接頭軌縫

普通線路上鋪設的鋼軌一般為標準長度的鋼軌，並將其逐根連線。為便於鋼軌的熱脹，施工時應在鋼軌接頭處預留適當的縫隙，這一縫隙稱之為軌縫。

基本介紹

• 中文名：接頭軌縫
• 外文名：Joint rail gap
• 簡介：相互連線鋼軌

功能

鋼軌接頭是不同長度的單根鋼軌，用夾板螺栓相互聯結的部位。理想的接頭應具備以下要求和功能：

接頭軌縫

（1）接頭處鋼軌具有良好的連續性和較高的整體性，並接近接頭以外鋼軌的強度和剛度，以承受列車通過時產生的垂直力與橫向力。即在載荷作用下，接頭範圍內鋼軌撓曲的形狀和大小與非接頭部位相同。

（2）接頭應具有一定的阻力，以阻止鋼軌自由伸縮，但在構造上又要求有一定的縫隙，在鋼軌熱脹冷縮時，接頭處的鋼軌端部應能做一定程度的移動。

（3）接頭結構應簡單，各種零部件便於製作和養護維修，接頭連線零件數量很大，應能採用軋、鍛、鑄等工藝進行大量生產。

（4）某些特殊接頭，還要求具備絕緣、傳電、伸縮等功能。 這些要求是相互矛盾的，所以迄今為止還沒有一種能同時滿足上述條件的理想結構。

接頭形式

接頭的連線形式，按其相對於軌枕位置，可分為懸空式和承摯式兩種。按兩股鋼軌接頭相互位置，可分為相對式和相錯式兩種。我國一般採用相對懸空式，即左右兩股鋼軌接頭應對齊，同時位於兩接頭軌枕中間。 鋼軌接頭按其用途及工作性能又可分為普通接頭、導電接頭、絕緣接頭、 焊接接頭、異形接頭、伸縮接頭、凍結接頭等。

普通接頭：普通接頭是線路上用得最多的接頭，即一般標準鋼軌鋪設時兩鋼軌的聯結接頭。

導電接頭：在自動閉塞區段及電力牽引區段，信號電流和牽引電流都要依靠鋼軌傳道，所以在鋼軌接頭處，必須設定兩軌間的導電裝置。導電裝置目前有兩種：塞釘式和焊接式。

異形接頭：用於連線兩種不同斷面的鋼軌。採用異形夾板連線兩種不同類型的鋼軌時，異形夾板的一半應與一端同型鋼軌斷面相吻合，另一半則與另一端鋼軌斷面相吻合。

絕緣接頭：用於自動閉塞分區兩端的鋼軌接頭上，以隔斷電流。絕緣的方法是在夾板與鋼軌、螺栓之間、螺孔四周及軌端之間用絕緣材料阻隔，絕緣材料常用高強度尼龍；在無縫線路上還採用了膠結絕緣接頭，軌縫用膠填滿，提高接頭的剪下強度。

伸縮接頭又稱溫度調節器，是將接頭以尖軌形式連線，它用於軌端伸縮量相當大的處所，或者橋樑結構物上的無縫線路，以減小橋樑結構物與無縫線路的相互作用。

凍結接頭是採取構造措施阻止鋼軌的伸縮，用於不允許出現軌縫的處所，早期使用高強度螺栓，並在鋼軌螺栓孔墊入月牙墊片，但常遇螺栓折斷而失敗。目前我國無縫線路採用複合式鋼軌粘接接頭和膠粘凍結接頭，取得了較好效果。

減振接頭，是指在鋼軌接頭處線路外側夾板中間部分，加高至與鋼軌頭部持平，當車輪通過軌縫時，減振夾板的頂面與鋼軌項面同時接觸車輪，減振夾板的剛度大，可減小車輪通過軌縫的折角和台階，減緩車輪的衝擊振動，使車輪能平順過渡，達到減振效果。

病害成因

鋼軌接頭病害的發生，最根本的原因在於軌道接頭存在軌道結構上的不連續和軌面的不平順，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連續性和不平順性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。另外，養護方法的不當也會促使接頭病害產生和發展。

病害類型

1、軌道結構不連續：

鋼軌接頭的軌縫與鋼軌整體相比， 夾板的強度、剛度的不足所造成鋼軌接頭結構上的薄弱，破壞了軌條在縱向的連續性。接頭養護維修工作中也存在削弱接頭整體性的現象，如接頭螺栓扭矩不足或在運營中出現扭矩下降沒有及時復緊，接頭軌枕扣件不密靠或扣壓力不足，以致產生結構鬆弛；有的接頭在發生低坍現象以後沒有及時採取措施，夾板產生下彎或鋼軌端部出現硬彎。這些都削弱了鋼軌接頭的整體性，加大了軌道結構的不連續性。

