液壓道岔常見故障問題及整治方法分析

尤樹臣

（包神鐵路集團神朔鐵路公司，陜西 神木 719316）

20世紀20年代美國首次出現(xiàn)重載鐵路，因為重載鐵路的載運重量非常大，導(dǎo)致重載鐵路出現(xiàn)故障的概率更高。而我國重載鐵路自20世紀80年代改革開放之后才開始發(fā)展，與歐美各國相比發(fā)展歷史底蘊明顯不足。我國技術(shù)人員不斷努力為重載鐵路技術(shù)突破一個又一個難關(guān)，如今我國重載鐵路技術(shù)已經(jīng)位居世界前列，牽引重量達3萬噸的大秦鐵路更是世界重載鐵路中的翹楚，但是液壓道岔故障經(jīng)常發(fā)生的問題仍然無法避免。

1. 重載鐵路液壓道岔技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀

國外重載鐵路中比較領(lǐng)先的是加拿大、澳大利亞、美國、巴西、南非、德國、意大利等國家，這些國家使用的液壓道岔技術(shù)各不相同，有的使用20號和24號道岔，還有的使用心軌和尖軌加寬技術(shù)、爆炸硬化技術(shù)和軌距優(yōu)化技術(shù)，而維修管理體系主要從檢、養(yǎng)、修三個方面嚴格開展工作，總體來說在安全和性能等方面各有優(yōu)劣勢[1]。國內(nèi)重載鐵路只發(fā)展了短短幾十年，雖然在整體層面已經(jīng)取得一定進步，在世界范圍內(nèi)都占據(jù)領(lǐng)先地位。但是重載鐵路液壓道岔技術(shù)的技術(shù)水平不夠高，目前主要采用18號和20號道岔，列車對軌道的荷載壓力過大，導(dǎo)致我國液壓道岔的零部件和軌道更換速度較高。總體來說研究力度已經(jīng)逐步加大，理論、材料和結(jié)構(gòu)等方面取得任一突破，皆可大大改善當前液壓道岔技術(shù)的劣勢局面[2]。

1.2 重載鐵路液壓道岔技術(shù)研究的意義

重載鐵路是運輸?shù)V石、特殊貨物、大型貨物的重要工具，其列車對鐵路軌道損耗比較大，如果液壓道岔技術(shù)能夠取得進步，則整個重載鐵路運營成本和經(jīng)濟效益皆可大大提高。因此重載鐵路液壓道岔技術(shù)的研究具有重要意義，同時液壓道岔技術(shù)取得突破才能進一步提高我國重載鐵路在世界的領(lǐng)先地位[3]。

2. 重載鐵路液壓道岔常見的故障問題

2.1 幾何尺寸故障問題

（1）軌距超限。重載鐵路的荷載比較大，當重載列車經(jīng)過軌道時會導(dǎo)致軌道連接位置松動，進而導(dǎo)致道岔岔枕發(fā)生偏移，從而引發(fā)軌距超限問題。如果施工人員在鋪設(shè)重載鐵路軌道過程中嚴格按照施工規(guī)范作業(yè)，則軌距可以在短時間內(nèi)保證與重載軌道軌距標準一致。但是施工人員在鋪設(shè)軌道過程中就未嚴格按照軌道間距施工，則軌距超限問題出現(xiàn)的時間周期更短。

（2）高低超限。重載鐵路液壓道岔高低超限故障問題比較常見，當鐵路軌道排水不通暢時，鐵路液壓道岔容易出現(xiàn)空吊的情況，此時就會引發(fā)高低超限問題。而軌道焊接位置不夠平整，焊接縫位置的新軌和翼軌存在高低落差，養(yǎng)路基設(shè)備搗固不良；母材軌焊接工藝不過關(guān)，同樣會引發(fā)高低超限問題。因此，重載鐵路液壓道岔路段必須加強施工管理，不能出現(xiàn)焊接質(zhì)量不過關(guān)或者搗固工作不合格的情況[4]。

