地铁道岔尖轨侧弯病害的预防和整治

道岔尖轨经刨切后断面削弱,而且只有连接杆和跟段结构将其连接组成框架,在其全长范围内没有扣件将其固定在轨枕上,加上尖轨高于基本轨,从尖轨尖端到导曲线终点为止,轨距、方向、高度等变化迅速,轨距、水平递减率大,列车通过时对道岔的横向和纵向冲击力大于普通线;再加上道岔尖轨在电动转辙机的作用下,由一个位置向另外一个位置转换,直至与基本轨密贴的过程中,受力复杂。以上几个原因导致道岔尖轨成为道岔中最薄弱的环节,其中尖轨侧弯就是其典型的病害。

1 尖轨侧弯的含义

所谓尖轨侧弯,本意是指尖轨有侧硬弯,但现场实际生产过程中有的是由于尖轨本身确实存在侧硬弯导致尖轨有侧弯的表现;有的是由于尖轨轨向不直顺、曲基本轨位置及尺寸不适、尖轨动程不适、大小框架尺寸不适、顶铁尺寸不适等诸多因素导致尖轨有侧弯的现象。

2 尖轨侧弯的危害

(1)尖轨侧弯导致尖轨尖至尖轨跟部轨向不直顺

从尖轨尖到尖轨跟部这么短的距离内,道岔本身几何尺寸变化率大,如果再加上轨向不直顺,那么将会引起列车通过时变为蛇形运动,轮缘对尖轨的冲击增大,加剧列车摇晃,不但降低了列车舒适度,而且尖轨也易磨损,大大的缩短了尖轨的使用寿命。

(2)尖轨侧弯易导致尖轨尖至竖切点部分不密贴

这将极易引起列车通过道岔时尖轨该部分顶面受车轮踏面和轮缘的轧、挤、碾作用,最终导致尖轨工作面伤损,继续发展轮缘将有爬上尖轨的可能。

(3)尖轨侧弯易导致尖轨中轨距偏小

尖轨中轨距偏小加大了列车通过道岔时车轮对尖轨横向挤压的作用,加剧了道岔框架几何尺寸的变化,使得几何尺寸难以保持,加大了维修养护的工作量。

(4)尖轨侧弯易导致尖轨侧磨加剧

随着尖轨侧磨的发展。尖轨轨头经刨切并且与轮缘相接触的部分变得越来越薄,不但会加剧基本轨的侧磨,而且从尖轨尖端往跟部的大约50mm范围内,尖轨顶面以下5mm~8mm范围内易形成裂纹。如果发现不及时,继续发展会导致裂纹以上部分脱落,脱落的长细碎片掉入尖轨非工作边与基本轨工作边之间,造成尖轨不能正常搬动到位,导致道岔不能正常显示,甚至造成尖轨尖轧伤和车轮爬上尖轨的可能。

(5)尖轨侧弯易导致顶铁不密贴

在列车通过时在车轮对尖轨的横向力的作用下,尖轨轨腰和顶铁接触的时间段内,尖轨尖产生离缝。长期作用下会导致尖轨尖不密贴,进而加剧尖轨尖磨耗,甚至造成尖轨尖轧伤。

3 产生尖轨尖侧弯的原因

(1)尖轨本身有侧硬弯

正常情况下,尖轨应顺直,但由于长时间列车的冲击、养护维修不当以及气温变化等诸多因素的影响,尖轨产生内凹或内凸的硬弯变形,进而产生尖轨侧弯现象;另外尖轨从出厂到施工安装现场,往往经过多次运输和装卸,由于操作不当导致尖轨局部受外力作用,使尖轨产生侧硬弯;再有尖轨在作为现场道岔备用轨期间,如果长时间放置不平顺,导致尖轨局部受力,也会致使尖轨局部发生变形,进而产生侧硬弯。