接頭軌縫

2、軌面不平順：

鋼軌接頭結構上的不平順主要是接頭軌縫。車輪壓低鋼軌的送輪端時，鋼軌的迎輪端有抬高趨勢，形成台階；荷載作用下鋼軌接頭處的撓曲不是連續曲線，而是折線。軌縫、台階、折角同時出現都將產生輪軌衝擊，從而增大接頭處的附加動力。軌縫愈大，台階愈大，折角愈大，輪軌間的衝擊愈大。 試驗資料顯示這三個因素的作用，鋼軌接頭處各部位的垂直振動加速度為大腰的2～5倍。

軌面在接頭區的不均勻磨耗是軌面不平順的另一種形式，其發展大致可以分為兩個階段：第一階段是新鋼 軌至軌面出現鞍形磨耗之前，這時的軌道各部件基本上處於正常工作狀態，但由於接頭結構薄弱，在列車衝擊振 動下，接頭螺栓鬆動、道碴磨圓、軌道各部件磨損和出現永久變形造成接頭低坍；第二階段，接頭軌面出現不均勻磨耗，即在鋼軌淬火硬化區向非淬火區（距軌端100 mm左右）過渡範圍內延伸，而在淬火區因軌面硬度大，磨耗小。

養護及病害防治

1、加強軌縫及接頭部位零部件的養護

（1）軌縫要始終保持合理的軌縫鎮，對於大軌縫和連三瞎縫利用每年3-4月和9-10月的良好氣溫條件及時進行調整。

（2） 目前使用的高強度接頭螺栓，在列車的衝擊荷載作用下，易出現鬆動，扭力矩下降等病害。要定期對螺栓扭矩進行檢查和復緊，保持接頭螺栓扭力在500N/m以上，以保證足夠的接頭阻力，提高接頭的整體性。

（3） 夾板和接頭螺栓塗油，以緩減列車的衝擊破壞作用，有利於保持較高的螺栓扭力矩。

（4）做好軌枕、扣件養護和加強道末工作，保證道床有足夠的縱、橫向用力。使軌枕扣件的安裝和養護達到緊、密、靠、正的要求。為此，要經常對扣件進行檢查，及時進行扣件的復緊工作，每年人冬和人夏前都要全面進行扣件復緊，以保持足夠的扣件扭力矩，接頭道床保持飽滿，適當增加道床府寬和堆高道床肩部，提高道床搗固質量並進行夯拍等措施。

2、合理起道搗固作業

由於鋼軌接頭在列車反覆衝擊荷載作用下，道床應力和操動加速度遠遠高
於非接頭部位，使殘餘變形積累加劇，因此接頭道床應有良好的搗固質量以提高抵抗衝擊的能力。接頭起道應將軌面抬平然後進行搗固，切忌抬高接頭，形成鼓包。抬高接頭的做法。會人為地造成軌道不平順，加大列車衝擊力。撼固前，要先擰緊接頭螺栓和軌枕扣件螺栓，以加強接頭的整體性和防止搗固後空吊板。軌底部位的搗固必須加強，機械搗固應增加軌底部位的搞固時間6-8S。掩固順序從小腰向接頭搗固。促使道碴向接頭擠緊，防止高小腰和小腰吊板。

3、整治接頭部位的道床：

道床板結和翻漿是道術主要病害。鋼軌接頭道床板結出現後，不僅承載能力顯著降低，而且線路剛度大為提高，減振、隔振性能降低，線路的殘餘變形及各種病害發展加劇。為此，要充分做好接頭道床的養護工作；

(1)接頭部位道破應有良好的級配和顆粒形狀，對於磨園的道殖要進行更換，以恢復道床的良好彈性。

(2)道床中粉塵較多時，在雨水的作用下。與道碴顆粒可凝為一個整體，極易形成道床板結。從失去彈性，要重點整台，同時對接頭處3個軌枕盒的道床進行破底清篩；

(3)保持接頭部位道床的均勻飽滿，提高接頭部位道床抵抗變形的能力，提高線路的穩定性。

4、整修軌面：

軌端不均勻磨耗和掉塊，擦傷是鋼軌接頭在運營中產生的主要病害，能引起機車車輛的巨大附加衝擊，使線路變形加劇。並導致接頭病害的進一步發展，必須及時進行軌面修理，對軌面進行打磨和焊補。打磨是用砂輪打麝機對接頭軌面不均勻磨耗或掉塊、剝落等病害進行打磨和整治。對於深度大於4mm軌面的不平順，要進行鋼軌焊補。

5、改善軌下墊層彈性：

軌下彈性墊層經過多年的運營，橡膠墊板會逐步硬化，特別是接頭部位的墊板在強大衝擊力的作用下，彈性逐步減少。為此，要進行接頭綜合整治，及時更換接頭區4根軌枕的墊板，以恢復軌道結構的良好彈性。接頭病害的成因是多方面的，其整也應採取綜合整治的方式。只有將多種因素一起考慮，綜合安排整修，才能有效控制接頭病害的發生和發展。