（3）軌向不良。重載鐵路液壓道岔維修養(yǎng)護不當會導(dǎo)致軌向不良故障問題的發(fā)生，很多維修人員在對重載鐵軌進行養(yǎng)護時，比較重視高低超限和軌距超限等問題，而沒有考慮到其他不常見的故障因素，最終導(dǎo)致液壓道岔軌彎折矢量精度不足，轉(zhuǎn)轍的方向出現(xiàn)了一定偏差，這樣就會引發(fā)軌向不良問題。除此之外，如果重載鐵路道床阻力受到道砟的影響，液壓道岔的連接件出現(xiàn)故障，也會導(dǎo)致軌向不良故障。

（4）水平超限。重載鐵路液壓道岔維修不當和重載列車成經(jīng)過自然磨損是導(dǎo)致水平超限故障問題的主要原因，維修人員需要根據(jù)對液壓道岔的實際檢查情況判斷應(yīng)該如何開展搗固工作。因為重載列車經(jīng)過液壓道岔路段時對鐵軌的縱向和側(cè)向壓力不同，所以液壓道岔軌件的磨損程度是不同的，如果維護人員沒有使用道尺檢查則很難發(fā)現(xiàn)水平超限問題。

2.2 轉(zhuǎn)轍故障問題

（1）尖軌與基本軌不密貼。重載鐵路尖軌軌頭寬度不合格、頂鐵的磨損程度過大、尖軌動程拉桿位置不正確、基本軌工作邊飛邊、基本軌幾何尺寸不規(guī)范、基本軌硬彎、基本軌與軌撐和滑床板擋肩之間存在縫隙等問題是液壓道岔出現(xiàn)尖軌與基本軌不密貼的重要原因，該問題可以通過尖軌刨切、焊補、打磨、調(diào)整轉(zhuǎn)轍密貼度、打磨飛邊、消除軌距不規(guī)范情況、清理軌間雜物、焊接墊鐵板等措施進行治理或預(yù)防。重載鐵路液壓道岔尖軌與基本軌不密貼轉(zhuǎn)轍故障圖如下所示：

圖1 重載鐵路液壓道岔尖軌與基本軌不密貼故障

（2）尖軌側(cè)磨。重載鐵路尖軌頂鐵軟硬或長短不符合要求、尖軌局部方向彎曲、基本軌磨損過大、岔枕螺栓失效、基本軌軌向彎曲、轉(zhuǎn)轍搗固作業(yè)未達到標準是導(dǎo)致道岔出現(xiàn)尖軌側(cè)磨的主要原因。該故障問題可以通過打磨頂鐵、插入頂鐵墊片、更換磨損過大的基本軌和尖軌等措施進行治理和預(yù)防。

（3）尖軌跳動。重載鐵路尖軌與端軌之間的縫隙超過規(guī)定時，軌道連接零部件的螺栓松動，此時維護人員的機械搗固作業(yè)不密實就會導(dǎo)致軌道出現(xiàn)空吊的情況，也就是尖軌跳動故障問題，該問題可以通過焊接更換連接零部件或者螺栓等措施進行治理或者預(yù)防。

（4）尖軌扳動不靈活。重載鐵路尖軌拉桿的位置不符合規(guī)定、拉桿扳動不靈活、軌道不平直、連接件磨損過大等原因會導(dǎo)致液壓道岔出現(xiàn)尖軌扳動不靈活的轉(zhuǎn)轍故障問題，該問題可以通過調(diào)整軌道位置、更換連接零部件、調(diào)整拉桿使其位置符合規(guī)定、焊補更換間隔鐵和滑床板、定期維護尖軌和端軌等措施進行治理或預(yù)防。

（5）直尖軌拱腰變形。重載鐵路的鎖定軌道溫度不符合相關(guān)標準時，就容易出現(xiàn)液壓道岔直尖軌拱腰變形的轉(zhuǎn)轍故障問題，但是軌道安裝施工或者重載列車磨損等問題也有可能導(dǎo)致直尖軌拱腰變形，該故障問題可以通過日常維護管理、加強尖軌存放保護等措施進行治理或預(yù)防。

（6）尖軌爬行。重載鐵路的鎖定軌道溫度不符合相關(guān)標準、限位器失效等原因會導(dǎo)致液壓道岔出現(xiàn)尖軌爬行的轉(zhuǎn)轍故障問題，該問題可以通過在尖軌中插入貼片或者合理應(yīng)用軌距拉桿等措施進行治理或預(yù)防。

