機(jī)車輪軌中鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)維修

張曉暉

摘 要：鋼軌接頭是軌道結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，其不僅長年裸露在露天環(huán)境中，而且要承受列車的荷載作用和長遠(yuǎn)的風(fēng)雨凍融，很容易發(fā)生病害，也加大了鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)維修難度。由于鐵路交通的不斷發(fā)展，車流密度和列車走動(dòng)不斷增加，對鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)維修提出了更高的要求。本文對鋼軌接頭的常見病害類型及其原因進(jìn)行了簡要的分析，并在此基礎(chǔ)上提出了鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)維修措施。

關(guān)鍵詞：鋼軌接頭；養(yǎng)護(hù)；維修

鐵路部門每年都要投入大量的人力和物力來進(jìn)行鋼軌接頭病害的防治和維修，對鋼軌接頭進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。作為線路上的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，鋼軌接頭很容易出現(xiàn)病害，接頭病害又會(huì)加劇機(jī)車車輛的線路的破壞，對鐵路的正常運(yùn)營造成直接的影響。因此，做好鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)與維修與我國鐵路運(yùn)營的健康發(fā)展有著直接的關(guān)系。

1 機(jī)車鋼軌接頭的常見病害類型

按照接頭的結(jié)構(gòu)狀態(tài)來劃分，鋼軌接頭的病害有扣見失效、軌距或扣板擋板不密貼、扣件螺帽扭矩不足、夾板螺栓的螺帽扭矩不足、上緣磨蝕、接頭夾板下彎等。按照接頭道床的狀態(tài)來劃分，鋼軌接頭的病害有硬結(jié)接頭、溜塌接頭、翻白接頭、翻漿接頭。按照接頭軌面的狀態(tài)來劃分，鋼軌接頭的病害有大軌縫、金屬剝離接頭、錯(cuò)牙接頭、磨耗不均勻接頭、低扣接頭[1]。

2 造成機(jī)車鋼軌接頭病害的主要原因

由于軌道接頭在結(jié)構(gòu)上存在不平順，最終導(dǎo)致了鋼軌接頭病害的發(fā)生。這是由于接頭結(jié)構(gòu)上的不平順會(huì)加大輪軌之間的附加動(dòng)力作用，從而使附加動(dòng)力不斷的增長，促進(jìn)了不平順的發(fā)展，最終造成鋼軌接頭的病害。與此同時(shí)，鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)也會(huì)造成鋼軌接頭的病害。

2.1 動(dòng)態(tài)不平順

有兩種動(dòng)態(tài)不平順的情況：第一種，線路上存在道床不均勻的彈性下沉和坑吊板的情況。第二種，由于荷載波動(dòng)和軌道彈性不均勻，輪軌接觸點(diǎn)的軌跡不平順，出現(xiàn)了波浪形軌跡。

只有在動(dòng)態(tài)的情況下，這兩個(gè)不平順的情況才會(huì)表現(xiàn)出來。而線路的動(dòng)態(tài)不平順又會(huì)使列車運(yùn)行中的振動(dòng)和沖擊增大。與此同時(shí)，如果在養(yǎng)護(hù)的過程中存在著線路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不良、軌下墊板的彈性不均勻和厚度不等等問題，也會(huì)出現(xiàn)軌道動(dòng)態(tài)不平順的情況[2]。

2.2 附加不平順

在鐵路運(yùn)的過程中會(huì)出現(xiàn)附加不平順的情況，其原因可能是彈性不足、軌面不均勻磨耗和結(jié)構(gòu)薄弱等。

引路的路床和路基的狀態(tài)與結(jié)構(gòu)變化有著直接的關(guān)系。作為軌道框架的基礎(chǔ)，列車的動(dòng)荷載會(huì)經(jīng)過鋼軌和軌枕傳到道床上，道床再將其均勻的分布到路基的基床面上，避免了路基由于承受不了荷載而塌陷。這樣也可以對軌道框架對縱橫向位移阻力進(jìn)行抵抗，使軌道能夠保持正常的幾何位置和穩(wěn)定性，使行車安全得到了有力的保障。路基分布的均勻和穩(wěn)定能夠有效的分布機(jī)車傳來的荷載，從而使軌道的方向和受力得到調(diào)節(jié)，使機(jī)車能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。然而，結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生變化，道床的減震和緩沖的作用受到了破壞，難以形成良好的縱斷面和線路平面，造成附加不平順的情況，使鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)維修更加困難。

