陳 強(qiáng) 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司安全監(jiān)察室
鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器由基本軌、尖軌、扣件系統(tǒng)、軌枕等部件組成,通過基本軌與尖軌之間的縱向相對位移,大幅減少橋梁與無縫線路縱向相互作用力的軌道設(shè)備。
滬蓉線合武段竹根河大橋鋪設(shè)的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器,是我國高速鐵路有砟軌道最早應(yīng)用的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器,至今運(yùn)營已逾十年,總結(jié)運(yùn)營維護(hù)過程中出現(xiàn)的問題及整治方法,探索運(yùn)營維護(hù)規(guī)律,對于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),提高運(yùn)營品質(zhì)都具有重要的意義。
滬蓉線設(shè)計(jì)速度250 km/h。其中竹根河特大橋?yàn)殡p線有砟橋梁,采用(2-24 m+7-32 m)組合箱梁+(40+5×72+40)m連續(xù)梁+23~32 m 組合箱梁。全橋位于5.5‰坡道上,連續(xù)梁及前后5跨簡支梁位于直線段上。
在連續(xù)梁兩端設(shè)置鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器可形成伸縮區(qū),釋放連續(xù)梁兩端的溫度力及縱向力峰值。據(jù)此,本橋在連續(xù)梁兩端邊跨各設(shè)置2 組鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器(圖號:研線0726;型號:DYH60-400-250),位于 K645+396-K646+880 段,鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器尖軌指向連續(xù)梁外端,鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器基本軌接頭距連續(xù)梁邊外側(cè)梁端不小于3 m;在鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器基本軌端的5跨簡支梁上鋪設(shè)PANDROL小阻力扣件,見圖1。
圖1 竹根河特大橋扣件及鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器布置
竹根河鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器采用有砟軌道結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)伸縮量±400 mm,基本軌長10.015 m,尖軌長8.8 m,全長11.4 m。鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器設(shè)置在(40+5×72+40)m 連續(xù)梁兩端?,F(xiàn)場鋪設(shè)情況如圖2所示。
圖2 合武線竹根河大橋有砟軌道鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器
由于鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器沒有跨越梁縫設(shè)置,基本軌始端焊縫在連續(xù)梁內(nèi),隨梁縫變化而位移。調(diào)節(jié)器為貨運(yùn)通過時確保尖軌使用壽命而犧牲了高速平順性,構(gòu)造軌距加寬為5mm(至尖軌尖端599 mm 如圖3)。尖軌尖端藏尖3 mm,通過軌撐處的軌距調(diào)整片進(jìn)行軌距和軌向調(diào)整,鐵墊板剛度采用70~90 kN/mm,采用與客專道岔同斷面的混凝土軌枕,在尖軌尖端前的4 根軌枕采用WJ-7 型小阻力扣件作為滑動扣件。鋼軌左右位置調(diào)整量±7 mm,高低調(diào)整量-4 mm~+16 mm。
圖3 研線0726鋼軌調(diào)節(jié)器尖軌結(jié)構(gòu)及軌距構(gòu)造加寬示意圖
竹根河鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器為全路首次設(shè)計(jì)和鋪設(shè),應(yīng)用過程中,發(fā)現(xiàn)存在一些較為明顯的問題。
(1)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器軌枕
存在問題:檢查發(fā)現(xiàn)距離梁縫2 m 范圍的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器軌枕歪斜,最大達(dá)40 mm,每年需整治2次。
原因分析:左右股基本軌伸縮不同步;WJ-7 型小阻力扣件不能滑動,基本軌軌撐阻力過大。
整改措施:控制尖軌前WJ-7 型小阻力扣件扭矩;基本軌軌撐與軌腰之間涂油并控制間隙;增設(shè)枕端連接板。
(2)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器尖軌
存在問題:現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)下行線K646+100 鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的尖軌出現(xiàn)爬行,爬行梁最大達(dá)20 mm。
原因分析:鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器前后區(qū)間線路采用PANDROL 小阻力扣件,扣件阻力不足或扣件彈舌所帶的絕緣套容易損壞,此外,鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器尖軌軌撐扭矩及間隙超標(biāo)時,均會引起線路縱向阻力減小,導(dǎo)致鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器尖軌爬行。
