王金山 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

無(wú)縫線路膠接絕緣接頭處病害原因分析及整治措施

王金山 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

膠接絕緣接頭是超長(zhǎng)無(wú)縫線路中的重要設(shè)備單元，針對(duì)重載快速區(qū)段運(yùn)營(yíng)線路中膠接絕緣接頭處產(chǎn)生的病害類型，綜合設(shè)備自身質(zhì)量，養(yǎng)護(hù)維修中存在的問(wèn)題以及電務(wù)設(shè)備平臺(tái)對(duì)接頭處病害的影響的原因進(jìn)行分析，提出工電設(shè)備頂層設(shè)計(jì)、合理布局，聯(lián)合整修，并根據(jù)大中修及日常養(yǎng)護(hù)維修任務(wù)的不同，充分做足各階段的工作，以保證膠接絕緣接頭部位設(shè)備穩(wěn)定。

無(wú)縫線路；膠接絕緣接頭；病害；整治措施

道岔、曲線、鋼軌接頭是線路養(yǎng)護(hù)中的三大薄弱環(huán)節(jié)，是線路病害集中產(chǎn)生的部位。近年來(lái)，在各大繁忙干線，隨著提速改造和軌道結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化發(fā)展，提速道岔的大量使用，曲線地段使用淬火鋼軌及防側(cè)磨潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展，跨區(qū)間無(wú)縫線路的鋪設(shè)，使得上述的道岔、曲線、鋼軌接頭病害大量減少，養(yǎng)護(hù)維修的投入消耗也隨著減少。但傳統(tǒng)線路病害減少的同時(shí)，在使用新技術(shù)新工藝強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)，提高軌道運(yùn)行質(zhì)量的過(guò)程中，一些新的病害類型也隨之產(chǎn)生。

如在鋪設(shè)跨區(qū)間的超長(zhǎng)無(wú)縫線路中，因取消緩沖區(qū)而大量使用膠接絕緣接頭，膠接絕緣接頭具有增強(qiáng)鋼軌與聯(lián)接配件的整體性能，減少機(jī)車車輛動(dòng)力荷載對(duì)接頭部位的沖擊力，提高軌道電路的穩(wěn)定性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。但在線路運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，線路膠接絕緣接頭處逐漸產(chǎn)生諸多病害，尤其是在繁忙干線重載快速區(qū)段，膠接絕緣接頭處病害已然成為設(shè)備質(zhì)量提升的瓶頸，嚴(yán)重時(shí)更是影響行車安全。

本文結(jié)合近年來(lái)膠接絕緣接頭在重載快速區(qū)段運(yùn)營(yíng)無(wú)縫線路中的使用狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況，以京滬線膠接絕緣接頭處病害為例，分析其產(chǎn)生的原因，并提出有益的整治措施。

1 病害類型

在無(wú)縫線路膠接絕緣接頭處包括鋼軌及聯(lián)接部件、絕緣墊片、混凝土枕及聯(lián)接部件、道砟等，根絕現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的情況，病害主要呈現(xiàn)以下幾種情況。

1.1 鋼軌及聯(lián)接部件傷損

鋼軌主要表現(xiàn)為軌端肥邊、軌端壓塌或壓潰掉塊。軌端肥邊發(fā)展會(huì)延伸到絕緣片表面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成連電，而軌端壓塌、掉塊直接表現(xiàn)為軌道幾何尺寸不良，水平、高低不平順。聯(lián)接部件主要表現(xiàn)為絕緣夾板出現(xiàn)螺栓孔裂紋并沿螺孔徑向逐步發(fā)展，甚至出現(xiàn)夾板斷裂。

1.2 絕緣片擠壓變形及軌縫變化

新膠接的絕緣墊片幾何尺寸完好且與兩軌端無(wú)縫銜接，而投入使用一段時(shí)間后，絕緣接頭墊片會(huì)呈現(xiàn)擠壓變形，厚度逐漸變小，甚至壓潰。絕緣片與兩軌端之間也存有離縫，在冬季低溫時(shí)段，離縫明顯。

