唐忠富 上海鐵路局合肥工務段

60kg/m鋼軌AT12#道岔常見病害的成因及整治

唐忠富 上海鐵路局合肥工務段

通過分析P60-1/12#木枕道岔在養(yǎng)護過程中存在的設備問題，分析病害產(chǎn)生的原因，制定整治措施，提出病害整治方法，提高養(yǎng)護水平，以延長道岔的使用周期，節(jié)約成本支出。

鐵路運輸；道岔；病害；整治

合肥工務段管轄寧西線長124.046km，正線道岔53組，其中60kg/m鋼軌AT12#木枕道岔28組，占全部正線道岔的52.8%。該型道岔至2004年1月份投入運營至今，累計通過運量已經(jīng)超過4億噸。零配件磨損嚴重，結構狀態(tài)差，幾何尺寸難控制，道岔病害類型復雜，嚴重影響動態(tài)行車質(zhì)量，因此摸索與探討該型道岔常見病害成因與整治方法，具有十分重要的意義。通過幾年來的的養(yǎng)修探索，對該型道岔病害成因及整治方法有一定認識掌握。

1 病害成因

1.1 尖軌尖端至尖軌中部范圍的軌距構造超限

由于尖軌尖端至尖軌中部6013mm范圍內(nèi)曲尖軌與直尖軌各對應點的軌頂寬度（在頂面下16mm處測量）不同，在兩基本軌固定不動的前提下，直股軌距與曲股軌距自然不能保持一致。若直股軌距為1435mm，則對應曲尖軌軌頭寬5mm、10mm、20mm、35mm、50mm處的直股軌距依次為1435.4mm、1437.8mm、1440.6mm、1442.4mm、1441.5mm，據(jù)實際測量自尖軌尖端1000mm～5000mm范圍內(nèi)，無法同時保持直曲股軌距均達允許誤差范圍。在距尖軌尖端3597mm處，側向軌距達到最大值1443.3mm。圖1列示相同橫距的直、曲尖軌對應點的軌頭寬度。

圖1 直、曲尖軌對應點的軌頭寬度（單位：mm）

1.2 道岔水平不良

影響該型道岔水平變化的主要原因是：

（1）直側兩個方向的過車數(shù)與過車速度差別大，道床沉落變化、枕木面機械磨損，是導致道岔水平不一致、連接部分（導曲線）水平負號的根本原因。尤其是導曲線范圍內(nèi)的接頭部分、越往導曲線的中后部水平差值越大。通常，直股過車多速度高、側股相反，直股道床向下豎向變化快，枕木面機械磨損大，易形成曲上股、外直股墊板切入枕面，直外股枕下空吊、曲上股軌下吊板、岔枕向直外股一側傾斜。尤其在綜合抬道后，道床不穩(wěn)，更會出現(xiàn)一側低，一側高現(xiàn)象。

（2）木岔枕形變形成水平差值。其一是荷載集中作用引起的岔枕向側向“翹頭式船彎”形變，致長岔枕中部低洼，向曲下側翹頭，造成導曲線反超高、內(nèi)直股水平低。越長的岔枕、兩內(nèi)股鋼軌靠得越近部分的岔枕中部所受列車荷載越發(fā)集中，中部道床沉落加劇，岔枕中部向下?lián)锨冃斡岽?，病害越顯著。上述現(xiàn)象在轍叉部分也很突出，轍叉存在自身構造上的不平順，加之心軌尖端部分的壓潰磨損以及叉心部分的不易搗固堅實，致使過車時豎向沖擊力明顯增大，加劇了岔枕中部低洼形成，岔枕“船彎”，使該部水平不良。其二是木岔枕材料屬性引起的撓曲變形。通常岔枕下部較上部含水率高，木材濕脹干縮，形成水平差。

（3）連接部分鋼軌錯開的鋪設形式，使接頭處水平不良。該型道岔連接部分，鋼軌接頭錯開布置，一股鋼軌的接頭對應另一股鋼軌的小腰，接頭處過車動態(tài)沖擊力，道床形變、枕面機械磨損較其它部位快得多、嚴重得多，“低接頭”、“高小腰”、兩鋼軌水平不一致的病害尤為突出。

