孔祥啟

(大秦鐵路股份有限公司茶塢工務(wù)段，北京 101402)

大秦鐵路具有總重大、運(yùn)量大、行車密度大等重載鐵路的典型特點(diǎn)，是一條世界級(jí)重載線路，目前運(yùn)量一直保持4 億t 左右。大運(yùn)量給線路設(shè)備帶來(lái)極大壓力，特別是道岔區(qū)段歷來(lái)是鐵路設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，在重載條件下，大軸重、高密度、大運(yùn)量列車對(duì)道岔區(qū)持續(xù)作用時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)道岔區(qū)的設(shè)備更是極大考驗(yàn)，對(duì)道岔的不平順起到放大作用。而傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)中，僅僅從局部片面的對(duì)道岔進(jìn)行整修，改善局部平順性，沒(méi)有將道岔區(qū)作為一個(gè)整體一個(gè)系統(tǒng)考慮，造成道岔區(qū)綜合平順性不良。根據(jù)大秦線近幾年統(tǒng)計(jì)，道岔晃車、機(jī)載偏差、幾何尺寸超限等不平順問(wèn)題突出，據(jù)軌檢車檢查，超限扣分1/3 位于道岔區(qū)及其前后。因而在重載條件下，急需解決道岔區(qū)的綜合平順性，綜合提高道岔區(qū)平順性，對(duì)保證運(yùn)輸?shù)陌踩椒€(wěn)，有積極意義。

1 道岔區(qū)單元不平順表現(xiàn)形式

道岔區(qū)的不平順按照動(dòng)靜態(tài)分成靜態(tài)不平順和動(dòng)態(tài)不平順，其中靜態(tài)不平順按照項(xiàng)目分成高低不平順，水平不平順，軌距不平順，方向不平順等。動(dòng)態(tài)不平順表現(xiàn)在機(jī)載超限、軌檢車超限、人工添乘晃車。機(jī)載主要是以垂向加速度、橫向加速度的形式，尤其在綜合平順性不良的岔區(qū)單元，成為機(jī)載的高發(fā)區(qū)。道岔區(qū)軌檢車超限在設(shè)備扣分比例較大，能占到1/3 左右，包括軌距、水平、高低、方向、三角坑不平順等。岔區(qū)單元的不平順最終反映在行車的不穩(wěn)定，蛇形運(yùn)動(dòng)、波浪運(yùn)動(dòng)加劇，甚至危及運(yùn)輸安全。

2 岔區(qū)不平順影響因素

造成道岔區(qū)不平順有很多因素，有道岔自身結(jié)構(gòu)性缺陷，例如有害空間的存在，轉(zhuǎn)轍部分尖軌基本軌的縱坡;也有維護(hù)中，保養(yǎng)手段不到位，維修周期長(zhǎng)，造成變形得不到及時(shí)解決，累計(jì)成病害。在平時(shí)的養(yǎng)護(hù)維修中，總結(jié)出以下幾種原因(見(jiàn)圖1)。

圖1 岔區(qū)單元平順性影響因素樹(shù)形圖

1)活接頭。由于大秦鐵路道岔沒(méi)有無(wú)縫化，岔區(qū)存在大量活接頭。道岔本身也存在很多活接頭，尖軌和基本軌后都設(shè)置連接軌，轍叉前后都存在連接軌。活接頭容易出現(xiàn)低接頭、接頭空吊、接頭錯(cuò)牙、接頭支嘴、接頭軌面不平順、接頭掉塊、大軌縫、馬鞍形接頭、接頭壓潰。特別指出的是在運(yùn)營(yíng)的道岔區(qū)由于更換軌件出現(xiàn)很多左右股不方正的接頭，很容易形成三角坑。這些都極大的影響道岔區(qū)平順性。

2)軌枕布置。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)，軌枕和岔枕間距與設(shè)計(jì)不符，這樣帶來(lái)很多問(wèn)題，根據(jù)當(dāng)前工程界的共識(shí)，軌道屬于連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁理論，軌枕間距不勻，勢(shì)必造成剛度變化。岔枕間距布置不均，造成軌距超限。在有的岔區(qū)，前順坡終點(diǎn)接頭岔枕直接過(guò)渡到2 型枕，造成剛度不均，接頭不平順。