整改措施:更換不合格的PANDROL 扣件;按鋪設(shè)圖要求設(shè)置尖軌軌撐間隙和扭矩,不得對尖軌涂油;加強(qiáng)尖軌跟端焊聯(lián)長鋼枕的鎖定。
(3)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器軌距
存在問題:鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器軌向超限,整治后僅能保持3個月。
原因分析:軌枕歪斜、軌底空吊。
整改措施:檢查調(diào)節(jié)器各部扭矩、間隙并涂油,增設(shè)枕端連接板。
鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器作為軌道部件的薄弱設(shè)備,應(yīng)注重檢查和養(yǎng)護(hù)工作。
(1)設(shè)備檢查
設(shè)備檢查采用動靜檢測相結(jié)合的方式,在巡查周期和項(xiàng)目方面,每周對調(diào)節(jié)器軌道結(jié)構(gòu)、聯(lián)接零件及軌件質(zhì)量進(jìn)行檢查,檢測時測量軌溫。每月對軌距、水平、高低、軌向全面檢測,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,制訂維修計(jì)劃。結(jié)合動檢車檢測數(shù)據(jù),對調(diào)節(jié)器范圍內(nèi)線形進(jìn)行分析,確保滿足平順性要求。檢查調(diào)節(jié)器的零配件磨損情況、小阻力扣件摩阻力及其他核心部件的性能狀態(tài),及時更換損耗零部件。每季度對尖軌控制斷面相對于基本軌高差進(jìn)行全面檢測。
(2)設(shè)備維修
在養(yǎng)護(hù)維修方面,應(yīng)落實(shí)涂油、扭矩、密貼與間隙8字方針。
涂油:日常作業(yè)中,須使調(diào)節(jié)器保持尖軌鎖定、基本軌可伸縮狀態(tài),防止尖軌爬行或基本軌異常伸縮。每個季度對扣件進(jìn)行涂油,保證可滑動扣件的功能。涂油潤滑的過程中應(yīng)避免污損鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器范圍內(nèi)的彈性橡膠墊板,以避免影響橡膠的彈性和使用壽命。
扭矩:所有螺栓或螺母擰出后,在復(fù)位前應(yīng)檢查螺紋部分是否潤滑充分,且必須用手?jǐn)Q進(jìn)3~5扣后,再用扳手?jǐn)Q緊。參照養(yǎng)護(hù)維修說明,把各部扭矩控制到位。
密貼、間隙:尖基軌軌頭密貼是調(diào)節(jié)器安全關(guān)鍵?;拒壾墦闻c軌腰頂死將造成伸縮阻力過大,引起軌向不穩(wěn)定,因此,基本軌軌撐(包括可滑動扣件軌撐)須與基本軌軌腰接觸不頂死。用塞尺檢查各部密貼和間隙,標(biāo)準(zhǔn)見表1,并調(diào)整不合格處所。
表1 調(diào)節(jié)器范圍各部密貼與間隙要求
起道搗固:起道作業(yè)過程中,應(yīng)使用弦線控制起道量,誤差不得超過2 mm。使用內(nèi)燃沖擊鎬對軌枕頭部800 mm范圍內(nèi)進(jìn)行全斷面搗固,確保搗固密實(shí)。作業(yè)后,應(yīng)及時恢復(fù)道床并夯拍,保證道床密實(shí)。軌枕面上不得遺留道砟。同時應(yīng)使用軌檢儀進(jìn)行回檢,確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)。撥道作業(yè)過程中,應(yīng)輕挖軌枕軌枕頭部道床,使用弦線控制撥道量,誤差不得超過2 mm。撥道量到位后需對另一側(cè)軌枕頭部道床進(jìn)行夯拍密實(shí)。作業(yè)后,應(yīng)及時恢復(fù)道床并夯拍,保證道床密實(shí)。軌枕面上不得遺留道砟。同時應(yīng)使用軌檢儀進(jìn)行回檢,確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
滬蓉線合武段竹根河大橋鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器是我國首次鋪設(shè)于有砟軌道高速鐵路的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器,其運(yùn)營維護(hù)為我國調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)優(yōu)化與維修管理積累了經(jīng)驗(yàn)。
(1)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器應(yīng)落實(shí)巡查措施與制度,日常養(yǎng)護(hù)貫徹執(zhí)行涂油、扭矩、密貼、間隙8字方針。
(2)針對現(xiàn)有鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的不足,我國通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新,研制了國產(chǎn)高速鐵路抬枕式(又稱上承式)梁端伸縮裝置,實(shí)現(xiàn)了鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器及抬枕式梁端伸縮裝置一體化設(shè)計(jì)施工。
(3)研發(fā)的新一代鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器,對結(jié)構(gòu)、線型、配置進(jìn)行了全面升級,取消了“兼顧貨運(yùn)”影響因素,長度較長,可跨越梁縫布設(shè)。建議盡快對竹根河大橋鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器進(jìn)行升級改造。