鋼軌接頭病害的分析與整治

高佐華

摘 要：雞西工務段地處高寒地區，管內線橋設備陳舊老化、技術標準低，管轄的783km正線，而密山車間地處林密線168-171km、密東線0-80km，多年未進行換軌大修，線路為超大修期，軌道結構強度大大不足。隨著運量的不斷加大，列車速度的不斷提高，鋼軌接頭病害多發，輕者將影響正常行車秩序，重者將導致機車脫軌造成車毀人亡。因此分析接頭病害，制定相應整治措施，延長使用壽命，提高設備質量，對確保行車安全有著重要意義。

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一、鋼軌接頭病害分類

鋼軌接頭是線路的薄弱環節，混凝土軌枕線路更為嚴重。機車車輛的輪對通過接頭時，因其不平順而產生劇烈振動，加速線路狀態的變化，以致形成接頭病害。影響鐵路運營。

按接頭軌面狀態分：低扣接頭、磨耗不均勻接頭、錯牙接頭、金屬剝離接頭、大軌縫。

按接頭道床狀態分：翻漿接頭、翻白接頭、溜塌接頭、硬結接頭。

按接頭的結構狀態分：接頭夾板下彎、上緣磨蝕、夾板螺栓的螺帽扭矩不足；扣件螺帽扭矩不足、扣板或軌距擋板不密貼、扣件失效等。

具體還可分為淬火鋼軌端部的馬鞍型磨耗。磨耗深度一般為2.5mm～6mm，長度一般為200～300mm，在鋪設混凝土軌枕地段比較明顯，而且發展也較快。

低接頭。這種病害一般發生在搗固不良地段，尤以曲線下股比較多見。

鋼軌破損。主要是淬火區軌頂面剝落、掉塊和螺栓孔裂紋。這種病害多數發生在淬火分界處和軌端，以曲線上股多見。

夾板彎曲或折斷。主要是頂部中央出現的細小裂紋，以后逐漸擴大。

混凝土軌枕損壞破裂，主要發生在軌下斷面。

道床板結、溜坍沉陷、翻漿冒泥。前者主要發生在鋪設混凝土軌枕并有馬鞍形磨耗的地段。

二、鋼軌接頭病害產生的原因分析

鋼軌接頭病害的發生，最根本的原因在于軌道接頭存在結構上的不平順，這就導致輪軌之間產生較大的附加動力作用。過大的附加動力作用又促使不平順的發展和附加動力的增長，同時也就促進了接頭病害的發展，可見，鋼軌接頭病害的發生與發展是互為因果的。另外，由于養護方法不當也會促使接頭病害產生和發展。

1.結構不平順。鋼軌接頭在結構上的不平順，指的是接頭軌縫；車輪壓在鋼軌的輸出軌端時，鄰接鋼軌的接受端有抬高趨勢，形成臺階；荷載下鋼軌接頭處的撓曲不是連續曲線，而是折線。當折角、軌縫、臺階三個因素同時出現，都將產生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動力。

2.附加不平順。附加不平順是在運營過程中形成的，以下幾種情況都可能引起附加不平順，如：結構薄弱、軌面不均勻磨耗、彈性不足

3.動態不平順。動態不平順一般有兩種情況：一種是軌道彈性不均和荷載波動，輪軌接觸點軌跡呈波浪形不平順；另一種是線路存在暗坑吊板和道床不均勻的彈性下沉。這兩種不平順只有在動態情況下才能表現出來。線路的動態不平順增大了列車運行中的沖擊和振動。有的養護單位使用厚度不等、彈性不均的軌下墊板以及線路養護質量不良，都加劇了軌道動態不平順。

三、鋼軌接頭病害的整治方法

1.整治低接頭。對輕微的低接頭，應根據低塌程度，進行整治。

（1）墊板整治。在炎熱天氣，分別在接頭處的4～6根軌枕上，墊上3mm木（竹）墊板，經過七天左右小腰墊板壓實后，把3mm墊板換位5mm的墊板，如此連續墊到8mm時，最后撤除墊板，在接頭處的8根軌枕范圍內進行清篩起道。接頭起高10～12mm，再以兩端小腰向接頭加強搗固，做好順撬。

（2）夾板整治。根據調查發現80%的接頭夾板存在1～2mm下彎。所以，可采用上彎夾板的方法整治輕微低接頭。為了不改變夾板的金屬組織，不出現細微的裂紋，上彎夾板的上彎量不得大于2 mm。