3)道岔區(qū)單元平、縱斷面。岔區(qū)單元人工目視線路整體平順?lè)较蛄己茫珜?shí)際上利用儀器進(jìn)行測(cè)量后，線路平縱斷面是一個(gè)個(gè)小的折線，幾何線形不良，導(dǎo)致列車蛇形運(yùn)動(dòng)加劇，行車不穩(wěn)。

4)幾何尺寸。道岔的靜態(tài)幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)明顯高于線路，這就要求道岔要有更高的幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)包含幾何尺寸變化率標(biāo)準(zhǔn)。岔區(qū)幾何尺寸整正是平時(shí)養(yǎng)護(hù)維修的主要內(nèi)容，平時(shí)在道岔維修中，40%～50%的作業(yè)量都是進(jìn)行道岔幾何尺寸的整正。軌道的變形狀態(tài)和列車荷載相互作用，變形造成的不平順會(huì)使列車對(duì)線路的沖擊破壞加劇，列車的振動(dòng)又會(huì)加劇線路變形發(fā)展，特別是在重載鐵路，使這種相互作用放大。所以整正幾何尺寸很有必要，要在變形積累發(fā)展的周期內(nèi)整正幾何尺寸，恢復(fù)軌道平順度。

5)道床性能。道床板結(jié)，冒泥、石粉化等病害造成道床彈性強(qiáng)度降低，加劇列車振動(dòng)，對(duì)道岔區(qū)平順性危害很大，根據(jù)軌道力學(xué)理論，道床板結(jié)，道床系數(shù)增大，造成結(jié)果是鋼軌彎矩增大，軌枕受力增大。特別是在接頭處，道床板結(jié)，造成接頭沖擊力更大。同時(shí)也會(huì)反作用于道床，加劇道床板結(jié)、冒泥、石粉化程度。

6)軌件磨耗傷損。在重載條件下，道岔軌件極易出現(xiàn)尖軌側(cè)磨，掉塊，基本軌?mèng)~鱗掉塊，轍叉心壓潰、垂磨，翼軌掉塊等磨耗傷損，都對(duì)輪軌接觸關(guān)系產(chǎn)生不利影響。

7)轉(zhuǎn)轍部分。在轉(zhuǎn)轍部分，輪對(duì)從基本軌過(guò)渡到尖軌，在輪軌接觸過(guò)渡段，一旦存在尖軌不密貼，尖軌弓腰，尖軌縱坡不合適，都造成機(jī)車在轉(zhuǎn)轍區(qū)段行車不平穩(wěn)，產(chǎn)生晃車。

8)轍叉部分。轍叉部分自身存在有害空間，尤其當(dāng)轍叉翼軌、心軌磨耗造成轍叉縱斷面不合適，疊加作用明顯，更加劇行車不平穩(wěn)。

3 提高岔區(qū)綜合平順性工程措施

近幾年，針對(duì)影響的大秦線岔區(qū)不平順因素，改變了傳統(tǒng)道岔局部、單一整修方法，引入道岔區(qū)單元理念，利用集中修對(duì)岔區(qū)進(jìn)行全面、綜合整修保養(yǎng)，從道岔單元道床基礎(chǔ)，鋼軌軌件上部結(jié)構(gòu)全面整修保養(yǎng)，針對(duì)影響岔區(qū)平順性的各個(gè)因素，采取多種措施，綜合提高岔區(qū)行車平順性。

3.1 恢復(fù)基礎(chǔ)道床彈性

大秦線以運(yùn)輸煤炭為主，岔區(qū)單元線路道床污染嚴(yán)重，造成線路板結(jié)、翻漿冒泥和空吊坍白大量出現(xiàn)，不僅動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差、平順性差，而且引發(fā)軌件、零配件等上部結(jié)構(gòu)傷損頻發(fā)。為此改善岔區(qū)平順性，根據(jù)維修實(shí)踐，必須從改善道床基礎(chǔ)抓起，進(jìn)行周期性換碴，即60 kg/m 道岔6 億t，75 kg/m 道岔9 億t。對(duì)板結(jié)、臟污嚴(yán)重的道岔區(qū)單元線路達(dá)到大修周期的，進(jìn)行更換優(yōu)質(zhì)石碴，開(kāi)挖軌枕底至枕下200 mm，然后回填優(yōu)質(zhì)石碴達(dá)到道床飽滿，并對(duì)邊坡、道岔前后線路進(jìn)行人工換碴，整體提高道床彈性，恢復(fù)道床排水性能。對(duì)坍白、冒泥較多的岔區(qū)，尚未達(dá)到換碴大修周期，采取小清篩，清除冒泥，疏通排水，提高道床彈性。

