黃 丙 寅

(太原市軌道交通發(fā)展有限公司,山西 太原 030001)

1 概述

新建軌道交通線路或既有線路大修后，一般會(huì)使用電子平直度尺對(duì)鋼軌焊接接頭進(jìn)行平直度檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)出來(lái)不合格的接頭會(huì)進(jìn)行處理。常用處理方法主要有打磨、熱矯直和鋸軌重焊等，其中鋸軌重焊大量增加線路接頭數(shù)量，是線路的不利因素，因此平直度檢測(cè)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。我國(guó)鐵路現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)平直度檢測(cè)技術(shù)條件都沒有明確的要求，但在實(shí)際檢測(cè)時(shí)因?yàn)榫€路狀況、扣件安裝狀態(tài)等因素常會(huì)對(duì)平直度檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此有必要對(duì)平直度檢測(cè)影響因素進(jìn)行分析，并設(shè)定相關(guān)檢測(cè)技術(shù)條件。

2 分析方案

一般在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平直度檢測(cè)時(shí)，可能對(duì)平直度結(jié)果造成影響的因素有扣件安裝狀態(tài)和線路順直情況等，本文將重點(diǎn)針對(duì)此兩項(xiàng)因素進(jìn)行分析。分析方法采用控制變量法，電子平直尺導(dǎo)出波形圖，采樣多組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。扣件安裝因素分析首先選取平直度處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的鋼軌母材作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，控制其他條件滿足平直度檢測(cè)要求時(shí)，變換扣件安裝狀態(tài)，最后記錄變換后鋼軌母材平直度波形圖進(jìn)行分析；線路順直情況因素分析采用基地焊(廠焊)接頭，鋪設(shè)到線路上后不同矢量差的平直度波形圖與基地焊工作臺(tái)位上測(cè)量平直度進(jìn)行對(duì)比分析。最后通過綜合對(duì)比得出相應(yīng)條件對(duì)平直度測(cè)量結(jié)果的影響，從而制定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)條件。

3 扣件安裝狀態(tài)對(duì)平直度檢測(cè)影響

線路維修規(guī)則規(guī)定，時(shí)速160 km以下的正線軌道交通，線路軌道靜態(tài)幾何尺寸容許偏差，10 m弦測(cè)量的最大矢度值，軌向和高低偏差均為3 mm。因此，選取符合上述條件的軌道區(qū)段進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集選取10處鋼軌母材(避開焊頭)分別編號(hào)，先檢測(cè)精調(diào)完畢后鋼軌母材平直度數(shù)據(jù)，然后分別再檢測(cè)松開1個(gè)扣件、松開2個(gè)扣件、松開3個(gè)扣件、松開3個(gè)扣件再緊中間扣件的平直度數(shù)據(jù)。檢測(cè)完后對(duì)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，得出扣配件安裝狀態(tài)對(duì)平直度檢測(cè)影響。

取采集數(shù)據(jù)中一組典型數(shù)據(jù)分析如下。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)平直度

該編號(hào)母材處所在區(qū)間線路線形滿足驗(yàn)標(biāo)要求，附近扣配件安裝良好，彈條“三點(diǎn)密貼”。此標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)情況下鋼軌頂面(也稱行車面)、軌頭側(cè)面工作邊(也稱導(dǎo)向面)的平直度檢測(cè)見圖1,圖2。

由平直度波形圖可以看出鋼軌頂面有不大于±0.05 mm的高低波動(dòng)，行車面有不大于±0.1 mm的方向波動(dòng)。

3.2 松開1個(gè)扣件平直度

在該編號(hào)母材處，松開1個(gè)鋼軌扣件，并以該扣件位置為中心，測(cè)量鋼軌母材的平直度。

測(cè)量結(jié)果顯示，當(dāng)松開1個(gè)扣配件時(shí)，鋼軌上拱度抬高了0.07 mm，鋼軌方向趨于順直。

3.3 松開2個(gè)扣件平直度

在該編號(hào)母材處，連續(xù)松開2個(gè)鋼軌扣件，并測(cè)量該處鋼軌母材的平直度。

測(cè)量結(jié)果顯示，連續(xù)松開2個(gè)扣件后，該鋼軌母材側(cè)面工作邊平直度較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)基本無(wú)變化，鋼軌頂面較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)上拱約0.07 mm，上拱量同松開1個(gè)扣件相同，但是上拱區(qū)間增寬。