2.整平接頭軌面。接頭軌端出現不均勻磨耗、掉塊、擦傷時，應進行軌面整修，其方法有焊修和磨修兩種：

（1）焊修。當鋼軌端部軌面出現馬鞍型磨耗達到1.5～2.0mm和其他缺陷時，可采用焊補，使他恢復原有的截面形狀，保持軌面良好。在焊補前要整修好鋼軌接頭，然后，用鋼絲刷仔細清除軌面上泥土和油漬，軌面上磨耗處的飛邊應剁去，保證焊補質量不受損壞。焊補后用1m直尺，檢查焊補部分高低不得超過0.3mm。并用砂輪打磨后，使軌面做到平整、光滑、均勻。

（2）磨修。鋼軌馬鞍型磨耗超過1mm時進行打磨，是消滅接頭早期不平順的好方法。目前，采用“磨焊”結合的方法，改變軌道上存在的接頭病害，收到較好的效果。打磨時應以高聳部分向兩端延伸，直至磨到要求深度使用碗型砂輪研磨時，先研磨中部到要求深度，再向兩端側研磨，最后整修圓弧。使用平型砂輪研磨時可以一側向另一側來回進行研磨。研磨后軌面高差相當于小腰部位的鋼軌高度，并無凸凹不平。用1m直尺檢查達到平整、光滑、均勻。

3.接頭綜合整治。鋼軌接頭病害原因很復雜，而且是相互聯系、互相影響的，任何一個單項措施都不可能取得好效果。因此應根據接頭的構造弱點，以提高接頭的整體性和平順性入手，采取預防和整治相結合來消除接頭病害。

4.道床的整治。對于低接頭處所的5～7孔范圍內的道床首先進行全面的清篩處理。清篩前應準備一定量的優質道砟，對原來的磨圓道砟進行更換。枕下清砟厚度最好保持300mm以上，并做好排水坡，以防止接頭處所的翻漿冒泥，消除接頭處所的線路板結。

5.軌枕及配件的整治。對接頭處所的10根軌枕進行方正處理，適當縮小接頭空擋枕間距至500mm，相鄰枕間距分別為550mm、600mm、650mm、650mm。這點雖然有點違背有關規定，但對于低接頭的整治效果十分明顯。察看枕木底部是否有掉塊現象，如果有必須進行更換新枕，否則接頭處所會因軌枕支撐面不足而產生空吊板現象，同時平時的搗固也起不到應有的作用，不能提高整體的穩定性。

6.搗墊結合的整治。如果由于某些條件限制，清篩和換枕都無法完成的情況下，就需要采取搗墊結合的整治方法。對墊板較厚的接頭，撤除接頭處4根軌枕上的大膠墊，更換為2mm的調高墊片，然后反復的進行搗固，不斷的加強道床的強度，消除下沉和空吊板。

7.夾板的整治。目前所用的普通夾板經過一段時間后，基本上都形成了一定的硬傷。一種做法就是互換里外口夾板，目的是消除或減少接頭駛入端和駛出端的軌面不平順。

8.軌端的處理。軌端的處理包括打磨、勻縫，鋼軌有硬彎的可以進行彎軌。用1 m直尺檢查，要求達到平整、均勻。馬鞍形打磨可以保證軌面的平順。其次是對軌端和軌頭內側肥邊的打磨，及時消滅軌頭高低、左右錯牙，軌面及軌距線內側錯牙不得超過0.2 mm，可采用液壓直軌器矯直接頭小硬彎，上緊接頭螺栓，達到規定扭力矩，保持接頭堅固，也保證接頭處的方向和軌距良好。

四、建議

1.對于既有線上已經狀態嚴重不良的低接頭，可以采取移除接頭的方法進行整治。即在接頭處插入12.5m～16m的短軌，且對新增加的接頭進行焊接，這樣在一定程度上能緩解列車的部分沖擊力。

2.制作彈性軌枕，即在鋼軌底部的軌底槽上刨切一定的深度，安裝高強橡膠彈性底座，鋼軌直接置于彈性底座上。在一定程度上能緩沖列車的沖擊力，不至于接頭受損。

對于既有低接頭的整治主要堅持搗固為主，墊片為輔，經常打磨的原則。平時應該特別注意接頭處所的幾何尺寸保持良好的狀態。在如今高速、重載、客貨混跑的新形勢下，必須樹立科學養護維修的理念，不斷的探索，不斷的試驗，才能保證行車安全及旅客的舒適性。

五、結論

以上是我在雞西工務段密山線路車間結合現場作業對鋼軌接頭病害的整治中總結積累的一點經驗和做法，有不夠細致，不夠全面、不足之處還請多指正。

參考文獻：

[1]中華人民共和國鐵道部。鐵路線路修理規則。北京。中國鐵道出版社。2006年2月。北京。