張智紅ZHANG Zhi-hong

（陜西陜煤黃陵礦業(yè)鐵路運輸公司，黃陵727307）

1 鐵路線路接頭病害的類型

鋼軌接頭是鐵路線路的三大薄弱環(huán)節(jié)之一。由于鋼軌接頭處軌面的不連續(xù)性和不平順性，列車在該處運行的平穩(wěn)性降低，列車對接頭處的有害沖擊遠大于其他地段，因而是線路病害的多發(fā)區(qū)。常見的線路接頭病害有：低接頭、鋼軌接頭處不均勻磨耗、軌端掉塊、壓潰、擦傷、軌縫設置不合理、鋼軌接頭錯牙、接頭養(yǎng)護質(zhì)量不高、接頭枕失效、接頭道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥等類型，其危害以及在線路上出現(xiàn)的頻度見表1。

2 鐵路線路接頭病害的成因分析

2.1 低接頭 低接頭是鋼軌接頭常見的一種病害，是接頭處的軌端頂面壓傷或軌端彎曲造成凹陷的現(xiàn)象。由于普通線路接頭的存在，使得鋼軌在接頭處具有不連續(xù)性，列車通過鋼軌接頭處，當車輪壓低鋼軌的送輪端時，鋼軌的迎輪端有抬高趨勢，形成臺階。在荷載作用下，鋼軌接頭處的擾曲不是連續(xù)曲線，而是折線。軌縫和臺階的出現(xiàn)都將產(chǎn)生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動力。軌縫愈大，臺階愈大，輪軌之間的沖擊力愈大，從而導致道床坍塌，加劇接頭低陷，使接頭夾板疲勞并產(chǎn)生裂紋的周期縮短，影響機車車輛使用壽命，對行車安全構(gòu)成威脅。低接頭病害常發(fā)生在搗固不良的接頭地段，尤其是曲線下股最為常見。

2.2 鋼軌接頭處不均勻磨耗、軌端掉塊、壓潰、擦傷等病害 由于鋼軌接頭處輪軌沖擊力大，軌端淬火層長時間受沖擊力作用會剝落掉塊、軌頭會出現(xiàn)壓潰，馬鞍形磨耗，軌端飛邊等病害，另外列車制動時，車輪在軌面上產(chǎn)生有害滑動，軌面會出現(xiàn)擦傷現(xiàn)象，這些病害的出現(xiàn)，又增加了接頭處線路的不平順性，使機車車輛對接頭的沖擊力增大，線路變形加劇，并導致接頭病害的進一步發(fā)展。

表1 鐵路線路常見接頭病害類型

2.3 接頭軌縫設置不合理 更換鋼軌或調(diào)整軌縫施工時，未按預留軌縫值公式計算軌縫預留量并嚴格加以控制，致使軌縫預留值過大或過小。接頭軌縫過大，會增加線路的不平順性，造成列車車輪對接頭的沖擊力加大，會進一部加快各類接頭病害的惡化速度。在冬季嚴寒氣候條件下，鋼軌因溫度降低，長度縮短，軌縫進一步增大，一旦出現(xiàn)夾板和夾板螺栓傷損需要更換時，會因軌縫過大，穿不上螺栓而導致接頭無法正常連接，嚴重危及行車安全。因而大軌縫對線路的破壞力極大，在線路鋪設或換軌時一定要避免。然而接頭軌縫預留值過小或出現(xiàn)瞎縫對線路同樣是有害的。在氣溫升高，尤其是夏季高溫時段，在接頭連續(xù)小軌縫或瞎縫而扣壓力又不足的地段，因軌溫升高，鋼軌伸長，接頭軌縫擠死，線路出現(xiàn)許多碎彎，會導致方向不良，線路晃車，而鋼軌的內(nèi)部又存在著極大的壓應力，此時道床的橫向阻力減弱，在過往列車動載荷的作用下，極易發(fā)生脹軌跑道現(xiàn)象，嚴重危及行車安全。