3.2 優(yōu)化岔區(qū)平、縱斷面線形

大秦重車線岔區(qū)單元每年大機(jī)搗固覆蓋2 遍，空車線岔區(qū)單元每年覆蓋搗固1 遍，搗固前利用全站儀測(cè)量岔區(qū)及其前后100 m 線路，改變傳統(tǒng)的目視起道、撥道，可視距離短的缺陷，利用儀器測(cè)量，將各點(diǎn)起道量、撥道量精確到毫米，將目視起道的估計(jì)值變?yōu)榫_值，進(jìn)行線路精細(xì)化整修，為大機(jī)搗固提供起道撥道數(shù)據(jù)，能最大程度恢復(fù)或接近到原設(shè)計(jì)平縱斷面。在整體提高岔區(qū)大平大向上顯示出極大優(yōu)勢(shì)。以平谷站秦方重車線岔區(qū)單元為例，經(jīng)測(cè)量，平縱斷面大平、大向不良，經(jīng)過(guò)拉坡設(shè)計(jì)，消除了大平大向，恢復(fù)了平縱斷面線形平順性，列車通過(guò)時(shí)蛇形運(yùn)動(dòng)、波浪運(yùn)動(dòng)減少。大石莊站秦方重車線岔區(qū)見(jiàn)圖2。

圖2 大石莊站秦方重車線岔區(qū)

3.3 岔區(qū)單元無(wú)縫化

眾所周知，活接頭難以養(yǎng)護(hù)，是岔區(qū)單元的不平順風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，減少活接頭即提高岔區(qū)的平順性，通過(guò)在岔區(qū)單元開(kāi)展無(wú)縫化，強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)，提高線路平順性。岔區(qū)無(wú)縫化必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，有選擇的無(wú)縫化，根據(jù)我們的實(shí)踐，按照以下原則:一是道岔間夾直線活接頭全部鋁熱焊聯(lián)。二是岔群基本軌接頭全部鋁熱焊聯(lián)。三是道岔內(nèi)絕緣接頭采用膠接絕緣。四是岔區(qū)起點(diǎn)道岔和終點(diǎn)道岔與區(qū)間相連處，留一根23.5 m 的鋼軌，作為緩沖區(qū)。五是跟空車線尖軌進(jìn)行焊聯(lián)。重車線尖軌更換頻率較高，一般有選擇性焊聯(lián)，上道4 個(gè)月及其以上的在更換尖軌后進(jìn)行焊聯(lián)，上道不足4 個(gè)月的尖軌視尖軌養(yǎng)護(hù)情況確定是否進(jìn)行焊聯(lián)。

3.4 成組更換磨耗大軌件，保證軌件上部結(jié)構(gòu)匹配

存在垂磨、側(cè)磨、掉塊和壓潰等磨耗嚴(yán)重的道岔軌件，影響輪軌耦合關(guān)系，傳統(tǒng)普速鐵路采取單根更換磨耗軌件，但與前后引軌已經(jīng)很難匹配，出現(xiàn)軌面錯(cuò)牙，影響行車平順性。我們段針對(duì)磨耗嚴(yán)重的道岔軌件，通過(guò)周期性安排成組更換道岔軌件來(lái)解決，對(duì)基本軌、尖軌、轍叉前后連接軌全部同時(shí)更換。2014年10月份大秦線集中修，對(duì)遵化北站更換4 組，薊縣西站更換2 組，翠屏山站更換4 組，遷西站更換3 組，茶塢站1 組，沙城東站2 組，解決了單根更換道岔軌件后上部結(jié)構(gòu)不匹配的問(wèn)題，整體提高道岔平順度。

