道岔M30螺栓失效原因分析及整治方案

李建軍　中國鐵路上海局集團有限公司南京橋工段

1 前言

自鐵路大提速以來，為適應鐵路第六次大提速的需要，我段京滬線、寧蕪線鋪設了大量60kg/m鋼軌混凝土岔枕提速道岔，但由于對混凝土提速道岔特點掌握不全，日常養護維修存在較大的困難。隨著重載破壞和使用年限的增長，各種病害逐漸產生和發展，其中最突顯的就是道岔M30大螺栓的失效問題。該類病害形成后，整治難度大、效率低，失效病害數量隨著道岔上道年限增加而增長，成了道岔日常養護維修的難點。

2 道岔M30大螺栓失效的原因分析

（1）道岔岔枕結構設計上沒有承軌槽，列車通過時，巨大的橫向作用力傳遞到岔枕鐵墊板上，使道岔M30大螺栓直接承受了水平剪力，造成大螺栓頸部以下（60～80）mm處被剪斷。這種失效主要發生在轉轍部的末端和轍叉以及護軌部位。

（2）養護作業方法不當，由于枕木位置不當造成軌距改道困難時，作業人員沒有方正枕木，而采用大錘敲擊鐵墊板等錯誤的方法作業造成應力集中在該點處，導致該點的受力成幾何倍數增加，造成大螺栓受剪力過大而折斷。

（3）道岔鋪設后，沒有對大螺栓進行必要的復緊工作，列車高速通過時，大螺栓會產生高頻震動，將岔枕的尼龍套內螺紋磨壞失效。

（4）列車通過道岔時，車上的污水排到道岔的導曲線上股外側的大螺栓上，造成大螺栓銹蝕嚴重，而曲線上股受到的橫向力較大，銹蝕腐化的大螺栓容易被橫向力剪斷。

3 整治方法

（1）目前我段共有三種整治方案，對應三種不同原理的機械工具，具體使用情況如下：

①鐵路工務大螺栓改錨工藝中使用最常見的方法和工具，利用空心鉆頭垂直向下鉆取尼龍套的方式，作業效率一般為20min/顆，工具和現場使用情況如圖1所示。

圖1 工具和現場使用情況

②2014年，我段引進了改錨專用新工具，采用新工藝改錨，該方法在原理上有較大創新，舍棄了原來高速旋轉的鉆頭鉆取方式，而改為利用鋰電池加熱，把尼龍套管熔燙出3～4個槽，然后再用取出器插入熔燙好的槽內，將尼龍套管整體從混凝土枕預留孔中旋出的方式，作業效率一般為8min/顆，加熱工具和取出器如圖2所示。

圖2 加熱工具和取出器

③2015年3月份，我段在熱熔改錨新工具、新工藝的技術基礎上，設計了整取式新型改錨機。其原理是，利用管內敲擊刀頭的方式，在混凝土枕尼龍套管內快速刻出3個槽，然后再用取出器插入刻好的槽內，將尼龍套管整體從混凝土枕預留孔中旋出的方式，作業效率可達到1分鐘/顆，新工具現場使用以及取出后的效果如圖3所示。

圖3 新工具現場使用以及取出后的效果

（2）方案對比（見表1）

表1 方案對比

4 整治效果

2016年3 月份集中修期間，林場站道岔更換滑床板施工，我們對三種整治方法同時進行了試用，并對各項指標進行了對比，發現整取式所用的整治工具簡單輕便，安全性高，操作技能要求低，每個天窗點（90min）可完成18～20顆（包含拆裝大墊板、錨固新尼龍套管）。至今已經完成了林場站道岔失效M30大螺栓的整治工作，提高了道岔的養護質量，效果良好。

5 建議

（1）提速道岔M30大螺栓失效整治工作比較困難，需要的天窗資源較多，安全風險高，建議在日常養護維修中注意做好如下工作：

①日常保持M30大螺栓的緊固，一般不應拆卸岔枕M30大螺栓。每年可結合道岔維修工作，對大螺栓涂油一次，防止銹蝕。

②加強對轉轍器跟端、轍叉部位以及護軌部位的經常保養工作，注重鋼軌修理，做好軌面的平順性，做好焊接接頭的平直度打磨，注重鋼軌接頭養護工作，必要時可根據情況進行焊聯，消除普通接頭，減少鋼軌接頭的沖擊力。

③及時消除空吊病害，不應以墊代搗，道岔鐵墊板與岔枕之間不應墊木片，日常養護作業時保證軌枕方正，避免產生應力集中情況，避免道岔橫向力集中到個別大螺栓，造成剪斷的現象。

（2）新型“整取式道岔M30改錨機”具有結構簡單、使用輕便、安全性高、操作技能要求低等優點，建議在鐵路工務道岔養護維修中不斷優化并推廣使用。