1.3 軌枕相關(guān)病害

該病害主要是與軌枕相關(guān)聯(lián)的病害，主要表現(xiàn)為軌枕與鋼軌底部、軌枕與道床之間存在吊板、空板，扣件松弛及沿站立螺栓徑向混凝土軌枕出現(xiàn)裂縫，裂縫發(fā)展到后期甚至?xí)守灤顟B(tài)，導(dǎo)致混凝土枕失效。

1.4 道床及基床部分病害

主要表現(xiàn)為軌端道砟塌滑，軌端道砟阻力不足，軌端及軌枕間道砟打白。道床板結(jié)彈性不足及翻漿冒泥，基床飽水陷槽或不均勻沉降。

2 病害原因分析

新鋪筑或更換的膠接絕緣接頭狀態(tài)良好，在上述的構(gòu)成部分中若一部分產(chǎn)生狀態(tài)不良往往會(huì)帶入其他相關(guān)部件進(jìn)入一個(gè)惡性循環(huán)。因此，在分析膠接絕緣接頭處病害時(shí)要將各個(gè)組分納入到一個(gè)關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中，結(jié)合其自身及外部影響因素，綜合分析病害產(chǎn)生的原因。

2.1 材質(zhì)的因素

主要表現(xiàn)為鋼軌與絕緣片材質(zhì)差異，絕緣片自身材質(zhì)力學(xué)性質(zhì)不足，混凝土耐久性等因素。鋼軌與絕緣片之間因材質(zhì)差異明顯表現(xiàn)為材料彈性模量不同、剛度差異過(guò)大。在上部車輪踏面作用于軌端-絕緣片-軌端時(shí)，會(huì)有一個(gè)明顯的受力差異，這樣會(huì)導(dǎo)致對(duì)于絕緣片因抵抗車輪壓力不足而自身擠壓變形，并逐漸壓潰，在軌端與絕緣片之間產(chǎn)生離縫，對(duì)于兩軌端會(huì)承受一個(gè)附加沖擊力的作用。在雙線線路中，在沿著列車行進(jìn)的一側(cè)軌端所受附加沖擊力更大，更易壓潰。

另外，對(duì)于混凝土軌枕，由于空吊板的存在，在上部列車荷載的作用下，會(huì)導(dǎo)致混凝土枕上下震動(dòng)，在站立螺栓與混凝土之間產(chǎn)生細(xì)裂紋，在震動(dòng)荷載及雨水的作用，裂紋逐步擴(kuò)展最終出現(xiàn)軌枕貫穿裂紋或枕頭斷裂。

2.2 荷載的差異及影響

在普速線路客貨混跑，作用在膠接絕緣接頭處的機(jī)車車輛軸重、荷載作用頻率的差異，結(jié)合空吊板的存在及道床彈性不足，反應(yīng)到軌道結(jié)構(gòu)上，會(huì)表現(xiàn)出不同的附近動(dòng)力，進(jìn)而在鋼軌、聯(lián)接部件、軌枕內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生附近動(dòng)應(yīng)力，加劇材料的變形破壞。

2.3 電務(wù)設(shè)備平臺(tái)的影響

在膠接絕緣接頭處，道床邊側(cè)設(shè)置的電務(wù)設(shè)備平臺(tái)，往往為了平臺(tái)的穩(wěn)固，而與工務(wù)部門缺乏必要的溝通與協(xié)調(diào)，砌筑磚石設(shè)備平臺(tái)，直接表現(xiàn)為阻礙道床排水，如圖1所示。道床中窩水會(huì)滲入路基，在荷載作用下產(chǎn)生翻漿冒泥。

圖1 原電務(wù)設(shè)備平臺(tái)

2.4 養(yǎng)護(hù)維修投入不足

在日常的養(yǎng)護(hù)維修中，由于一線生產(chǎn)人員對(duì)膠接絕緣接頭病害缺乏整體的認(rèn)識(shí)，不注重系統(tǒng)考察病害，加之維修天窗點(diǎn)時(shí)間限制。對(duì)膠接絕緣接頭處出現(xiàn)的接頭鋼軌損傷、肥邊，絕緣片壓潰、聯(lián)接零件松動(dòng)、軌枕偏斜等處理不夠徹底，手工搗固質(zhì)量不佳。在線路大中修時(shí)，道床清篩深度不足，道床臟污板結(jié)不能徹底處理。

