普通鋼軌接頭

普通鋼軌接頭(ordinary rasl joint)是指用鋼製接頭夾板和螺栓，彈簧墊圈等零配件聯結兩根同類型鋼軌的鋼軌接頭。用於不設軌道電路並無其他特殊要求的普通線路接頭設備。

基本介紹

• 中文名：普通鋼軌接頭
• 外文名：ordinary rasl joint
• 領域：工程技術
• 學科：交通工程

簡介

普通鋼軌接頭(ordinary rasl joint)是指用鋼製接頭夾板和螺栓，彈簧墊圈等零配件聯結兩根同類型鋼軌的鋼軌接頭。用於不設軌道電路並無其他特殊要求的普通線路接頭設備。

鋼軌接頭病害分析及焊補方法

鋼軌接頭病害是線路三大薄弱環節之一。要養護好鋼軌，我們必須對鋼軌接頭病害的原因有所了解，下面我先談一談我對鋼軌接頭病害分析及焊補方法。

接頭病害的主要表現形式

鋼軌接頭病害主要表現為接頭區鋼軌破壞和道床破壞。接頭區鋼軌破壞表現為軌頭的打塌、剝離、鞍型磨耗及螺栓孔裂紋。接頭區道床破壞表現為道床的沉陷、坍塌和板結。

鋼軌接頭病害的主要原因分析

（1）接頭構造的缺陷 　鋼軌接頭構造的缺陷有軌縫、台階(動載條件下的高低錯台)、折角，使車輪通過時引起附加動力荷載，具有衝擊荷載性質。這些衝擊附加力為正常輪載的2至3倍。衝擊力的作用使鋼軌端部、夾板撓曲，使鋼軌頂面、夾板及連線零件磨耗。由於軌縫的存在，車輪通過鋼軌接頭時，駛入端高於駛出端產生台階，產生接頭下陷形成的折角。三種情況是同時出現的，以軌縫存在為前提，是車輪通過接頭產生衝擊動力荷載的主要因素。衝擊附加動壓力的大小與輪重、輪徑、行車速度及接頭狀態有關。衝擊附加動壓力與軌縫、階、折角的關係表現為：①在輪重、輪徑及行車速度相同情況下，與軌縫大小成線性關係，縫越大，附加動壓力越大。在重載的情況下，大軌縫的危害更加嚴重。②車輪的下向動力衝擊速度與台階高度平方根成正比，與車輪半徑平方根成反比。由於車輛輪半徑小，列車編組中車輛占絕大多數，就車輪的動力衝擊作用，車輛比機車要大得多。若存在靜態的鋼軌接頭錯台，相錯量越大，車輪的動力衝擊作用越大。③對於存在折角的鋼軌動力接頭，下向衝擊速度與軌道剛度成正比，與軌端下沉量成正比，與行車速度成正比。
（2）鋼軌接頭部位道床變形原因
普通軌道的結構形式必然產生軌道變形。軌道變形分為彈性變形和永久變形，其中道床變形是軌道產生永久變形積累的主要來源。
在機車車輛的荷載壓力與振動衝擊作用下，引起道床鬆動和不均勻下沉，進而形成不平順軌面，與鋼軌接頭構造上的缺陷疊加所引起的具有衝擊性質的附加動力是正常輪載的4至5倍，使軌頭內部剪應力、局部應力及彎曲應力增加明顯，大幅度減少鋼軌所能承受的荷載循環次數，縮短了鋼軌使用壽命。鋼軌接頭的缺陷及軌面的不平順，加快了道床的振動頻率，形成強迫振動，使道碴顆粒間的摩擦係數減小，道床彈性減弱，剛度增加，是鋼軌接頭溜坍、空吊、板結、翻漿冒泥及軌枕破壞等接頭病害發生的主要原因。鋼軌接頭是軌道結構的薄弱環節，其原因在於軌結構的組合性和散體性與接頭構造上的非連續性。

低接頭成因分析

1.道床狀態不良
經過對濱綏單線488K+500～492K+000的接頭調查，發現只要是低接頭處所，80%伴隨有道砟磨圓、翻白；60%伴隨有下沉及空吊板；30%的伴隨有翻漿冒泥。道砟磨圓不僅破壞了道床的彈性，而且降低了道砟跟軌枕的黏合力。這在一定程度上破壞了正常的車輪與接頭的動力回響關係，由此引起的附加動力荷載變化率非常大，類似於衝擊荷載。接頭處的道床板結或翻漿冒泥，破壞了道床的整體性和連續性，從而接頭會受到劇烈的衝擊和振動，久而久之形成了低接頭。另外，道床給軌道結構的阻力不夠，例如道床的厚度不足、砟肩堆高不足及寬度不夠等，這也是加劇接頭病害產生的原因之一。
2.接頭不平順
接頭不平順一般情況主要有高低錯牙、左右錯牙、軌頭掉塊、鞍形磨耗、支嘴等。這些病害的存在，使接頭上鋼軌駛入端和駛出端軌面所形成的折角增大，在一定程度上加大了對軌道連續性的破壞，使接頭完全接受了來自車輪的各種荷載，加速了低接頭的形成。
3.夾板及軌縫狀態不良
對於新上線路的接頭，由於列車車輪對接頭無數次的衝擊，使得夾板在一定時間後形成了台式磨耗，如果接頭螺栓再有鬆動情況，這樣就容易出現空吊板，在一定程度上也加速了低接頭的出現。軌縫也是造成低接頭的原因之一，因此，如何正確的設定軌縫，對於接頭的養護也很關鍵。
4.養護維修不到位
低接頭的出現跟平時的養護和檢查有很大的關係。搗固不及時或者說搗固不到位，平時缺少對接頭不平順的檢查和打磨，有些情況下只墊不搗，導致接頭墊片越來越厚，而接頭也越來越低，對鬆動的接頭螺栓沒有及時的復緊等。
對既有低接頭的整治必須建立一套完整科學的養護模式，並且要提高其質量儲備期，從根源上和基礎上控制設備病害的發生和發展。必須樹立全方位、立體化養護的理念，使接頭的整治從基礎到上部、從附屬到主體，既能提高設備的整體穩定性，又能使設備出現的病害及早消除，相對減少接頭養護成本的支出，提高接頭的保全能力。

