無縫線路膠接絕緣接頭處病害原因分析及整治措施

王金山 南京鐵道職業技術學院

無縫線路膠接絕緣接頭處病害原因分析及整治措施

王金山 南京鐵道職業技術學院

膠接絕緣接頭是超長無縫線路中的重要設備單元，針對重載快速區段運營線路中膠接絕緣接頭處產生的病害類型，綜合設備自身質量，養護維修中存在的問題以及電務設備平臺對接頭處病害的影響的原因進行分析，提出工電設備頂層設計、合理布局，聯合整修，并根據大中修及日常養護維修任務的不同，充分做足各階段的工作，以保證膠接絕緣接頭部位設備穩定。

無縫線路；膠接絕緣接頭；病害；整治措施

道岔、曲線、鋼軌接頭是線路養護中的三大薄弱環節，是線路病害集中產生的部位。近年來，在各大繁忙干線，隨著提速改造和軌道結構的現代化發展，提速道岔的大量使用，曲線地段使用淬火鋼軌及防側磨潤滑技術的發展，跨區間無縫線路的鋪設，使得上述的道岔、曲線、鋼軌接頭病害大量減少，養護維修的投入消耗也隨著減少。但傳統線路病害減少的同時，在使用新技術新工藝強化軌道結構，提高軌道運行質量的過程中，一些新的病害類型也隨之產生。

如在鋪設跨區間的超長無縫線路中，因取消緩沖區而大量使用膠接絕緣接頭，膠接絕緣接頭具有增強鋼軌與聯接配件的整體性能，減少機車車輛動力荷載對接頭部位的沖擊力，提高軌道電路的穩定性和可靠性等優點。但在線路運營的過程中，線路膠接絕緣接頭處逐漸產生諸多病害，尤其是在繁忙干線重載快速區段，膠接絕緣接頭處病害已然成為設備質量提升的瓶頸，嚴重時更是影響行車安全。

本文結合近年來膠接絕緣接頭在重載快速區段運營無縫線路中的使用狀態，根據現場調研情況，以京滬線膠接絕緣接頭處病害為例，分析其產生的原因，并提出有益的整治措施。

1 病害類型

在無縫線路膠接絕緣接頭處包括鋼軌及聯接部件、絕緣墊片、混凝土枕及聯接部件、道砟等，根絕現場調查的情況，病害主要呈現以下幾種情況。

1.1 鋼軌及聯接部件傷損

鋼軌主要表現為軌端肥邊、軌端壓塌或壓潰掉塊。軌端肥邊發展會延伸到絕緣片表面，嚴重時會造成連電，而軌端壓塌、掉塊直接表現為軌道幾何尺寸不良，水平、高低不平順。聯接部件主要表現為絕緣夾板出現螺栓孔裂紋并沿螺孔徑向逐步發展，甚至出現夾板斷裂。

1.2 絕緣片擠壓變形及軌縫變化

新膠接的絕緣墊片幾何尺寸完好且與兩軌端無縫銜接，而投入使用一段時間后，絕緣接頭墊片會呈現擠壓變形，厚度逐漸變小，甚至壓潰。絕緣片與兩軌端之間也存有離縫，在冬季低溫時段，離縫明顯。

1.3 軌枕相關病害

該病害主要是與軌枕相關聯的病害，主要表現為軌枕與鋼軌底部、軌枕與道床之間存在吊板、空板，扣件松弛及沿站立螺栓徑向混凝土軌枕出現裂縫，裂縫發展到后期甚至會呈貫穿狀態，導致混凝土枕失效。

1.4 道床及基床部分病害

主要表現為軌端道砟塌滑，軌端道砟阻力不足，軌端及軌枕間道砟打白。道床板結彈性不足及翻漿冒泥，基床飽水陷槽或不均勻沉降。

2 病害原因分析

新鋪筑或更換的膠接絕緣接頭狀態良好，在上述的構成部分中若一部分產生狀態不良往往會帶入其他相關部件進入一個惡性循環。因此，在分析膠接絕緣接頭處病害時要將各個組分納入到一個關聯系統中，結合其自身及外部影響因素，綜合分析病害產生的原因。

2.1 材質的因素

主要表現為鋼軌與絕緣片材質差異，絕緣片自身材質力學性質不足，混凝土耐久性等因素。鋼軌與絕緣片之間因材質差異明顯表現為材料彈性模量不同、剛度差異過大。在上部車輪踏面作用于軌端-絕緣片-軌端時，會有一個明顯的受力差異，這樣會導致對于絕緣片因抵抗車輪壓力不足而自身擠壓變形，并逐漸壓潰，在軌端與絕緣片之間產生離縫，對于兩軌端會承受一個附加沖擊力的作用。在雙線線路中，在沿著列車行進的一側軌端所受附加沖擊力更大，更易壓潰。