2.5 環(huán)境因素等其他原因

線路設(shè)備置于暴露的自然環(huán)境中，會(huì)受到溫度的變化、雨水的侵?jǐn)_等自然因素的影響，這些因素會(huì)加劇設(shè)備病害的發(fā)展。如溫度變化會(huì)導(dǎo)致無(wú)縫線路鋼軌內(nèi)部應(yīng)力和膠接絕緣接頭處軌端對(duì)于絕緣片作用力的變化，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致軌下墊片離縫，鋼軌與聯(lián)接零件之間作用力減弱，大氣降雨頻繁會(huì)加劇道床翻漿冒泥等。

3 病害治理措施

通過(guò)對(duì)病害的調(diào)查及原因分析，對(duì)于膠接絕緣接頭處病害應(yīng)結(jié)合工務(wù)與電務(wù)設(shè)備特點(diǎn)，工務(wù)設(shè)備病害原因的整體把握，制定有針對(duì)性的治理措施。

3.1 工電聯(lián)合治理道床排水不暢

通過(guò)膠接絕緣接頭處病害原因分析可知，電務(wù)設(shè)備平臺(tái)的設(shè)置是接頭處排水不暢的重要原因。通過(guò)工務(wù)部門與電務(wù)部門協(xié)商，重新設(shè)計(jì)電務(wù)設(shè)備平臺(tái)，以往的電務(wù)設(shè)備平臺(tái)是四面砌筑的磚石平臺(tái)，上部砂漿抹面，現(xiàn)設(shè)計(jì)的電務(wù)平臺(tái)為四角砌筑磚柱，平臺(tái)以預(yù)制鋼筋混凝土蓋板搭設(shè)，并在平臺(tái)下設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，靠近道床側(cè)填筑級(jí)配較單一的大粒徑的石子，如圖2所示。

圖2 現(xiàn)電務(wù)設(shè)備平臺(tái)

同時(shí)，工務(wù)線路工區(qū)在電務(wù)設(shè)備平臺(tái)改造的同時(shí)，對(duì)膠接絕緣接頭下的道床進(jìn)行徹底清篩，工電聯(lián)合作業(yè)徹底治理接頭處排水不良的頑疾。

3.2 加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)維修投入

工務(wù)部門應(yīng)將膠接絕緣接頭病害作為一個(gè)系統(tǒng)病害，綜合分析各個(gè)分部病害產(chǎn)生原因及其聯(lián)系。根據(jù)設(shè)備大中修及日常維修的任務(wù)不同，利用大中修徹底更換傷損設(shè)備、徹底清篩，日常維修時(shí)注重鋼軌及其聯(lián)接部件的配件緊固，加強(qiáng)接頭保養(yǎng)，及時(shí)更換傷損配件，注重接頭處線路搗固質(zhì)量，消滅空吊板，方正軌枕，保持道床飽滿等綜合整治措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

膠接絕緣接頭以其整體性能好，聯(lián)接性能穩(wěn)固，在超長(zhǎng)無(wú)縫線路中發(fā)揮重要作用。而膠接絕緣接頭處病害處理涉及工務(wù)、電務(wù)兩家設(shè)備管理部門，同時(shí)涉及設(shè)備大中修及日常維修中的工作分配，因此，要徹底整治膠接絕緣接頭處病害必須工電聯(lián)合頂層設(shè)計(jì)，聯(lián)合作業(yè)養(yǎng)護(hù)，并做足設(shè)備大中修及日常維修中的工作，才能保持膠接絕緣接頭設(shè)備穩(wěn)定，減少病害的產(chǎn)生。

[1]易思蓉.鐵道工程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社.2009.

[2]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路線路修理規(guī)則[S].鐵運(yùn)（2006）146號(hào)部令發(fā)布.

[3]谷愛(ài)軍.鐵路軌道[M].北京：中國(guó)鐵道出版社.2004.

[4]劉永孝，李斌.鐵路線路養(yǎng)護(hù)維修[M].成都：西南交通大學(xué)出版社.2010.

責(zé)任編輯：許耀元

來(lái)稿日期：2016-10-08