2.4 鋼軌接頭錯牙 鋼軌接頭錯牙是接頭常見的病害之一，是接頭處兩根鋼軌的軌面上下錯開或左右錯開的現(xiàn)象。軌面上的錯牙會導致車輪踏面對接頭的沖擊增強，鋼軌接頭左右錯牙會導致車輪輪緣對接頭的沖擊加大，使鋼軌的使用壽命縮短，誘發(fā)接頭病害，并使列車運行的平穩(wěn)性降低，錯牙過大會有導致列車出軌的危險。

2.5 接頭養(yǎng)護質(zhì)量不高 鋼軌受列車車輪的碾壓揉搓，以及晝夜溫差和四季溫差的綜合作用，線路會發(fā)生爬行，外加鋼軌接頭處較大的沖擊力作用，鋼軌接頭線路容易出現(xiàn)扣壓力降低、軌枕歪斜、夾板螺栓松動、接頭軌縫變化大、夾板裂紋、大膠墊和尼龍座失效、接頭坍砟、暗坑、吊板、道床橫向阻力和縱向阻力降低，道床穩(wěn)定性下降，方向跑偏、水平和高低不良，線路變形增加，軌道狀況惡化。如果在這些病害發(fā)展的初期，不及時采取措施對接頭線路加強養(yǎng)護維修，會使接頭病害進一步發(fā)展，形成惡性循環(huán)，線路后期的養(yǎng)護更加困難，并嚴重危及行車安全。

2.6 接頭枕失效 鋼軌接頭處線路經(jīng)列車碾壓沖擊后，接頭軌枕下面的道砟虛實不一，往往因接頭道砟搗固不及時，軌枕下面道砟軟硬不一，受到列車沖擊后，軌枕受力不均，混凝土枕在承軌槽處容易被壓斷，導致軌枕過早地失效，致使軌枕對鋼軌的支墊減震作用減弱。另外，當混凝土軌枕擋肩失效，扣件無法鎖死鋼軌，軌距會變大，列車對鋼軌的橫向沖擊力也會跟著增大，在列車動載荷的作用下容易誘發(fā)新的病害，使接頭病害進一步惡化。由于接頭軌枕的工作環(huán)境惡劣，受力情況復雜，所受沖擊載荷大，接頭處軌枕的使用壽命短，接頭軌枕的失效情況也遠高于其他地段的軌枕失效情況。

2.7 接頭道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥 鐵路線路隨著運營時間的推移和列車動載荷的反復作用，道砟顆粒會逐漸風化和破碎，貨車散落的粉狀物以及環(huán)境會造成道床污染，使道床失去彈性與排水功能，道床臟污、板結(jié)、排水不暢，并誘發(fā)翻漿冒泥，過往列車對軌道和道床的有害沖擊力將進一步增大，會誘發(fā)新的線路病害，使線路狀況惡化。

3 鐵路線路接頭病害的防治措施

3.1 低接頭的防治措施 一般采用墊板法對低接頭進行整治，在炎熱天氣，分別在接頭處的4～6根軌枕上，墊入3毫米木墊板或竹墊板，待鋼軌小腰處的墊板壓實后，將3毫米墊板換為5毫米的墊板，如此繼續(xù)墊到8毫米時，撤出墊板，在接頭處8根軌枕范圍內(nèi)進行清篩起道，起高10～12毫米，再從兩端小腰向接頭加強搗固，做好順坡，經(jīng)列車碾壓后，再加強一次搗固，這樣反復數(shù)次，即可整平低接頭。該治理方法簡單易行，已作為鐵路工務系統(tǒng)線路低接頭病害治理的有效方法得以推廣使用。

3.2 鋼軌接頭處不均勻磨耗、軌端掉塊、擦傷等病害的防治措施 當出現(xiàn)軌端淬火層剝落掉塊、馬鞍形不均勻磨耗、軌頭壓潰、軌端飛邊、軌面擦傷，接近或達到輕傷程度時應及時對傷損軌面進行焊補、打磨，及時恢復軌面的平順性。打磨后軌面高度要和鋼軌小腰部位的鋼軌高度一致，用1m直尺檢查，要求達到平整、均勻。當鋼軌傷損達到重傷時應及時更換下道。

