蔡玉萍

【摘 要】 通過(guò)對(duì)以萊鋼集團(tuán)公司為代表的冶金鐵路現(xiàn)狀和接頭病害的系統(tǒng)分析，針對(duì)接頭夾板的特殊要求。分析了萊鋼目前所使用的各種夾板的狀況，并對(duì)缺陷進(jìn)行了綜合分析。確定了冶金企業(yè)夾板需求的方向，并針對(duì)近幾年萊鋼通過(guò)利用修復(fù)、設(shè)計(jì)改進(jìn)的夾板進(jìn)行的分析和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用所取得顯著效果的展示，闡述了萊鋼鐵路在“以科技創(chuàng)新”戰(zhàn)略指導(dǎo)下，依靠?jī)?nèi)部挖潛、自主創(chuàng)新的發(fā)展歷程，同時(shí)也為冶金鐵路的永續(xù)發(fā)展提出了新的課題。

【關(guān)鍵詞】 冶金鐵路鋼軌夾板 需求 現(xiàn)狀 設(shè)計(jì) 構(gòu)想 實(shí)施

1 冶金鐵路狀況及對(duì)夾板的特殊要求

冶金企業(yè)廠礦鐵路是連接原燃料、鋼、鐵、材各工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要運(yùn)輸形式，其平縱斷面設(shè)計(jì)一般都是以鋼鐵生產(chǎn)工藝生產(chǎn)線布置為主體，結(jié)合其所處地理位置和地勢(shì)而修建。特別是像萊鋼由于建設(shè)之初，運(yùn)量少、軸重小、運(yùn)行速度低以及受地形限制，呈現(xiàn)曲線多，道岔多、平交道口多、道岔型號(hào)多、道岔型號(hào)小、曲線半徑小的不利現(xiàn)狀。隨著92年以來(lái)，我廠運(yùn)量大幅增加使列車牽引重量和密度提高、軸重加大，使鐵路線路鋼軌、道岔磨耗加劇、路基道床病害突顯，而鋼軌接頭是用接頭夾板和接頭螺栓將兩根鋼軌連接在一起的。由于存在軌縫λ和夾板抗彎剛度比ξ（夾板抗彎剛度占鋼軌母材抗彎剛度的比例）只有1/4～1/3，車輪通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生劇烈沖擊，鋼軌承受的沖擊力約是無(wú)接頭處鋼軌的2～3倍[1-2]。在速度相同情況下，軸重越大，沖擊力越大，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)破壞力越大。因此，鋼軌接頭是軌道結(jié)構(gòu)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。萊鋼擁有鐵道線路鐵路九十多公里，全部為12.5m或25m鋼軌連接而成的有縫鐵路，有大約15000個(gè)鋼軌接頭。每年在接頭整治方面，要進(jìn)行很多維修作業(yè)。 為適應(yīng)周轉(zhuǎn)頻率高、貨運(yùn)量大的運(yùn)輸需求，保證軌道設(shè)備與運(yùn)輸需求同步發(fā)展，整體提高萊鋼鐵路安全狀態(tài)，就需要從多方面整治鋼軌接頭病害。研究和實(shí)踐表明，夾板的強(qiáng)度、剛度的不足所造成的鋼軌接頭結(jié)構(gòu)上的薄弱，破壞了軌條在縱向的連續(xù)性。當(dāng)車輪壓低鋼軌的送輪端時(shí)，鋼軌的迎輪端有抬高趨勢(shì)，形成臺(tái)階。荷載作用下鋼軌接頭處的擾曲不是連續(xù)曲線，而是折線。軌縫、臺(tái)階、折角同時(shí)出現(xiàn)都將產(chǎn)生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動(dòng)力。