3.5 道岔精整精修

利用維修天窗和集中修對(duì)道岔進(jìn)行精整和達(dá)標(biāo)整治，一是按照?qǐng)D紙方正軌枕配置，岔枕間隔偏差不大于20 mm。二是消滅道岔存在的低接頭、坍白空吊。三是對(duì)岔區(qū)單元線路軌枕逐根進(jìn)行量取幾何尺寸，從軌距、軌向、三角坑、支距、高低、岔軌間隔、護(hù)背距離和輪緣槽進(jìn)行全面整修。四是全面整修道岔失效零配件，針對(duì)彈條、螺栓、夾板、六角螺栓、軌撐失效，全面整修，保證各類約束系統(tǒng)完整。

3.6 重視利用工電聯(lián)整，提高轉(zhuǎn)轍部分行車穩(wěn)定性

對(duì)于轉(zhuǎn)轍部分，要充分利用工電聯(lián)整作業(yè)，重點(diǎn)處理工電結(jié)合部的病害，包括尖軌和基本軌離縫、尖軌與頂鐵離縫、基本軌與滑床板離縫、尖軌與拉桿框架尺寸不達(dá)標(biāo)，兩根基本軌框架尺寸不達(dá)標(biāo)、基本軌和尖軌肥邊、基本軌方向不良、轉(zhuǎn)轍部分高低不良和轉(zhuǎn)轍部分軌距超限。尖軌爬行跳動(dòng)、尖軌基本軌及拉桿零配件松動(dòng)失效。提高轉(zhuǎn)轍部分行車的平穩(wěn)性。

3.7 道岔精細(xì)打磨，提高軌面平順度

道岔區(qū)單元綜合整修必須提倡精細(xì)性打磨，在修理性打磨的前提下進(jìn)行預(yù)防性打磨，一般使用吉斯瑪仿形打磨機(jī)、諾貝爾道岔打磨機(jī)及小型角向磨光機(jī)。分別針對(duì)不同部位進(jìn)行有重點(diǎn)打磨。使用仿形打磨機(jī)對(duì)接頭進(jìn)行打磨，防止軌面不平導(dǎo)致行車不穩(wěn)。使用道岔打磨機(jī)對(duì)道岔肥邊打磨，重點(diǎn)是對(duì)基本軌肥邊進(jìn)行打磨，防止車輪擠壓尖軌造成掉塊。對(duì)轉(zhuǎn)轍部分基本軌過(guò)渡段的軌面進(jìn)行打磨，防止魚(yú)鱗傷發(fā)展，導(dǎo)致基本軌軌面壓潰。經(jīng)常打磨轍叉翼軌，預(yù)防翼軌壓潰形成傷損。利用天窗對(duì)岔區(qū)單元進(jìn)行周期性打磨，對(duì)提高道岔的行車平穩(wěn)性有很大益處，同時(shí)也延緩了道岔軌件的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)大秦線的維修實(shí)踐，要提高岔區(qū)單元綜合平順性，必須采取多種工程措施，從道床基礎(chǔ)到軌件上部結(jié)構(gòu)，包括優(yōu)化平縱斷面線形等進(jìn)行綜合整治，能大幅提高岔區(qū)單元的綜合平順性。茶塢工務(wù)段2014年下半年通過(guò)對(duì)岔區(qū)單元的綜合整治，管轄的大秦線13 個(gè)站場(chǎng)58 個(gè)岔區(qū)單元平順性得到了很大提高，經(jīng)軌檢車檢測(cè)，13 個(gè)站場(chǎng)58 個(gè)岔區(qū)單元的下半年不良均分(200 m)由上半年的3.17 分下降到2.17 分，下半年平均TQI 由上半年的13.844 下降到12.234。其中涿鹿站最為明顯，涿鹿站4 個(gè)岔區(qū)單元下半年不良均分由上半年的3.93 分下降到2.1 分，下半年平均TQI 由上半年的13.28 下降到12.16。

［1］沈相宙，倪劍靖，魯?？?鐵路道岔養(yǎng)護(hù)(修訂版)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，1999.

［2］鐵路線路修理規(guī)則［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2006.