3.4 松開3個(gè)扣件平直度

在該編號(hào)母材處，連續(xù)松開3個(gè)鋼軌扣件，并測(cè)量該處鋼軌母材的平直度。

測(cè)量結(jié)果顯示，連續(xù)松開3個(gè)扣配件鋼軌工作邊平直度較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)無(wú)明顯變化，但是頂面平直度較標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)上拱約0.07 mm，同松開1個(gè)和松開2個(gè)扣配件狀態(tài)相同，但是上拱區(qū)間較松開1個(gè)扣件明顯增大。

3.5 松開3個(gè)再緊中間扣件平直度

在該編號(hào)母材處，連續(xù)松開3個(gè)鋼軌扣件，再把中間1個(gè)扣件旋擰至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，并測(cè)量該處鋼軌母材的平直度。

測(cè)量結(jié)果顯示，上緊中間扣件，鋼軌頂面平直度接近于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的平直度，導(dǎo)向面平直度增大0.1 mm。

4 線路平順度對(duì)平直度檢測(cè)影響

在焊軌基地的生產(chǎn)線上，安裝有平直度測(cè)量區(qū)(也稱為測(cè)量平臺(tái))，其特點(diǎn)是模擬線路上的鋼軌處于完全水平和直線狀態(tài)，在這種條件下測(cè)量接頭的平直度是理想狀態(tài)。此組檢測(cè)方案以焊軌基地焊頭(廠焊焊頭)為基準(zhǔn)狀態(tài)。

首先從線路選取30組基地焊焊頭，然后記錄下其編號(hào)并檢測(cè)其3 m弦線測(cè)量鋼軌頂面和軌頭側(cè)面工作邊矢量值，然后用電子平直尺檢測(cè)以該焊頭為中心的1 m范圍平直度波形圖。最后根據(jù)記錄的矢量值和波形圖與廠焊波形圖進(jìn)行對(duì)比，分析不同矢量值對(duì)波形圖的影響，從而得出線路平順度對(duì)平直度檢測(cè)的影響。取其中幾組典型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析如下。

4.1 最大矢量偏差不大于1 mm條件

031212112613號(hào)接頭。

3 m弦線測(cè)量鋼軌頂面數(shù)據(jù)：7，6.5，6，7，7。

側(cè)面工作邊數(shù)據(jù)：6.5，6.5，6.5，7，7。

軌道高低最大矢量偏差為1 mm，軌道方向最大矢量偏差為0.5 mm。

測(cè)量結(jié)果顯示：1)焊軌基地焊接的接頭，運(yùn)輸鋪設(shè)到鋪軌基地或者鐵路線路上后，鋼軌頂面平直度通常會(huì)比基地測(cè)量值降低0.1 mm～0.14 mm，這屬于接頭正常沉降的一般規(guī)律。2)在線路上用3 m弦線測(cè)量，當(dāng)軌道高低最大矢量偏差為1 mm、且有2個(gè)高點(diǎn)在焊縫處時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的頂面平直度峰值比基地測(cè)量值低0.1 mm。3)在線路上用3 m弦線測(cè)量，軌道方向最大矢量偏差為0.5 mm時(shí)，導(dǎo)向面平直度與焊軌基地測(cè)量結(jié)果基本一致，當(dāng)接頭被抬高時(shí)，導(dǎo)向面會(huì)產(chǎn)生向道心方向彎曲的變化。