2 萊鋼目前所使用夾板的現(xiàn)狀

萊鋼目前所使用的夾板根據(jù)鐵路情況，大體分為以下3種。

2.1 普通夾板

萊鋼現(xiàn)使用的普通夾板分為普通型和絕緣型。根據(jù)不同的軌型，有P43、P45、P50、P60等型號(hào)。從材質(zhì)方面，根據(jù)取樣分析，目前我廠使用的夾板大部分材質(zhì)為55#鋼軋制品。該型號(hào)鋼材為高強(qiáng)度中碳鋼，經(jīng)處理后有高的表面硬度和強(qiáng)度，但塑性、韌性較差，切削加工性能中等，焊接性、淬透性差，水淬具有形成裂紋的傾向。一般在正火或淬火后使用，用作要求較高的強(qiáng)度和耐磨性或彈性、動(dòng)載荷及沖擊負(fù)荷不大的零件。由于夾板生產(chǎn)廠家熱處理工藝處理參差不齊，個(gè)別夾板在使用中存在斷裂的現(xiàn)象，尤其是冬季較為寒冷，夾板發(fā)生斷裂的頻率增多。

2.2 異型夾板

當(dāng)連接兩根不同型式的鋼軌時(shí)采用異型接頭夾板；目前，我廠線路使用的異型夾板有P43/50、P45/50等型號(hào)。由于兩種鋼軌斷面形狀不同，夾板必須進(jìn)行異型斷面加工。根據(jù)調(diào)查，我廠使用的異型夾板大部分均為通用型改進(jìn)加工，一種是通過(guò)熱壓、將孔距進(jìn)行修補(bǔ)改進(jìn)；另一種則是利用通用型進(jìn)行刨切加工，其中P45/50型大多為此種工藝加工。以上兩種加工方式，都在原有夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然加工后外形基本上滿足了鋼軌密貼要求，但是在加工過(guò)程中，對(duì)原有的夾板進(jìn)行了外力加工和機(jī)械加工，使部分?jǐn)嗝嫣幃a(chǎn)生了組織的破壞和應(yīng)力集中，在使用中容易發(fā)生斷裂。而對(duì)于孔加工中，采用的焊補(bǔ)再加工，使夾板的脆性增加，也容易產(chǎn)生裂紋。

2.3 加強(qiáng)型減振夾板

鋼軌減振接頭夾板的結(jié)構(gòu)及減振作用原理是將每根鋼軌聯(lián)結(jié)在一起的接頭聯(lián)接件，它不直接受到輪載的壓力。它不但起到鋼軌的聯(lián)結(jié)作用，而且另一個(gè)更大的作用是在鋼軌聯(lián)接處軌頭區(qū)域外側(cè)直接接受車輪的壓力，與鋼軌同時(shí)接受輪載力。減振夾板安裝在鋼軌的外側(cè)，其結(jié)構(gòu)型式是在原夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改進(jìn)和加強(qiáng)，增加了能夠承受輪載的部分。這一部分在軌縫處起到了“橋梁”作用，當(dāng)車輪在通過(guò)軌縫處時(shí)，車輪的外部踏面軋?jiān)谕鈧?cè)的夾板上通過(guò)。

3 對(duì)夾板設(shè)計(jì)構(gòu)想及實(shí)施

根據(jù)萊鋼現(xiàn)有的鐵路結(jié)構(gòu)和近幾年對(duì)夾板研究攻關(guān)，目前我們從夾板的修復(fù)、研制等方面做了一些工作，具體的思路為：對(duì)原有的部分夾板進(jìn)行修復(fù)使用，同時(shí)針對(duì)特殊的線路要求，從進(jìn)一步提高夾板的強(qiáng)度、耐磨性、多樣性入手，自行設(shè)計(jì)加工抗沖擊、可修復(fù)性加強(qiáng)型減振組合夾板，以提高線路的安全性。

3.1 夾板的修復(fù)

