重载铁路钢轨接头病害的成因及整治措施

重载铁路钢轨接头病害的成因及整治措施

常晟     

中铁三局运输工程分公司准格尔铁路运输段    内蒙古自治区鄂尔多斯市 017000  

摘要：众所周知，钢轨接头是轨道整体结构中相对薄弱的环节之一，特别是对于重载铁路而言，其负荷过重、承运量巨大、加之机车轴重大，在机车通过钢轨接头部位时，因接头处的不平顺会使车辆发生剧烈颠簸，并影响线路运行中一系列的动态变化，从而形成了所谓的“钢轨接头病害”。结合钢轨接头病害成因及重载铁路线路实际养护经验，将从优化接头结构、整治低接头等多方面进行整治，竭力控制钢轨接头病害的恶性循环，为重载铁路运输保驾护航。

关键词：重载铁路；钢轨接头病害；整治低接头

引言：当重载列车通过铁路钢轨接头时，难免产生巨大的撞击力，其有效撞击力最大可达到非接头区的三倍及以上程度，因此，加重了对钢轨接头部分的磨损程度，此病害不仅缩短了铁轨的正常使用年限，也严重影响了重载铁路运输的安全。为此，积极响应防治措施，优化接头结构并加强对接头道床的养护，进而确保重载列车安全平稳的运行，已成为目前重载线路养护工作的重中之重。

一、钢轨接头病害成因  

（一）钢轨接头构造不平顺

钢轨接头的构造应严格遵循轨道建造标准执行，若钢轨接头不符要求，会引发钢轨接头病害。当重载列车经过钢轨接头时，车轮的碾压会造成台阶和折角现象，加之重载机车本身的称重也加大了接头处的压力，最终致使轨道出现一系列问题，这也是钢轨接头自身不可避免的先天性缺陷。加之在实际运营过程中，轨面难免出现不均与磨损，也会引发钢轨接头不平顺的问题[1]。

（二）未及时清理轨端肥边  

轨端肥边在屡受列车车轮的碾压的重力，会逐渐剥落掉块，直观上给人一种钢轨接头轨缝较小的错觉，但实际上其内在已经形成了异常轨缝，无形中加剧了重载列车行驶中对钢轨接头的撞击力，轨缝隐性变大不仅会导致钢轨接头螺栓松动等问题，如再未及时跟进相关维修及养护手段，使得列车行驶到曲线路段时产生离心力而形成接头支嘴，影响线路方向的同时造成短距离规矩递变率异常，一定程度上危及行车安全。

（三）日常维修保养不当

结合实际线路情况，现将日常维修保养中的不足方面做以如下总结：（1）当重载列车经过水平面凹凸不均的航线上，由于钢轨上下“历经波折”，使钢轨内在构造反复拉长和缩短，加之钢轨连接处在巨大冲击力的影响下，使道床承载力和振动加速率远远超过非接头部位，日积月累形成低连接。（2）若换轨时轨缝参数设置的过大或连接错齿，会造成轨道“先天性”凹凸起伏。（3）当钢轨连接处的道床出现板结后，致使道床弹力有所降低。（4）轨道在实际营运中难免出现轨面不均与磨损并未及时修理的现象，起初由于磨损程度较轻，轨道各个部件的工作状态还可以用“基本正常”来形容，但随着重载列车撞击力的频繁作用，会致使螺栓松动亦或出现道碴磨圆的现象，严重时甚至会出现部件永久性变形，不可修复，直致接头地陷。（5）钢轨接头由于长时间遭受重载机车作用力，导致枕下基础结构不稳定，此现象在弯曲地段尤为明显。

二、重载铁路钢轨接头病害的整治措施

（一）优化接头结构并加强接头紧固程度 

消除钢轨接头和改良接头结构时最直接也是最有效的整治措施，但就目前现状而论，在新线或大修路段以无缝线路取代钢轨接头，这一举措在短期内是很难奏效的[2]。因此，建议使用新型技术冻结钢轨接头，采用凝胶技术优化接头结构，最大程度上改良接头构造，人为干预钢轨接头的先天不良。与此同时，加强钢轨接头细微处的紧固及其零部件的养护也尤为重要，其中包括设置合理的轨缝参数、要求巡检人员按周期对螺栓进行仔细排查，对松动螺钉及时复紧，亦可在夹板和接头螺栓处涂涂油质物，以缓解重载列车行驶中产生的摩擦。

