔。①将钻机安装到钻孔位置,并检查调整钻机的垂直度,符合要求后可以钻孔;②钻孔用的钻头外径应控制在38 mm。③钻孔的深度要达到160 mm。

7)清理钻孔。①用夹子将钻孔中的大块混凝土夹取出来;②用喷水装置将钻孔中的小颗粒灰渣和灰层冲洗干净,直到钻孔中流出的水清澈。③用热风机将钻孔的内壁烘干,无水气。

8)植入套筒。①将植筋胶注入到钻孔中,填充必须从孔底开始,否则粘结剂中会出现气泡,注入时应严格执行操作说明,特别是前三枪植筋胶必须扔掉;②在预埋套筒的底部安装定位盖,将套筒缓缓的旋转进去,至套筒口面与道岔板面在同一平面,且套筒周围裹满了植筋胶;③安装套筒上部定位盖;④待植筋胶凝固48h 后就可以去掉定位盖,根据BWG 公司的要求安装扣件,注意预埋套筒内注入油脂。

4 结束语

用本整修技术整治已失效的BWG 道岔岔枕螺栓,经运营检验效果好,已在武广高速铁路推广。

文章来源:

原文名称:德国BWG 无砟道岔岔枕螺栓失效的整修技术

作者信息:邓昌大(衡阳财经工业职业技术学院,副教授,湖南衡阳421002)

期刊信息:铁道运营技术 第21卷第3 期

注意:内容涉及标准可能存在废止的情况,请实际操作中勿采用,本文仅提供知识参考思路!若有错误,请留言指正,也希望这些知识点可以帮到你!
声明:本文内容观点仅代表作者,非本站立场,编辑时进行少量增删,且内容仅做技术交流和分享,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除!
转载:除非另有说明,否则本站内容依据CC BY-NC-SA 4.0许可证进行授权,转载请附上出处链接!

给TA打赏
共{{data.count}}人
人已打赏
病害整治

普速铁路道岔常见病害成因及整治措施

2023-5-22 0:00:56

病害整治

高速铁路道岔扣件系统病害分析及整治方法

2023-6-1 0:00:24

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索