自2011年以來(lái)，運(yùn)輸部針對(duì)P60型加強(qiáng)型減振夾板進(jìn)行了修復(fù)攻關(guān)，通過(guò)設(shè)計(jì)制作減振夾板修復(fù)工裝，完善修復(fù)工藝，有效解決了減振夾板磨損后報(bào)廢的窘境；探索實(shí)施夾板修復(fù)與鋼軌低塌接頭綜合治理工藝，采用較為經(jīng)濟(jì)的J606焊條，對(duì)夾板焊接尺寸0.5mm——1mm預(yù)留量，通過(guò)機(jī)車車輪碾壓，其內(nèi)部組織變細(xì)密，表面強(qiáng)度更高；通過(guò)查閱、計(jì)算機(jī)車輪對(duì)踏面斜度，和車輪經(jīng)過(guò)鋼軌的接觸位置，將減振夾板高度外側(cè)尺寸要高于鋼軌1mm，并根據(jù)鋼軌的磨耗情況進(jìn)行各種匹配尺寸的夾板修磨。

3.2 加強(qiáng)型減振夾板設(shè)計(jì)加工

對(duì)鋼軌斷面形狀進(jìn)行分析，利用鋼軌軌頂下底坡和軌底上低坡作為接觸承壓面，利用軌頭側(cè)面密貼設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)，利用廢鋼軌通過(guò)刨切、修磨等措施，自行設(shè)計(jì)加工出了出了新的替代品。該自制夾板強(qiáng)度高、耐磨性好，磨損后使用鋼軌焊條焊補(bǔ)，可多次循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)近一年的安裝使用，效果明顯優(yōu)于市場(chǎng)上同等功能的外購(gòu)成品。目前，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到P50、P60型兩種鋼軌減振夾板的加工，今后有望在所有線路盡頭推廣（圖1）。

3.3 異型加強(qiáng)型減振夾板組合

萊鋼編組區(qū)2股鐵道線路，有一段線路鋼軌是P45和P50兩種鋼軌共線，采用了購(gòu)買的異型夾板，在使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)斷裂。為此根據(jù)減振夾板的原理，設(shè)計(jì)制作了異型加強(qiáng)型減振組合，該夾板由于應(yīng)用于異型鋼軌，而且受鋼軌內(nèi)側(cè)受機(jī)車輪緣的影響，必須設(shè)計(jì)內(nèi)外配套的組合式夾板，外側(cè)夾板為加強(qiáng)減振結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)夾板為加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。夾板同樣采用鋼軌刨切加工，由于兩側(cè)夾板都具有加強(qiáng)作用，且外側(cè)夾板具有獨(dú)特的減振設(shè)計(jì)，夾板的強(qiáng)度、使用壽命明顯提高。endprint

【摘 要】 通過(guò)對(duì)以萊鋼集團(tuán)公司為代表的冶金鐵路現(xiàn)狀和接頭病害的系統(tǒng)分析，針對(duì)接頭夾板的特殊要求。分析了萊鋼目前所使用的各種夾板的狀況，并對(duì)缺陷進(jìn)行了綜合分析。確定了冶金企業(yè)夾板需求的方向，并針對(duì)近幾年萊鋼通過(guò)利用修復(fù)、設(shè)計(jì)改進(jìn)的夾板進(jìn)行的分析和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用所取得顯著效果的展示，闡述了萊鋼鐵路在“以科技創(chuàng)新”戰(zhàn)略指導(dǎo)下，依靠?jī)?nèi)部挖潛、自主創(chuàng)新的發(fā)展歷程，同時(shí)也為冶金鐵路的永續(xù)發(fā)展提出了新的課題。