2.3 結(jié)構(gòu)不平順

結(jié)構(gòu)不平順也是鋼軌接頭的一種常見病害，具體指的是接頭軌縫。當(dāng)車輪對鋼軌的一端進(jìn)行碾壓時(shí)，另一端的連接鋼軌就會(huì)太高，從而形成一個(gè)臺階。與此同時(shí)，鋼軌接頭處的撓曲在荷載的作用下并不會(huì)形成連續(xù)曲線，而是形成折線。如果同時(shí)具備了臺階、軌縫和折角三個(gè)因素，就會(huì)造成輪軌沖擊的形成，從而加大軌縫、臺階和折角，進(jìn)而加大輪軌間的沖擊，使鋼軌接頭處的附加動(dòng)力增加。

與此同時(shí)，鋼軌接頭還會(huì)受到接頭的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有15%至20%的線路總?cè)秉c(diǎn)分的線路的低扣量達(dá)到了六毫米以上。低扣接頭在列車通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生周期性的垂直震動(dòng)，從而將車輪對軌道的加載傳遞到道床上，造成道床的嚴(yán)重變形。這也造成了軌道幾何尺寸的不合理，形成了鋼軌接頭的結(jié)構(gòu)不平順。

3 鋼軌接頭病害的養(yǎng)護(hù)與維修措施

3.1 預(yù)防鋼軌接頭病害

①出現(xiàn)鋼軌病害的根本原因在于鋼軌接頭的軌縫，因此必須要對軌縫進(jìn)行合理的調(diào)整，對軌溫的變化進(jìn)行有效的控制，定期養(yǎng)護(hù)道床和軌枕扣件，配齊防爬設(shè)備，將線路的橫向縱向阻力保持在合理的水平[3]。

②加強(qiáng)對接頭的搗固，對磨圓的石碴進(jìn)行及時(shí)的換填。

③及時(shí)清篩存在污碴、少碴和無碴問題的線路。

④為了避免路基發(fā)生永久性變形，要定期對路基、橋、涵做好相應(yīng)的排水和防洪工作。

⑤在日常檢查中注意接頭停車狀態(tài)。

3.2 鋼軌接頭病害的維修

3.2.1 鋼軌低接頭的維修

①要預(yù)防和維修低接頭，就要加強(qiáng)對接頭的搗固。這樣也可以提高線路的穩(wěn)定性。

②對接頭的大軌縫進(jìn)行合理的調(diào)整，可以上彈性平墊圈、高強(qiáng)絕緣材料、高強(qiáng)螺栓來調(diào)整接頭大軌縫。

③確保接頭處的枕軌使用一致的材料、保持合理的間距。由于列車的通過會(huì)加大接頭承受的沖擊力，要將夾板的螺栓上緊，并同時(shí)更換接頭處的相鄰兩根枕木。

④使用大膠墊板?？梢允褂么竽z墊板來整治低接頭，主要應(yīng)用在鋼筋混凝土軌枕線路上。

⑤使用墊砂。在高溫天氣，可以先將鋼軌用壓機(jī)起高，在軌底受力部分均勻的鋪上碎石碴，碎石碴的直徑一般為10毫米，墊砂的厚度為10毫米左右，從而對低接頭進(jìn)行整治。