(2)弯折点位置及尺寸不适

在直基本轨方向好的情况下,如果曲基本轨弯折量大,则大框架大,轨距大、竖切部分密贴不好、顶铁不靠;如果基本轨弯折量小,则大框架小,小框架、轨距尺寸均小,尖轨尖与竖切点先靠贴基本轨,尖轨尖至竖切点部分离缝、不密贴。在连接杆尺寸标准、轨距和大小框架小的情况下,若基本轨弯折量大,尖轨中部就会出现内凸(侧弯)现象;若基本轨弯折量小,尖轨中部同样会出现内凹(侧弯)现象。

(3)动程不适

道岔两侧动程相等是最理想的状态,而且动程在150~154之间,越大对尖轨至竖切点部分密贴越有利。正常情况下,竖切部分与尖轨尖应同时靠贴基本轨,如果动程过大则第三竖切点先密贴、尖轨尖不密贴、尖轨尖至第三竖切点部分也不密贴;如果动程过小,则尖轨尖先密贴,尖轨尖至第三竖切点部分也不密贴、顶贴也不密贴。由此可见,动程不适会使尖轨中部同样会不同程度的出现侧弯现象。

(4)顶铁尺寸不适

由于在我们日常养护维修中“顶铁不靠就加垫”的错误做法,将会导致顶铁吃硬,进而导致尖轨侧硬弯。例如如果中间顶铁吃硬并且其余顶铁与尖轨有超过3mm离缝的情况下,在长时间车轮撞击作用下就会产生侧弯。

(5)尖轨较长时间存在“较劲”问题

尖轨较长时间存在较劲问题,又不能得到及时的整治,例如由于尖轨的几根连接杆长度不符合标准或三根连接杆和转辙机动作杆不在同一水平面内,导致在尖轨框架内部产生内应力;或者尖轨中、后部滑床板过硬,造成尖轨在移位时,尖轨后部带不过来。以上种种因素导致尖轨存在反弹现象,如果整治不及时,在车轮长期反复的横向作用力下,将最终导致尖轨产生侧硬弯。

除了上述因素外,还有尖轨爬行、电务密贴调整杆和尖端杆尺寸不标准等因素,也会导致尖轨发生侧弯。

4 尖轨侧弯的预防

(1)在运输和装卸过程中,由专人负责、专人操作,操作过程中,要轻拿轻放,不摔不碰,严格执行相关规定;现场存放要放平、放稳、放直,并保证其不受其他备件长时间的压、碰、挤。

(2)在线上运营中产生的侧弯,应对道岔转辙部分进行全面调查。包括:曲基本轨弯折点位置及尺寸;动程、开程;转辙部分高低、滑床板受力是否均衡;直股大方向;拉杆及各连接杆尺寸是否标准;尖轨及基本轨工作边肥边(含尖轨非工作边一侧轨底的肥边)。

5 尖轨侧弯的整治

在调查的基础上,全面分析尖轨侧弯产生的真正原因,然后有计划的进行综合整治。

(1)消灭转辙部高低、方向不良,使直股大方向直顺(基本轨有硬弯的应同时矫正)、高低平顺、滑床板无吊空板、受力均衡。

(2)调整岔头与尖轨尖端直角错差,达到规定标准。

(3)矫正曲基本轨位置及尺寸。

(4)改正各部大框架尺寸及轨距变化率。

(5)拆开两侧尖轨,使其处于自然松弛状态下并检查是否直顺,若有硬弯应直接矫直或更换。

(6)更换非标拉杆、连接杆、尖轨跟端夹板、顶铁,同时打磨尖轨和基本轨工作边、尖轨非工作边一侧轨底存在的肥边。

(7)滑床台和各部螺栓涂油润滑。

(8)利用工电联合,对道岔进行综合整治、调试。

文章来源:

原文名称:浅谈地铁道岔尖轨侧弯病害的预防和整治

作者信息:陈春生(深圳地铁集团有限公司 广东深圳 518000)

期刊信息:《建筑工程技术与设计》- 2016年23期

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