【關(guān)鍵詞】 冶金鐵路鋼軌夾板 需求 現(xiàn)狀 設(shè)計(jì) 構(gòu)想 實(shí)施

1 冶金鐵路狀況及對(duì)夾板的特殊要求

冶金企業(yè)廠礦鐵路是連接原燃料、鋼、鐵、材各工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要運(yùn)輸形式，其平縱斷面設(shè)計(jì)一般都是以鋼鐵生產(chǎn)工藝生產(chǎn)線布置為主體，結(jié)合其所處地理位置和地勢(shì)而修建。特別是像萊鋼由于建設(shè)之初，運(yùn)量少、軸重小、運(yùn)行速度低以及受地形限制，呈現(xiàn)曲線多，道岔多、平交道口多、道岔型號(hào)多、道岔型號(hào)小、曲線半徑小的不利現(xiàn)狀。隨著92年以來(lái)，我廠運(yùn)量大幅增加使列車牽引重量和密度提高、軸重加大，使鐵路線路鋼軌、道岔磨耗加劇、路基道床病害突顯，而鋼軌接頭是用接頭夾板和接頭螺栓將兩根鋼軌連接在一起的。由于存在軌縫λ和夾板抗彎剛度比ξ（夾板抗彎剛度占鋼軌母材抗彎剛度的比例）只有1/4～1/3，車輪通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生劇烈沖擊，鋼軌承受的沖擊力約是無(wú)接頭處鋼軌的2～3倍[1-2]。在速度相同情況下，軸重越大，沖擊力越大，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)破壞力越大。因此，鋼軌接頭是軌道結(jié)構(gòu)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。萊鋼擁有鐵道線路鐵路九十多公里，全部為12.5m或25m鋼軌連接而成的有縫鐵路，有大約15000個(gè)鋼軌接頭。每年在接頭整治方面，要進(jìn)行很多維修作業(yè)。 為適應(yīng)周轉(zhuǎn)頻率高、貨運(yùn)量大的運(yùn)輸需求，保證軌道設(shè)備與運(yùn)輸需求同步發(fā)展，整體提高萊鋼鐵路安全狀態(tài)，就需要從多方面整治鋼軌接頭病害。研究和實(shí)踐表明，夾板的強(qiáng)度、剛度的不足所造成的鋼軌接頭結(jié)構(gòu)上的薄弱，破壞了軌條在縱向的連續(xù)性。當(dāng)車輪壓低鋼軌的送輪端時(shí)，鋼軌的迎輪端有抬高趨勢(shì)，形成臺(tái)階。荷載作用下鋼軌接頭處的擾曲不是連續(xù)曲線，而是折線。軌縫、臺(tái)階、折角同時(shí)出現(xiàn)都將產(chǎn)生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動(dòng)力。

2 萊鋼目前所使用夾板的現(xiàn)狀

萊鋼目前所使用的夾板根據(jù)鐵路情況，大體分為以下3種。

2.1 普通夾板

萊鋼現(xiàn)使用的普通夾板分為普通型和絕緣型。根據(jù)不同的軌型，有P43、P45、P50、P60等型號(hào)。從材質(zhì)方面，根據(jù)取樣分析，目前我廠使用的夾板大部分材質(zhì)為55#鋼軋制品。該型號(hào)鋼材為高強(qiáng)度中碳鋼，經(jīng)處理后有高的表面硬度和強(qiáng)度，但塑性、韌性較差，切削加工性能中等，焊接性、淬透性差，水淬具有形成裂紋的傾向。一般在正火或淬火后使用，用作要求較高的強(qiáng)度和耐磨性或彈性、動(dòng)載荷及沖擊負(fù)荷不大的零件。由于夾板生產(chǎn)廠家熱處理工藝處理參差不齊，個(gè)別夾板在使用中存在斷裂的現(xiàn)象，尤其是冬季較為寒冷，夾板發(fā)生斷裂的頻率增多。