3.3 鋼軌接頭預留軌縫值不合理的防治措施

①更換鋼軌或調(diào)整軌縫時嚴格按預留軌縫公式：a0=aL（tz－t0）＋進行計算，并預留軌縫值。當發(fā)現(xiàn)大軌縫或小軌縫甚至瞎縫時，要及時地均勻軌縫或重新配軌換軌，始終保證軌縫預留值在合理的范圍。

其中，a0—更換鋼軌或調(diào)整軌縫時的預留軌縫值（mm）；

a—鋼軌線膨脹系數(shù)，為0.0118mm（/m·℃）；

L—鋼軌長度（m）；

tz—更換鋼軌或調(diào)整軌縫地區(qū)的中間軌溫（℃），tz=（Tmax+Tmin）

Tmax，Tmin—當?shù)貧v史最高和最低軌溫（℃）；

t0—更換鋼軌或調(diào)整軌縫時的軌溫（℃）；

ag—構(gòu) 造 軌 縫 ，38、43、50、60、75kg/m 鋼 軌 ag采 用18mm。

最高、最低軌溫差不大于85℃地區(qū)，在按上式計算以后，可根據(jù)具體情況將軌縫值減小1～2mm。

12.5 m鋼軌地段，更換鋼軌或調(diào)整軌縫時的軌溫不受限制。25m鋼軌地段，更換鋼軌或調(diào)整軌縫時的軌溫限制范圍為（tz+30℃）～（tz-30℃）。

軌溫小于當?shù)貧v史最高軌溫時，不得有連續(xù)3個及以上的瞎縫。軌縫應設置均勻，每千米線路軌縫總誤差：25m鋼軌地段不得大于±80mm；12.5m鋼軌地段不得大于±160mm；絕緣接頭軌縫不得小于6mm；最大軌縫不得大于構(gòu)造軌縫。

②經(jīng)常檢查并復緊夾板接頭螺栓，防止扭矩不足。其中50kg/m普通線路接頭螺栓扭矩應達到規(guī)定值400N·m，并應保持均勻，扭矩不足時，不得低于規(guī)定值100N·m以上，接頭螺栓應齊全，作用良好，缺損時應及時補充和更換，以保證有足夠的接頭阻力，防止鋼軌伸縮，導致軌縫變化過大。

③經(jīng)常檢查并復緊軌枕螺栓，防止扣壓力不足。鋼軌鋪設或更換后，在線路的后期養(yǎng)護中，正常情況下彈條扣件的螺栓扭力矩應該在120～150N·m的范圍內(nèi)，因扣壓力不足，彈條三點不密貼，鋼軌未被均勻鎖定死，鋼軌會隨外界氣溫升降內(nèi)部產(chǎn)生壓應力和拉應力，進而導致鋼軌伸長或縮短，鋼軌爬行，軌縫變化，最終造成大軌縫或小軌縫出現(xiàn)，誘發(fā)接頭病害的產(chǎn)生，經(jīng)常檢查并復緊軌枕螺栓可以避免這種情況的發(fā)生。

3.4 鋼軌接頭錯牙的整治措施 整治鋼軌接頭錯牙應根據(jù)接頭錯牙量的大小，在外錯軌端外側(cè)的夾板與鋼軌之間，或在低錯軌端的夾板與鋼軌之間墊入適量厚度的三角鐵墊片，安裝夾板和接頭螺栓，并擰緊接頭螺栓，通過夾板螺栓的緊固力，迫使兩根鋼軌向錯牙的反方向移動，以達到消除錯牙的目的。單根或成段更換鋼軌后，要將新軌軌端進行適量打磨，以消除新舊軌接頭錯牙。鋼軌接頭錯牙的作業(yè)驗收標準為：接頭軌面及軌距線內(nèi)側(cè)錯牙不得超過1mm。

3.5 接頭養(yǎng)護質(zhì)量不高的整治措施 重視對接頭線路的養(yǎng)護維修，加強接頭處線路的搗固，接頭6根軌枕可適當起高3-5毫米，及時消除暗坑、吊板、將坍砟收起，經(jīng)常保持夾板螺栓扭力矩達標，保持道床道砟飽滿、搗固密實，及時更換傷損夾板、失效大膠墊、尼龍座、彈條，扣壓力達標，方正軌枕，對軌距、水平、高低、方向、曲線正矢進行經(jīng)