（二）整治低接头

改善钢轨连接的捣实能力是防止低连接的关键方法之一。起道时切莫使接头过高产生鼓包，可将轨面全部抬平之后再进行捣实。捣固时要检验连接螺钉的扣件枪机有无拧紧，以保证连接的稳定性，防止捣实后形成空吊板[3]。捣实时应注意顺序度，首先要降小腰部向连接处的各部分捣实，使道碴与连接处紧扣，以有效的防止小腰位置偏高或产生小腰部空吊板。再次，捣实时应捣够适当实际和镐位，要根据现场施工操作要求及时排开镐位，并按时返回道床上，再进行捣匀、捣实，以减少产生空吊板，并使道床的状态饱满充盈。

（三）有效处理钢轨错牙

针对铁轨高低方向错齿这种病害问题，可在铁轨二端用错齿的X线片垫于其中，低处钢轨部位的夹板则固定在铁轨下颚中间，反之，则可在较高一边的钢轨轨底和夹板之间垫上错齿的X线片并加以调整。另一种方法则是先松动插销，在夹板紧固处垫上水平垫，在垫了水平垫之后随即拧紧接口的螺钉及其扣件。而对于钢轨左右错牙的问题，则可以通过加垫两层弹簧垫圈来解决此问题。需要特别强调的地方是，对于拧紧接头螺栓的作业，务必一边拧一边夯实敲打，以提高接口的紧密度[4]。

（四）整修轨面并恢复轨道结构的良好弹性      

及时对钢轨连接表层进行研磨和焊补，以此解决因重载火车带来巨大撞击力的擦伤及轨端不均等问题，并经常嘱咐巡道职工检查轨面是否合格。另外，弹力垫板历经多年重载火车的频频运营，橡胶垫板难免出现硬化的现象，特别是钢轨连接部分的垫板在承受巨大冲击力的影响下弹力几近消失，因此，建议对焊接头处4根轨枕的弹力垫同时予以换新，以加强轨道整体弹性。

（五）加强接头道床的养护工作

钢轨接头易出现道床板结的问题，不仅影响了轨道承载力，其减震和隔振功能也显著下降，为此，要积极优化并完善接头道床的养护工作。例如钢轨接头部位的道碴要有良好的级配，对道碴进行择优选取，在接头处5孔范围内换成2-4厘米的小碎石，以增加“颗粒感”。对于已经被磨圆的道碴要“随见随换”，以此加强铁路道床自身的弹性。特别是刚刚新建或清筛后的新线路，一定要注意接头处的细微保养，在保证钢轨接头几何状态达标的前提下，及时处理坍碴、翻浆冒泥等问题，对重载机车运输时带入的沙土或外界松散尘埃进行清筛，通过焊补接头、打磨马鞍形接扣等措施保证轨面的平顺性。也可使用天窗进行破底清筛，换上新的道碴。另外，在降雨较多的时期，由于道床于年久中已留存较多尘埃，积压的尘埃与道碴会在雨水的作用下凝结成一个整体，以此形成道床板结，进而失去弹力，在进行整改期间，也要对连接处附近的三个轨盒道床进行整体清筛。最大程度保障接头部位道床的均匀饱满，以提高钢轨接头的抗变形能力，进一步提高重载线路的稳定运输。

结束语：重载铁路钢轨接头的病害原因是多方面的，因此，应采取综合性整治措施。从优化接头结构为切入点，以结构的达标确保轨面的平顺。随着重载列车的不断提速以及设备的更新改良，我们应该注重精细检查并有针对性的进行细致修护，从根本上加强接头的“抵抗力”，检修时优先运用先进的技术和方法，落实《线路修理规则》中的相关要求。工作中要始终禀赋“安全第一”的原则，选择合适的时间段进行抢修，务必做到行车时绝不施工。最大程度上保证重载火车以规定范围内的速度安全、平稳、有序的运行，并尽量延长轨道的使用寿命。

参考文献：

[1]刘磊,孟海洋,李超.关于普速铁路钢轨接头病害的分析与整治措施[J].城市建筑,2020,17(08):153-154.

[2]张涛.尝试性分析铁路运输安全管理及其提升措施[J].城市建设理论研究，2019（19）：57.

[3]刘彦虎.国内外重载铁路技术发展研究[J].冶金经济与管理，2020（4）：24-26.

[4]刘江.试析铁路运输安全管理存在的问题及解决措施[J].交通科技与管理，2021（27）：31-35.