2.2 異型夾板

當(dāng)連接兩根不同型式的鋼軌時(shí)采用異型接頭夾板；目前，我廠線路使用的異型夾板有P43/50、P45/50等型號(hào)。由于兩種鋼軌斷面形狀不同，夾板必須進(jìn)行異型斷面加工。根據(jù)調(diào)查，我廠使用的異型夾板大部分均為通用型改進(jìn)加工，一種是通過(guò)熱壓、將孔距進(jìn)行修補(bǔ)改進(jìn)；另一種則是利用通用型進(jìn)行刨切加工，其中P45/50型大多為此種工藝加工。以上兩種加工方式，都在原有夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然加工后外形基本上滿足了鋼軌密貼要求，但是在加工過(guò)程中，對(duì)原有的夾板進(jìn)行了外力加工和機(jī)械加工，使部分?jǐn)嗝嫣幃a(chǎn)生了組織的破壞和應(yīng)力集中，在使用中容易發(fā)生斷裂。而對(duì)于孔加工中，采用的焊補(bǔ)再加工，使夾板的脆性增加，也容易產(chǎn)生裂紋。

2.3 加強(qiáng)型減振夾板

鋼軌減振接頭夾板的結(jié)構(gòu)及減振作用原理是將每根鋼軌聯(lián)結(jié)在一起的接頭聯(lián)接件，它不直接受到輪載的壓力。它不但起到鋼軌的聯(lián)結(jié)作用，而且另一個(gè)更大的作用是在鋼軌聯(lián)接處軌頭區(qū)域外側(cè)直接接受車輪的壓力，與鋼軌同時(shí)接受輪載力。減振夾板安裝在鋼軌的外側(cè)，其結(jié)構(gòu)型式是在原夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改進(jìn)和加強(qiáng)，增加了能夠承受輪載的部分。這一部分在軌縫處起到了“橋梁”作用，當(dāng)車輪在通過(guò)軌縫處時(shí)，車輪的外部踏面軋?jiān)谕鈧?cè)的夾板上通過(guò)。

3 對(duì)夾板設(shè)計(jì)構(gòu)想及實(shí)施

根據(jù)萊鋼現(xiàn)有的鐵路結(jié)構(gòu)和近幾年對(duì)夾板研究攻關(guān)，目前我們從夾板的修復(fù)、研制等方面做了一些工作，具體的思路為：對(duì)原有的部分夾板進(jìn)行修復(fù)使用，同時(shí)針對(duì)特殊的線路要求，從進(jìn)一步提高夾板的強(qiáng)度、耐磨性、多樣性入手，自行設(shè)計(jì)加工抗沖擊、可修復(fù)性加強(qiáng)型減振組合夾板，以提高線路的安全性。

3.1 夾板的修復(fù)

自2011年以來(lái)，運(yùn)輸部針對(duì)P60型加強(qiáng)型減振夾板進(jìn)行了修復(fù)攻關(guān)，通過(guò)設(shè)計(jì)制作減振夾板修復(fù)工裝，完善修復(fù)工藝，有效解決了減振夾板磨損后報(bào)廢的窘境；探索實(shí)施夾板修復(fù)與鋼軌低塌接頭綜合治理工藝，采用較為經(jīng)濟(jì)的J606焊條，對(duì)夾板焊接尺寸0.5mm——1mm預(yù)留量，通過(guò)機(jī)車車輪碾壓，其內(nèi)部組織變細(xì)密，表面強(qiáng)度更高；通過(guò)查閱、計(jì)算機(jī)車輪對(duì)踏面斜度，和車輪經(jīng)過(guò)鋼軌的接觸位置，將減振夾板高度外側(cè)尺寸要高于鋼軌1mm，并根據(jù)鋼軌的磨耗情況進(jìn)行各種匹配尺寸的夾板修磨。

3.2 加強(qiáng)型減振夾板設(shè)計(jì)加工

對(duì)鋼軌斷面形狀進(jìn)行分析，利用鋼軌軌頂下底坡和軌底上低坡作為接觸承壓面，利用軌頭側(cè)面密貼設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)，利用廢鋼軌通過(guò)刨切、修磨等措施，自行設(shè)計(jì)加工出了出了新的替代品。該自制夾板強(qiáng)度高、耐磨性好，磨損后使用鋼軌焊條焊補(bǔ)，可多次循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)近一年的安裝使用，效果明顯優(yōu)于市場(chǎng)上同等功能的外購(gòu)成品。目前，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到P50、P60型兩種鋼軌減振夾板的加工，今后有望在所有線路盡頭推廣（圖1）。