2.3 導(dǎo)曲故障問題

（1）導(dǎo)曲線側(cè)磨。重載鐵路的列車經(jīng)過時車輪會在離心力的作用下對導(dǎo)曲線鋼軌造成一定程度的沖擊，如果此時軌道存在幾何尺寸問題則會導(dǎo)致軌道的聯(lián)結(jié)零配件失效，從而引發(fā)液壓道岔出現(xiàn)導(dǎo)曲線側(cè)磨故障問題，該問題可以通過設(shè)置軌枕或軌撐、調(diào)整軌距大小、調(diào)整軌撐縫隙等方式進行預(yù)防或治理。

（2）導(dǎo)曲線不圓順。重載鐵路的尖軌和轍叉存在幾何尺寸故障問題或者尖軌的位置不符合要求都會導(dǎo)致液壓道岔出現(xiàn)導(dǎo)曲線不圓順故障問題，該問題可以通過調(diào)整尖軌支距點位置、調(diào)整曲線正矢量、調(diào)整軌道幾何尺寸、提高日常維護標準等措施進行預(yù)防或解決。

2.4 轍叉故障問題

（1）轍叉垂磨。重載鐵路的列車經(jīng)過時，車輪經(jīng)過不符合規(guī)定的轍叉空間會導(dǎo)致軌道受損被破壞，同時軌道岔枕還會在重載列車的沖擊之下出現(xiàn)空吊，最終導(dǎo)致液壓道岔出現(xiàn)轍叉垂磨故障問題，該問題可以通過加強搗固或者及時更換岔枕等方式進行治理或預(yù)防。

（2）轍叉偏磨。重載鐵路列車載運大量貨物，但是列車通過轍叉時方向單一，長此以往轍叉某側(cè)磨損過重，而且維護人員在空間期間無法減輕轍叉磨損不均衡的問題，最后液壓道岔就會出現(xiàn)液壓道岔轍叉偏磨故障問題，該問題可以通過調(diào)整轍叉方向或者加強搗固等措施進行治理或預(yù)防。

（3）轍叉偏斜。重載鐵路在維修過程中需要更換轍叉或者調(diào)整轍叉的方向，如果人工操作過程中容易導(dǎo)致液壓道岔轍叉安裝出現(xiàn)偏斜問題，人工調(diào)整軌距沒有達到相關(guān)規(guī)定或者螺栓孔磨損過大也會導(dǎo)致轍叉偏斜問題的發(fā)生，該問題可以通過安裝防磨套管以及提高人工維護質(zhì)量等措施進行預(yù)防或治理。

（4）心軌翼軌側(cè)磨。重載鐵路軌道在長期高負荷下使用難免會出現(xiàn)塑變問題，進而導(dǎo)致軌道邊肥大，這樣就會導(dǎo)致液壓道岔心軌翼軌側(cè)磨故障問題的發(fā)生；而重載列車在經(jīng)過軌道過程中，受到軌道間隔和護背的影響，也會出現(xiàn)心軌翼軌側(cè)磨問題。該問題可以通過觀測打磨、更換損耗較大的軌道進行預(yù)防或治理。

（5）護軌扭曲變形。重載鐵路在維護過程中經(jīng)常使用墊片調(diào)整軌道間距，但是墊片的插入容易導(dǎo)致液壓道岔護輪軌出現(xiàn)扭曲變形故障，該問題可以通過更換護軌或者增減插入墊片的數(shù)量進行預(yù)防或治理。

2.5 其他故障問題

（1）接頭故障。重載鐵路液壓道岔接頭故障可以細分為接頭錯牙掉塊、魚尾螺栓脫落、接頭夾板開裂等故障問題，其故障原因與列車的沖擊載荷、軌道縫隙、軌道接頭螺栓有關(guān)，該問題可以通過調(diào)整軌道縫隙、復(fù)緊螺栓、打磨維護等措施進行預(yù)防或治理。