4 結(jié)束語

常性檢查，對線路幾何尺寸的控制嚴格按軌控標準執(zhí)行，對超標處所及時整治處理。當鋼軌存在硬彎，用1m直尺測量，矢度大于0.5mm時，應用直軌器將其矯直。除加強線路的靜態(tài)檢查外，還應利用添乘機車、軌道車的方式，對線路進行動態(tài)檢查評定。有條件的情況下，應攜帶線路動態(tài)檢查儀添乘機車、軌道車，以便準確及時地發(fā)現(xiàn)晃車處所及晃車程度，對接頭病害做到早發(fā)現(xiàn)，早整治，提高接頭線路的養(yǎng)護質(zhì)量，保證行車安全。

3.6 接頭枕失效的整治措施 一方面要將接頭處的失效枕及時更換下道，有條件的情況下可以將接頭處的2～4根枕更換為Ⅲ型混凝土枕。由于Ⅲ型混凝土枕是鐵路技術(shù)設計部門專為重載提速線路設計的新型混凝土枕，于1995年通過了鐵道部技術(shù)鑒定，并推廣應用。Ⅲ型混凝土枕的設計承載能力也遠高于Ⅱ型混凝土枕，抗載荷的力學性能更優(yōu)于Ⅱ型混凝土枕，同樣的工作受力環(huán)境下，Ⅲ型混凝土枕的使用壽命遠長于Ⅱ型混凝土枕，鋪設后線路接頭處道床的橫向阻力和縱向阻力更大，道床的穩(wěn)定性更高，可以極大地改善鋼軌接頭處線路的性能，延緩接頭病害的發(fā)生。另一方面，要加強對接頭處線路的搗固，道床道砟要飽滿，搗固要密實，彈條扣壓力要達標，及時更換失效大膠墊和尼龍底座，方正軌枕，接頭處軌枕的型號要統(tǒng)一，接頭處軌枕間距要均勻，接頭處道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥后要及時清篩，恢復道床彈性，以改善接頭枕工作環(huán)境，延長接頭枕使用壽命。

3.7 接頭道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥的整治措施 做好路基排水，接頭道床臟污、板結(jié)、出現(xiàn)翻漿冒泥時，及時對道床進行破底清篩、換填石砟，清篩深度應控制在軌枕底不少于300毫米的深度，并做好橫向排水坡，補充潔凈道砟，搗固密實，以恢復道床彈性、提高道床透水性，預防翻漿冒泥，改善道床受力情況，提高道床穩(wěn)定性，減弱列車對鋼軌接頭處的有害沖擊，延緩軌枕和鋼軌使用壽命。在翻漿冒泥容易反復發(fā)生的地段，可采用架空線路，在道砟和路基之間鋪設砂墊層加土工布的方法來阻隔道床雨水向路基土里滲流，并阻止路基泥漿向道床滲透，從而根治翻漿冒泥的發(fā)生。道砟和路基之間鋪設砂墊層和土工布的方法根治道床翻漿冒泥在鐵路系統(tǒng)中都有很多成功的案例，筆者在原西安鐵路局工務系統(tǒng)任職過程中，曾多次接觸到這種整治翻漿冒泥的方法，這一方法同樣也適用于防治接頭翻漿冒泥。

由于鋼軌接頭病害的種類多，造成的原因也很復雜，而且相互關(guān)聯(lián),互相影響，因此，整治接頭病害必須堅持“預防為主，預防與整治相結(jié)合”的原則，單項整治措施的效果是有限的，必須從提高接頭的整體性、平順性和穩(wěn)定性入手，采取綜合性的預防與整治措施，來消除接頭病害，才能收到事半功倍的效果。

[1]同大塤主編.鐵路軌道基本知識[M].中國鐵道出版社，1997:68-69.

[2]何仁章主編.鐵道線路[M].廣州鐵路局教育處，1987:83.

[3]宋友富主編.線路工[M].北京：中國鐵道出版社，2004:41-42.