1.3 導曲線不圓順

造成導曲線不圓順的原因如下：

（1）構造不圓順

曲股基本軌對應導曲線起點及其向后的3283mm范圍存在原始不圓順。如圖2所示，曲基本軌上的導曲線起點至第二彎折點構造上是平直段，第二彎折點后才是圓順段。由于第二彎折點靠后，彎折點前的平直段未出導曲線范圍，平直段與圓順段之間未能實現(xiàn)圓滑過渡,致使導曲線下股起點至第二彎折點前后不易保持圓順。

圖2 曲基本軌對應導曲線的示意圖（單位：mm）

（2）制造不圓順

由于尖軌采用特制斷面、藏尖式結構，轉(zhuǎn)轍部分四股鋼軌均經(jīng)過刨切加工，尤其是曲尖軌與曲基本軌，加工工藝復雜，難以保證質(zhì)量。加之，成組道岔從工廠運至現(xiàn)場，幾經(jīng)裝卸，多有摔彎變形形成硬彎，如不進行矯正就鋪設上線，會造成永久性不圓順病害。

（3）鋪設不圓順

主要是轉(zhuǎn)轍部分的換鋪質(zhì)量差。因搶點換鋪施工匆忙且受工電配合影響，基本軌對位常做不到精確。突出的質(zhì)量問題有：①基本軌相對距離不對；②基本軌軌底不入槽，如圖3所示；③四股鋼軌縱向錯位；④尖軌拉桿安裝不標準；⑤尖軌跟端接頭聯(lián)結不良；⑥尖軌與基本軌間的距離不合適等。

圖3 基本軌軌底不入槽

1.4 尖軌與基本軌不密貼

形成的主要原因有：

（1）尖軌變形或基本軌方向不順直；

（2）兩個轉(zhuǎn)轍機動程不標準或推、拉力不均、不足；

（3）尖軌拉桿與動程不合；

（4）頂鐵過長、過短；

（5）曲基本軌彎折點位置不對或彎折量不當；

（6）道岔爬行，四股鋼軌錯位，各設計對應點不對應；（7）兩基本軌的距離（框架）不標準等。

1.5 聯(lián)結配件部分常見病害

（1）護軌墊板擋肩脫焊。對應轍叉心尖端前后的3塊護軌墊板擋肩下部易脫焊。分析原因：轍叉部位水平軌向不良，過車時產(chǎn)生巨大的橫向拉力；護軌墊片設置不當，單一符合91、48，未充分考慮前后遞減順接，僅該處3塊墊板擋肩過度承受過車橫向拉力，受力不均；護軌輪緣槽寬度不標準、護軌磨耗嚴重，增大過車橫向拉力。

（2）扣件螺栓銹蝕。該型道岔扣件螺栓容易銹蝕，較線路扣板式扣件螺栓的銹蝕速度快一倍以上，其中分開式剛性可調(diào)扣件的立螺栓尤為突出。這主要由于扣件頂面存水及臟物所致。

2 常見病害的整治

在查清病害原因的基礎上，采取適當方法整治道岔病害，是提高道岔維修養(yǎng)護效果的重要保證?，F(xiàn)就該型道岔幾種常見病害的整修方法及加強措施做一簡要介紹。

2.1 高低水平的整治

“低接頭”、“高小腰”、“導曲線反超高”和“叉心沉落”是該型道岔高低水平不良的突出表現(xiàn)。整修的順序與方法是：

（1）清篩不潔道床與枕盒，抽換失效或翻轉(zhuǎn)“船彎”岔枕，同時調(diào)直或更換變形墊板、失效膠墊與接頭夾板。

（2）起道順坡，消除道岔水平及前后高低不順。

（3）抬平四股鋼軌。采取“分段起道、一起抬平”的方法，一般按先轉(zhuǎn)轍、再連接、后轍叉的順序分三段起道。重點是掌握四股鋼軌一起抬平的原則，起外直股時，將壓機放在導曲線上股，帶起中間的鋼軌和枕木；起內(nèi)直股時，將壓機放在導曲線下股，四股一起量水平，兼顧看高低，根據(jù)水平情況在內(nèi)直股打撬塞，或在外曲股同時打撬塞。特殊情況按上述做法不能滿足靜態(tài)要求時，要根據(jù)前后高低和水平的不同情況，將壓機放在適當位置。如：為防止短軌拱腰，采取“遠搭壓機、近打撬塞”的方法，即把壓機放在距鋼軌接頭遠一些，撬塞打在鋼軌接頭處。起導曲線水平時，壓機放在導曲線下股鋼軌接頭，道尺放在鋼軌小腰處量水平，達到既起平接頭又防止導曲線反超高的目的。