（2）墊膠失效。重載鐵路液壓道岔墊膠失效故障問題與高低空吊和軌道道床板結(jié)問題具有直接關(guān)系，而高低空吊問題與列車的沖擊載荷有關(guān)。該問題可以通過調(diào)整液壓道岔軌道幾何尺寸、加強小清篩的使用、及時更換失效墊膠等措施進行預(yù)防或治理。

（3）聯(lián)結(jié)零件失效。重載鐵路在列車經(jīng)過時會受到強烈的沖擊載荷，如果軌道持續(xù)受到強烈沖擊或者在高負荷工作后沒有及時維護，則液壓道岔的聯(lián)結(jié)零件容易出現(xiàn)松動失效的故障問題，該問題可以通過焊補鐵墊板、更換尼龍?zhí)住⒓訌娙粘＞S護管理等措施進行治理或預(yù)防。

3. 重載鐵路液壓道岔常見故障問題的整治方法

3.1 改善重載鐵路液壓道岔技術(shù)

重載鐵路液壓道岔常見的故障問題類型很多，而且很多問題的出現(xiàn)難以避免，這種情況技術(shù)人員可以從源頭和過程兩個渠道對這些故障問題進行整治。而改善重載鐵路液壓道岔技術(shù)便是從源頭進行治理，技術(shù)人員需要不斷對液壓道岔技術(shù)進行研究，如果能夠找到在大運量、大密度工作條件下仍然能夠保證重載鐵路液壓道岔能夠長期正常使用而無需頻繁更換零部件的技術(shù)，則重載鐵路液壓道岔問題才能從根本上得到解決。研究人員可以分別從技術(shù)和材料等方面進行研究，理論更新可以從結(jié)構(gòu)角度進行優(yōu)化，材料更新可以從零部件更換頻率的角度進行優(yōu)化，二者均可以使我國重載鐵路技術(shù)得到提高。

3.2 優(yōu)化重載鐵路液壓道岔維護技術(shù)

重載鐵路液壓道岔維護技術(shù)的優(yōu)化可以分別從事前、事中和事后三個角度進行持續(xù)優(yōu)化，事前優(yōu)化可以讓維護管理人員先做好測量調(diào)查再結(jié)合理論進行時間，避免常見故障沒有得到及時維護和解決；事中優(yōu)化可以讓維護管理人員先做好組織工作在進行作業(yè)，按照三維定位測量結(jié)果全面細致地開展工作，同時做好巡回檢查工作，保證維護檢修工作無死角；事后優(yōu)化可以從加強驗收工作質(zhì)量和提高驗收標準等方面降低常見故障問題發(fā)生的頻率，維護管理工作完成之后必須將設(shè)備、工具、材料全部收集好并做好現(xiàn)場清理工作，確保液壓道岔維護施工技術(shù)符合驗收質(zhì)量標準。

3.3 完善重載鐵路液壓道岔維護體系

重載鐵路液壓道岔維護體系的建立可以分別從質(zhì)量管理、作業(yè)組織模式、專業(yè)能力、設(shè)備質(zhì)量等方面提高維護管理安全質(zhì)量，同時通過現(xiàn)場會模式加強維護管理人員的技能水平，讓其能夠根據(jù)試點維護技術(shù)的應(yīng)用學習重點路段的維護經(jīng)驗，這樣可以達到舉一反三的目的。除此之外，重載鐵路維護管理系統(tǒng)還可以落實分工責任制度和賞罰激勵制度，責任分工制度可以充分提高每個維修管理人員的責任意識，而賞罰激勵制度可以最大限度調(diào)動維護管理人員的工作積極性。

4. 結(jié)語

重載鐵路液壓道岔故障問題的原因是在高負荷工作狀態(tài)下，鐵軌的使用壽命并不高，短時內(nèi)鐵軌的磨損程度比較嚴重。因此一旦重載鐵路鐵軌使用時間過長就會出現(xiàn)各種各樣的問題，這些問題的類型不同所采用的處理整治方法也不盡相同，但是技術(shù)更新、加強維護、完善管理是三個主要液壓道岔故障問題整治方向，重載鐵路必須全面整治才能減少液壓道岔故障發(fā)生的概率。