3.3 異型加強(qiáng)型減振夾板組合

萊鋼編組區(qū)2股鐵道線路，有一段線路鋼軌是P45和P50兩種鋼軌共線，采用了購(gòu)買的異型夾板，在使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)斷裂。為此根據(jù)減振夾板的原理，設(shè)計(jì)制作了異型加強(qiáng)型減振組合，該夾板由于應(yīng)用于異型鋼軌，而且受鋼軌內(nèi)側(cè)受機(jī)車輪緣的影響，必須設(shè)計(jì)內(nèi)外配套的組合式夾板，外側(cè)夾板為加強(qiáng)減振結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)夾板為加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。夾板同樣采用鋼軌刨切加工，由于兩側(cè)夾板都具有加強(qiáng)作用，且外側(cè)夾板具有獨(dú)特的減振設(shè)計(jì)，夾板的強(qiáng)度、使用壽命明顯提高。endprint

【摘 要】 通過(guò)對(duì)以萊鋼集團(tuán)公司為代表的冶金鐵路現(xiàn)狀和接頭病害的系統(tǒng)分析，針對(duì)接頭夾板的特殊要求。分析了萊鋼目前所使用的各種夾板的狀況，并對(duì)缺陷進(jìn)行了綜合分析。確定了冶金企業(yè)夾板需求的方向，并針對(duì)近幾年萊鋼通過(guò)利用修復(fù)、設(shè)計(jì)改進(jìn)的夾板進(jìn)行的分析和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用所取得顯著效果的展示，闡述了萊鋼鐵路在“以科技創(chuàng)新”戰(zhàn)略指導(dǎo)下，依靠?jī)?nèi)部挖潛、自主創(chuàng)新的發(fā)展歷程，同時(shí)也為冶金鐵路的永續(xù)發(fā)展提出了新的課題。

【關(guān)鍵詞】 冶金鐵路鋼軌夾板 需求 現(xiàn)狀 設(shè)計(jì) 構(gòu)想 實(shí)施

1 冶金鐵路狀況及對(duì)夾板的特殊要求

冶金企業(yè)廠礦鐵路是連接原燃料、鋼、鐵、材各工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要運(yùn)輸形式，其平縱斷面設(shè)計(jì)一般都是以鋼鐵生產(chǎn)工藝生產(chǎn)線布置為主體，結(jié)合其所處地理位置和地勢(shì)而修建。特別是像萊鋼由于建設(shè)之初，運(yùn)量少、軸重小、運(yùn)行速度低以及受地形限制，呈現(xiàn)曲線多，道岔多、平交道口多、道岔型號(hào)多、道岔型號(hào)小、曲線半徑小的不利現(xiàn)狀。隨著92年以來(lái)，我廠運(yùn)量大幅增加使列車牽引重量和密度提高、軸重加大，使鐵路線路鋼軌、道岔磨耗加劇、路基道床病害突顯，而鋼軌接頭是用接頭夾板和接頭螺栓將兩根鋼軌連接在一起的。由于存在軌縫λ和夾板抗彎剛度比ξ（夾板抗彎剛度占鋼軌母材抗彎剛度的比例）只有1/4～1/3，車輪通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生劇烈沖擊，鋼軌承受的沖擊力約是無(wú)接頭處鋼軌的2～3倍[1-2]。在速度相同情況下，軸重越大，沖擊力越大，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)破壞力越大。因此，鋼軌接頭是軌道結(jié)構(gòu)的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。萊鋼擁有鐵道線路鐵路九十多公里，全部為12.5m或25m鋼軌連接而成的有縫鐵路，有大約15000個(gè)鋼軌接頭。每年在接頭整治方面，要進(jìn)行很多維修作業(yè)。 為適應(yīng)周轉(zhuǎn)頻率高、貨運(yùn)量大的運(yùn)輸需求，保證軌道設(shè)備與運(yùn)輸需求同步發(fā)展，整體提高萊鋼鐵路安全狀態(tài)，就需要從多方面整治鋼軌接頭病害。研究和實(shí)踐表明，夾板的強(qiáng)度、剛度的不足所造成的鋼軌接頭結(jié)構(gòu)上的薄弱，破壞了軌條在縱向的連續(xù)性。當(dāng)車輪壓低鋼軌的送輪端時(shí)，鋼軌的迎輪端有抬高趨勢(shì)，形成臺(tái)階。荷載作用下鋼軌接頭處的擾曲不是連續(xù)曲線，而是折線。軌縫、臺(tái)階、折角同時(shí)出現(xiàn)都將產(chǎn)生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動(dòng)力。