（4）加強搗固。搗固是做好前后高低和水平的關鍵環(huán)節(jié)，也是能否持久保持整修質(zhì)量的重要控制點。一般掌握“兩重兩輕”的原則，切實保證搗固質(zhì)量?！皟芍亍奔粗負v接頭（包括轍叉四角），重搗長岔枕中部；“兩輕”即輕搗鋼軌小腰，輕搗長岔枕兩端。在搗固作業(yè)的順序上，輕搗部位宜先搗；重搗部位宜后搗。如果是手工搗固，尚需搞好人員搭配。

（5）綜合整治接頭病害。一般來說，接頭狀態(tài)好，高低水平才有保障。為此，需舍得花費功力，切實提高接頭整修質(zhì)量。宜采取的方法是：

①更換硬質(zhì)道砟、粒徑級配好的道砟、提高密實度，減小下沉量。同時更換接頭鐵墊板下、更換叉心下破損通長膠板（叉心部分易成組更換），以增彈減振。

②調(diào)整接頭鋼軌橫向錯牙，改善軌距遞變率。

③磨平軌面。對接頭掉塊軌、嚴重低頭軌要組織更換，對鞍形磨耗軌、軌端肥邊要組織打磨，同時強化接頭聯(lián)結，保持整體穩(wěn)定。

（6）撥改道岔方向。有方向必有高低。道岔方向不良、特別是鋼軌硬彎對高低水平有較大影響。結合高低水平的整治，應同時撥改道岔方向?？刹扇　按髲潛?、小彎改、硬彎直”的辦法，保持方向順直，鞏固起搗質(zhì)量。

此外，為防止出現(xiàn)水平“三角坑”，避免該型道岔及其前后銜接的設備范圍內(nèi)的晃車現(xiàn)象，在整修道岔高低水平時，還應該根據(jù)具體情況正確選擇水平標準股。

2.2 方向、軌距的整治

（1）尖軌尖端至尖中軌距的調(diào)整

該型道岔尖軌尖端至尖軌中部的軌距存在著構造超限。為保持該部軌距誤差至最低限度，同時考慮對其前后的軌距方向不致造成較大影響，可對該部軌距作如下調(diào)整：

曲股—尖端軌距+4mm，尖中軌距+1mm，尖軌尖端至尖中范圍內(nèi)允許保持軌距“+”號，并由大到小均勻遞減，遞減率可放寬至1.5‰。

直股—尖軌前1/4處－2mm，尖中0mm～－1mm，尖軌尖端至尖中范圍內(nèi)允許保持軌距“－”號，并由尖軌前1/4處向兩側均勻遞加，個別點可保留負偏差。

但必須保持兩基本軌控制距離不變，尖軌拉桿標準長度不變，直股基本軌方向順直，尖軌與基本軌密貼良好，轉(zhuǎn)轍動程符合標準要求。

（2）整治查照間隔超限

①檢修翼軌及護軌輪緣槽寬，如護輪軌槽寬偏大可使用護軌調(diào)整片進行調(diào)整，如護輪軌鼓曲變形或側磨嚴重時，應予更換；如翼軌槽寬因叉心壓潰出現(xiàn)肥邊而偏小時，應予打磨。

②調(diào)改軌距達規(guī)定值。如主護軌方向不良，則應先行撥正。當調(diào)換扣件仍無法滿足調(diào)改軌距的要求時，若余量大于2mm，則移動墊板；若余量小于2mm，便可采取在扣板端部加鐵皮套的方法進行調(diào)整。

③緊固螺栓、扣件、回檢整細。

（3）調(diào)整導曲線圓度

①撥改直股方向保持順直。

②整治道岔爬行，均勻、調(diào)整軌縫，保持四股鋼軌縱橫位置正確。

③重新標定導曲線起終點及各支距點的正確位置。

④檢查曲股尖軌頂鐵是否抗勁，如抗勁應予調(diào)換或整修至標準長度。

⑤當?shù)啦黹_通曲股時，檢查密貼狀況，如密貼不良或拉桿的拉力過大，應予調(diào)整。

⑥矯直硬彎鋼軌，打磨鋼軌肥邊。

⑦按標準支距，逐一量改各支距點達標準要求，并調(diào)改曲股軌距。

2.3 調(diào)整尖軌與基本軌密貼不良

當尖軌尖端至基本軌刨切起點范圍內(nèi)的尖軌與基本軌軌頭的貼合面下部接觸時，即處于密貼狀態(tài)。而此時，其貼合面的上口仍有1mm左右的縫隙。因此，檢查該型道岔密貼情況應特制1mm厚塞尺，自尖軌尖端至基本軌刨切起點范圍分前中后三點檢測（前后兩點與檢查動程處對應），兩尺塞不進，即為密貼良好；有兩尺塞入，即為密貼不良。當發(fā)現(xiàn)尖軌與基本軌密貼不良時應立即進行調(diào)整。調(diào)整的辦法是：