⑥對軌端下腭與夾板進(jìn)行密貼。如果發(fā)現(xiàn)鋼軌下腭和夾板之間出現(xiàn)了超過1毫米的裂縫，就要及時(shí)墊入鐵片，保障其密貼。

3.2.2 修理軌面

鋼軌在運(yùn)營的過程中，由于接頭軌端的擦傷、掉塊、不均勻磨耗，會(huì)導(dǎo)致鋼軌的缺陷和傷損，引起機(jī)車車輛附加沖擊力的增大和加劇新安路變形，這也使接頭的養(yǎng)護(hù)維修工作量不斷增大，甚至造成道床板結(jié)、扣件損壞、軌枕裂紋等現(xiàn)象。此時(shí)可以使用電弧焊補(bǔ)和磨修的方式來進(jìn)行接頭養(yǎng)護(hù)。這樣可以使列車車輪對鋼軌接頭的破壞力減小，從而有效的延長鋼軌的使用期限。

①磨修。磨修指的是對焊補(bǔ)對疤痕、剝落、掉塊等缺陷進(jìn)行打磨，并使用砂輪打磨機(jī)對接頭軌面的不均勻磨耗進(jìn)行處理。磨修能夠使機(jī)車對鋼軌的沖擊力減小。在進(jìn)行磨修時(shí)要注意，不要對鋼軌斷面進(jìn)行過多的削弱，鋼軌母材的最大打磨深度為0.5毫米，最大順坡長度為1米。如果表層剝離、擦傷、掉塊和不均勻磨耗的深度超過了1毫米，則要使用焊修來處理。要以打磨后的鋼軌接頭具體情況為依據(jù)來進(jìn)行綜合整治，注意及時(shí)將接頭處的石碴更換掉，并進(jìn)行清篩和搗固，對高彈膠墊進(jìn)行更換。

②電弧焊補(bǔ)。電弧焊補(bǔ)主要針對鋼軌的高低落差較大、掉塊、剝離和疤痕等病害。在焊補(bǔ)前先對鐵銹和油污進(jìn)行處理，再進(jìn)行焊補(bǔ)，并打磨整平。打磨時(shí)要沿著鋼軌的縱向方向，可以使用分層焊補(bǔ)的方式，也就是先橫向、再縱向焊補(bǔ)。當(dāng)前一焊道出現(xiàn)灰暗色時(shí)，就可以對熔渣進(jìn)行清除，進(jìn)行下一焊道的施焊。

3.2.3 整治換軌調(diào)整接頭

接頭處的枕下基礎(chǔ)由于經(jīng)常作業(yè)的緣故，很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)坍碴接頭，曲線地段這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。如果曲線下股鋼軌垂磨和上股鋼軌側(cè)磨都達(dá)到了重傷標(biāo)準(zhǔn)，需要對其進(jìn)行同時(shí)更換，則要在換軌的基礎(chǔ)上對鋼軌接頭的位置進(jìn)行調(diào)整[4]。將兩根12米左右的短軌分別插入換軌曲線兩端的上下股，使接頭位置位于新鋼軌的“大腰”的位置，再對新舊接頭處的軌枕間距進(jìn)行調(diào)整，從而有效的消除鋼軌接頭的病害。

4 結(jié)語

鋼軌病害的類型較多，造成鋼軌病害的原因也是多種多樣的，而且具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。鋼軌病害會(huì)嚴(yán)重影響鋼軌的使用期限和行車的安全性，因此必須對鋼軌接頭病害進(jìn)行有效的防治和維修。對鋼軌接頭病害要以預(yù)防為主，做好養(yǎng)護(hù)工作，做到預(yù)防和整治的結(jié)合，要以接頭的構(gòu)造弱點(diǎn)為依據(jù)，切實(shí)提高鋼軌接頭的平順性和整體性，使用綜合化的養(yǎng)護(hù)維修手段對鋼軌接頭的病害進(jìn)行處理和整治。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷曉燕，劉林芽，劉朝陽，杜厚智.鋼軌接頭對京九線提速的影響[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2002（02）.

[2]喬金鎖.鋼軌接頭病害綜合預(yù)防與整治[J].西山科技，2012（S1）.

[3]寧明哲，劉長文.鋼軌接頭強(qiáng)度的有限元分析[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（02）.

[4]萬日榮.磨焊結(jié)合整治鋼軌接頭病害[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2013（02）.