另外，對于混凝土軌枕，由于空吊板的存在，在上部列車荷載的作用下，會導致混凝土枕上下震動，在站立螺栓與混凝土之間產生細裂紋，在震動荷載及雨水的作用，裂紋逐步擴展最終出現軌枕貫穿裂紋或枕頭斷裂。

2.2 荷載的差異及影響

在普速線路客貨混跑，作用在膠接絕緣接頭處的機車車輛軸重、荷載作用頻率的差異，結合空吊板的存在及道床彈性不足，反應到軌道結構上，會表現出不同的附近動力，進而在鋼軌、聯接部件、軌枕內部會產生附近動應力，加劇材料的變形破壞。

2.3 電務設備平臺的影響

在膠接絕緣接頭處，道床邊側設置的電務設備平臺，往往為了平臺的穩固，而與工務部門缺乏必要的溝通與協調，砌筑磚石設備平臺，直接表現為阻礙道床排水，如圖1所示。道床中窩水會滲入路基，在荷載作用下產生翻漿冒泥。

圖1 原電務設備平臺

2.4 養護維修投入不足

在日常的養護維修中，由于一線生產人員對膠接絕緣接頭病害缺乏整體的認識，不注重系統考察病害，加之維修天窗點時間限制。對膠接絕緣接頭處出現的接頭鋼軌損傷、肥邊，絕緣片壓潰、聯接零件松動、軌枕偏斜等處理不夠徹底，手工搗固質量不佳。在線路大中修時，道床清篩深度不足，道床臟污板結不能徹底處理。

2.5 環境因素等其他原因

線路設備置于暴露的自然環境中，會受到溫度的變化、雨水的侵擾等自然因素的影響，這些因素會加劇設備病害的發展。如溫度變化會導致無縫線路鋼軌內部應力和膠接絕緣接頭處軌端對于絕緣片作用力的變化，進而會導致軌下墊片離縫，鋼軌與聯接零件之間作用力減弱，大氣降雨頻繁會加劇道床翻漿冒泥等。

3 病害治理措施

通過對病害的調查及原因分析，對于膠接絕緣接頭處病害應結合工務與電務設備特點，工務設備病害原因的整體把握，制定有針對性的治理措施。

3.1 工電聯合治理道床排水不暢

通過膠接絕緣接頭處病害原因分析可知，電務設備平臺的設置是接頭處排水不暢的重要原因。通過工務部門與電務部門協商，重新設計電務設備平臺，以往的電務設備平臺是四面砌筑的磚石平臺，上部砂漿抹面，現設計的電務平臺為四角砌筑磚柱，平臺以預制鋼筋混凝土蓋板搭設，并在平臺下設置鋼筋網片，靠近道床側填筑級配較單一的大粒徑的石子，如圖2所示。

圖2 現電務設備平臺

同時，工務線路工區在電務設備平臺改造的同時，對膠接絕緣接頭下的道床進行徹底清篩，工電聯合作業徹底治理接頭處排水不良的頑疾。

3.2 加強日常養護維修投入

工務部門應將膠接絕緣接頭病害作為一個系統病害，綜合分析各個分部病害產生原因及其聯系。根據設備大中修及日常維修的任務不同，利用大中修徹底更換傷損設備、徹底清篩，日常維修時注重鋼軌及其聯接部件的配件緊固，加強接頭保養，及時更換傷損配件，注重接頭處線路搗固質量，消滅空吊板，方正軌枕，保持道床飽滿等綜合整治措施。

4 結束語

膠接絕緣接頭以其整體性能好，聯接性能穩固，在超長無縫線路中發揮重要作用。而膠接絕緣接頭處病害處理涉及工務、電務兩家設備管理部門，同時涉及設備大中修及日常維修中的工作分配，因此，要徹底整治膠接絕緣接頭處病害必須工電聯合頂層設計，聯合作業養護，并做足設備大中修及日常維修中的工作，才能保持膠接絕緣接頭設備穩定，減少病害的產生。

[1]易思蓉.鐵道工程[M].北京：中國鐵道出版社.2009.

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[3]谷愛軍.鐵路軌道[M].北京：中國鐵道出版社.2004.

[4]劉永孝，李斌.鐵路線路養護維修[M].成都：西南交通大學出版社.2010.

責任編輯：許耀元

來稿日期：2016-10-08