（1）拉方道岔，撥直直股方向。

（2）測量調(diào)改兩基本軌控制點間的距離，第一拉桿處為1441mm，第二拉桿1467mm，第三拉桿處為1499mm，尖軌跟端處為1642mm，曲基本軌第二彎點處為1506mm。

（3）調(diào)整拉桿至標準長度。從前向后，拉桿的標準長度依次為963mm、1012mm、1084mm，如有差誤，可采取加墊或磨削的方法進行調(diào)整。

（4）檢查頂鐵尺寸，同時查看有無頂抗尖軌現(xiàn)象，如頂鐵長度不標準應進行調(diào)整或換修。頂鐵的標準長度依次為53mm、78mm、106mm。

（5）檢查曲基本軌彎折量，用2m弦量，第一彎折點矢度為5.7mm，第二彎折點矢度為4.1mm，當誤差超過±1mm時，應重新彎折。

（6）調(diào)改轉(zhuǎn)轍動程。第一動程為180mm，第二動程為80mm，同時調(diào)改各部軌距，并進行轉(zhuǎn)轍性能測試，直到工電雙方滿足條件為止。

2.4 聯(lián)結配件的養(yǎng)護與整修

（1）定期進行螺栓與扣件（鐵件）涂油，每年2～3遍。為提高防腐能力，延長涂油周期，最好涂“高效防銹阻滑脂”。結合涂油作業(yè)，調(diào)整聯(lián)結配件，復擰各部螺栓。為防止發(fā)生因螺栓松動脫落而影響道岔扳動的故障，轉(zhuǎn)轍部分橫向螺栓均應采取防脫措施，更換為帶帽的螺栓。其中，護軌橫向螺栓應納入巡檢重點，應經(jīng)常保持緊固。支距墊板中部的立螺栓不宜上緊，其扭矩以60N·m～80N·m為宜，以防折斷。

（2）防治護軌墊板擋肩脫焊的措施

①加強搗固作業(yè)，穩(wěn)定道床基礎，消滅明暗吊板，減輕該部岔枕不均勻沉落。重搗叉心，輕搗護軌，減小車輪對護軌的水平拉力。

②更換護軌墊板下破損塑料襯墊，或改換為同規(guī)格的開發(fā)絲膠墊，以增彈減振。

③調(diào)整護軌槽寬，整修幾何尺寸并經(jīng)常處于良好狀態(tài)。以提高道岔的平順性，改善輪軌關系，減輕列車沖擊力。

④撤除超厚的護軌調(diào)整片（一般不宜超過5mm），保持護軌橫向螺栓經(jīng)常處于緊固狀態(tài)，以消除過車時的水平附加沖擊力。

⑤更換超磨護軌。

（3）支距墊板中部扣件螺栓折損的防治措施

①加強搗固作業(yè)，消滅明暗吊板，保持基礎穩(wěn)定，減輕該部岔枕的不均勻沉落。

②綜合整治與之鄰近的接頭病害，調(diào)整幾何尺寸，重點是保持方向，水平經(jīng)常處于良好狀態(tài)，以減輕列車蛇形運動與搖晃沖擊。

③保持該部扣件安設標準，扣板正、靠、貼，彈簧墊圈彈性良好，螺栓扭矩宜降低至60N·m～80N·m。

④當發(fā)現(xiàn)該部螺栓折斷時，應立即換新?？筛膿Q普通碳素鋼重新制作，以提高強度，防止再斷。

3 效果

通過近幾年來的摸索總結，基本上掌握了60kg/m鋼軌AT12#木枕道岔的病害成因及整治方法,并在現(xiàn)場加以運用，改善了我段寧西線現(xiàn)有該型道岔的設備現(xiàn)狀，提高了設備動靜態(tài)質(zhì)量儲備，大大延長了道岔的維修周期，取得了較好的效果。

責任編輯：許耀元 張建強

來稿日期：2014-07-23