4.2 最大矢量偏差1.5 mm條件

062G12112710號(hào)接頭。

3 m弦線測(cè)量鋼軌頂面數(shù)據(jù)：7.5，6.5，6，6.5，7.5。

軌道高低最大矢量偏差為1.5 mm。

測(cè)量結(jié)果顯示，用3 m弦線測(cè)量軌道高低最大矢量偏差為1.5 mm、且焊縫處于高點(diǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的平直度與出廠時(shí)基本一致，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)接頭被抬高了0.1 mm。

4.3 最大矢量偏差大于3 mm條件

1)061G12110631號(hào)接頭。

3 m弦線測(cè)量鋼軌頂面數(shù)據(jù)：4，1，0，0，0。

側(cè)面工作邊數(shù)據(jù)：8，8.5，8.5，9，9。

軌道高低最大矢量偏差為4 mm，軌道方向最大矢量偏差為1 mm。

2)062E13112931號(hào)接頭。

3 m弦線測(cè)量鋼軌頂面數(shù)據(jù)：12，14，15，15，14。

側(cè)面工作邊數(shù)據(jù)：6.5，6，5，4.5，5。

軌道高低最大矢量偏差為3 mm，軌道方向最大矢量偏差為2 mm。

根據(jù)這兩組數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)軌道高低最大矢量偏差大于3 mm時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生了約+0.4 mm～+0.6 mm的誤差。當(dāng)接頭被“抬高”后，導(dǎo)向面會(huì)產(chǎn)生向道心方向的彎曲；當(dāng)接頭被“降低”后，導(dǎo)向面會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)離道心方向的彎曲(使軌距加寬)。

5 分析結(jié)論

通過以上平直度檢測(cè)數(shù)據(jù)分析可以得出如下結(jié)論：

1)扣配件安裝狀態(tài)會(huì)直接影響鋼軌頂面平直度的檢測(cè)結(jié)果，如果施工現(xiàn)場(chǎng)扣配件安裝“三點(diǎn)不密貼”或者少安裝扣件都會(huì)對(duì)平直度檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生頂面“拱高”或者導(dǎo)向面“內(nèi)縮”的影響。

2)線路平順度會(huì)對(duì)平直度檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)平直度時(shí)，檢測(cè)結(jié)果會(huì)隨著鋼軌頂面的“拱高”或者“降低”而產(chǎn)生“凸”或者“凹”的波形，線路方向的擺動(dòng)也會(huì)造成鋼軌導(dǎo)向面的平直度產(chǎn)生相應(yīng)的波形，而且線路“抬高”或“降低”還會(huì)對(duì)導(dǎo)向面的平直度檢測(cè)造成“向心”或者“離心”的影響。

6 結(jié)語(yǔ)

通過上述結(jié)論我們可以依據(jù)這些影響因素制定出有針對(duì)性的技術(shù)條件來(lái)確保平直度檢測(cè)時(shí)能接近鋼軌焊頭最真實(shí)的情況：

1)如果鋼軌處于鎖定狀態(tài)，檢查軌下墊板、鋼軌扣件、軌距擋板等均應(yīng)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)安裝到位且道釘扭矩符合要求。

2)如果鋼軌處于自由狀態(tài)，應(yīng)采用撥軌、墊軌等方法將鋼軌墊平、撥直。

3)用3 m弦線測(cè)量鋼軌的軌頂面最大矢量偏差應(yīng)不大于1 mm，工作邊最大矢量偏差應(yīng)不大于1 mm。

4)具備上述條件后，按照鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 1632鋼軌焊接的要求測(cè)量鋼軌焊接接頭的平直度。

通過這種技術(shù)條件要求可以準(zhǔn)確的檢測(cè)焊頭平直度，避免了因?yàn)闄z測(cè)因素導(dǎo)致的“誤判”，減少了修軌鋸軌量，從而減少了線路焊縫不利因素的數(shù)量，值得在行業(yè)內(nèi)推廣。