2 萊鋼目前所使用夾板的現(xiàn)狀

萊鋼目前所使用的夾板根據(jù)鐵路情況，大體分為以下3種。

2.1 普通夾板

萊鋼現(xiàn)使用的普通夾板分為普通型和絕緣型。根據(jù)不同的軌型，有P43、P45、P50、P60等型號(hào)。從材質(zhì)方面，根據(jù)取樣分析，目前我廠使用的夾板大部分材質(zhì)為55#鋼軋制品。該型號(hào)鋼材為高強(qiáng)度中碳鋼，經(jīng)處理后有高的表面硬度和強(qiáng)度，但塑性、韌性較差，切削加工性能中等，焊接性、淬透性差，水淬具有形成裂紋的傾向。一般在正火或淬火后使用，用作要求較高的強(qiáng)度和耐磨性或彈性、動(dòng)載荷及沖擊負(fù)荷不大的零件。由于夾板生產(chǎn)廠家熱處理工藝處理參差不齊，個(gè)別夾板在使用中存在斷裂的現(xiàn)象，尤其是冬季較為寒冷，夾板發(fā)生斷裂的頻率增多。

2.2 異型夾板

當(dāng)連接兩根不同型式的鋼軌時(shí)采用異型接頭夾板；目前，我廠線路使用的異型夾板有P43/50、P45/50等型號(hào)。由于兩種鋼軌斷面形狀不同，夾板必須進(jìn)行異型斷面加工。根據(jù)調(diào)查，我廠使用的異型夾板大部分均為通用型改進(jìn)加工，一種是通過(guò)熱壓、將孔距進(jìn)行修補(bǔ)改進(jìn)；另一種則是利用通用型進(jìn)行刨切加工，其中P45/50型大多為此種工藝加工。以上兩種加工方式，都在原有夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然加工后外形基本上滿足了鋼軌密貼要求，但是在加工過(guò)程中，對(duì)原有的夾板進(jìn)行了外力加工和機(jī)械加工，使部分?jǐn)嗝嫣幃a(chǎn)生了組織的破壞和應(yīng)力集中，在使用中容易發(fā)生斷裂。而對(duì)于孔加工中，采用的焊補(bǔ)再加工，使夾板的脆性增加，也容易產(chǎn)生裂紋。

2.3 加強(qiáng)型減振夾板

鋼軌減振接頭夾板的結(jié)構(gòu)及減振作用原理是將每根鋼軌聯(lián)結(jié)在一起的接頭聯(lián)接件，它不直接受到輪載的壓力。它不但起到鋼軌的聯(lián)結(jié)作用，而且另一個(gè)更大的作用是在鋼軌聯(lián)接處軌頭區(qū)域外側(cè)直接接受車輪的壓力，與鋼軌同時(shí)接受輪載力。減振夾板安裝在鋼軌的外側(cè)，其結(jié)構(gòu)型式是在原夾板的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部改進(jìn)和加強(qiáng)，增加了能夠承受輪載的部分。這一部分在軌縫處起到了“橋梁”作用，當(dāng)車輪在通過(guò)軌縫處時(shí)，車輪的外部踏面軋?jiān)谕鈧?cè)的夾板上通過(guò)。