整治低接頭病害對策

1.道床的整治
對於低接頭處所的5～7孔範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，並做好排水坡，以防止接頭處所的翻漿冒泥，消除接頭處所的線路板結。回填道砟時一定要飽滿，以增加道砟跟軌枕的粘著力，並且道床斷面應符合《修規》規定，堆高砟肩，適當增加外股道床寬度，並分層次夯拍，增加道床阻力。
2.軌枕及配件的整治
對接頭處所的10根軌枕進行方正處理，對於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。
3.搗墊結合的整治
如果由於某些條件限制，清篩和換枕都無法完成的情況下，就需要採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，然後反覆的進行搗固，不斷的加強道床的強度，消除下沉和空吊板。經過一段時間的穩定期後，觀察如果有下沉或者空吊板達到3mm以上時，就需把原來2mm的調高墊片更換為5mm的大膠墊，並且再次進行反覆的不起道搗固。這個過程可以反覆循環的進行，唯一的缺點就是比較費時費力。以上所更換的大膠墊最好使用TD型高彈性複合橡膠墊板，增加接頭部位的彈性，減少列車對接頭的衝擊作用。
4.夾板的整治
普通夾板經過一段時間後，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。但這種做法最好不要用在正線，因為一旦夾板有問題，不管如何互換都不會解決問題，只是減輕問題的嚴重性而已。此時最好是更換新夾板，或者加工預彎夾板，預彎夾板的上彎量儘量保持在2～4mm為宜。預彎夾板的使用還要注意綏佳線的接頭杜絕使用，一般用在低接頭病害比較嚴重的處所。另一種做法就是外口安裝減震夾板，主要是減緩車輪對鋼軌接頭的衝擊力。安裝減震夾板必須注意觀察鋼軌狀態，如果鋼軌垂磨比較嚴重，安裝時就需考慮是否會引起晃車，根據現場的實際情況，靈活掌握。新安裝的夾板要注意接頭螺栓的扭力矩一定要達到要求，安裝當天就應復緊至少3列車，次日再復緊一遍。只有這樣，理論上才能達到螺栓扭力矩的要求，從而減小列車對軌頭和夾板的破壞。
5.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。對馬鞍形接頭進行打磨，用1m的直尺進行測量，矢度不大於0.2mm。有一點需要說明的是打磨的前提必須保證接頭附近高低、水平相對沒有超限的情況下進行的。使用碗形砂輪研磨時，先研磨中部到要求深度，再向兩端側研磨，最後整修圓弧。使用平形砂輪研磨時，可從一側向另一側來回進行研磨。研磨後軌面高度相當於小腰部位的鋼軌高度。用1m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0.2mm，可採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。接頭的平順性即接頭的作用邊和軌面的平直度，是直接造成低接頭的因素之一。打磨可以按照周期進行，一般按照一季度一遍較為合理，但遇到特殊情況時就需要靈活調整計畫。同時對於軌縫，特別注重軌縫的均勻和保持。在《修規》允許的範圍內儘量減小軌縫，對超過構造軌縫（18mm）的軌縫及軌縫成段偏大的地段及時進行調整，以減小列車對接頭的衝擊力，同時要有計畫的加強接頭螺栓和扣件螺栓的復緊工作。尤其是每年的3～4月份和9～10月份，分兩次進行全面的復緊，既可以保持軌縫的均習，也有利於提高軌道結構的整體穩定性。勻縫時不應太小，也不宜過大。軌縫不足，鋼軌升溫時無伸長餘地，造成瞎縫，嚴重時使軌道臌曲。軌縫過大，列車通過時衝擊作用增大，並在鋼軌因降溫縮短時，有可能把夾板螺栓拉彎或拉斷。

整修建議

1.對於既有線上已經狀態嚴重不良的低接頭，可以採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衝擊力。
2.製作彈性軌枕，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，鋼軌直接置於彈性底座上。在一定程度上能緩衝列車的衝擊力，不至於接頭受損。
對於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。