3 對(duì)夾板設(shè)計(jì)構(gòu)想及實(shí)施

根據(jù)萊鋼現(xiàn)有的鐵路結(jié)構(gòu)和近幾年對(duì)夾板研究攻關(guān)，目前我們從夾板的修復(fù)、研制等方面做了一些工作，具體的思路為：對(duì)原有的部分夾板進(jìn)行修復(fù)使用，同時(shí)針對(duì)特殊的線路要求，從進(jìn)一步提高夾板的強(qiáng)度、耐磨性、多樣性入手，自行設(shè)計(jì)加工抗沖擊、可修復(fù)性加強(qiáng)型減振組合夾板，以提高線路的安全性。

3.1 夾板的修復(fù)

自2011年以來(lái)，運(yùn)輸部針對(duì)P60型加強(qiáng)型減振夾板進(jìn)行了修復(fù)攻關(guān)，通過(guò)設(shè)計(jì)制作減振夾板修復(fù)工裝，完善修復(fù)工藝，有效解決了減振夾板磨損后報(bào)廢的窘境；探索實(shí)施夾板修復(fù)與鋼軌低塌接頭綜合治理工藝，采用較為經(jīng)濟(jì)的J606焊條，對(duì)夾板焊接尺寸0.5mm——1mm預(yù)留量，通過(guò)機(jī)車車輪碾壓，其內(nèi)部組織變細(xì)密，表面強(qiáng)度更高；通過(guò)查閱、計(jì)算機(jī)車輪對(duì)踏面斜度，和車輪經(jīng)過(guò)鋼軌的接觸位置，將減振夾板高度外側(cè)尺寸要高于鋼軌1mm，并根據(jù)鋼軌的磨耗情況進(jìn)行各種匹配尺寸的夾板修磨。

3.2 加強(qiáng)型減振夾板設(shè)計(jì)加工

對(duì)鋼軌斷面形狀進(jìn)行分析，利用鋼軌軌頂下底坡和軌底上低坡作為接觸承壓面，利用軌頭側(cè)面密貼設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)，利用廢鋼軌通過(guò)刨切、修磨等措施，自行設(shè)計(jì)加工出了出了新的替代品。該自制夾板強(qiáng)度高、耐磨性好，磨損后使用鋼軌焊條焊補(bǔ)，可多次循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)近一年的安裝使用，效果明顯優(yōu)于市場(chǎng)上同等功能的外購(gòu)成品。目前，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到P50、P60型兩種鋼軌減振夾板的加工，今后有望在所有線路盡頭推廣（圖1）。

3.3 異型加強(qiáng)型減振夾板組合

萊鋼編組區(qū)2股鐵道線路，有一段線路鋼軌是P45和P50兩種鋼軌共線，采用了購(gòu)買的異型夾板，在使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)斷裂。為此根據(jù)減振夾板的原理，設(shè)計(jì)制作了異型加強(qiáng)型減振組合，該夾板由于應(yīng)用于異型鋼軌，而且受鋼軌內(nèi)側(cè)受機(jī)車輪緣的影響，必須設(shè)計(jì)內(nèi)外配套的組合式夾板，外側(cè)夾板為加強(qiáng)減振結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)夾板為加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。夾板同樣采用鋼軌刨切加工，由于兩側(cè)夾板都具有加強(qiáng)作用，且外側(cè)夾板具有獨(dú)特的減振設(shè)計(jì)，夾板的強(qiáng)度、使用壽命明顯提高。endprint