鋼軌接頭病害的原因分析

鋼軌接頭病害的原因分析

如果車輛的車輪連接，且不順暢，則會發(fā)生劇烈振動，加速線路狀態(tài)的變化，導(dǎo)致連接問題。接頭病害產(chǎn)生之后,又進(jìn)一步加劇機(jī)車車輛輪對對線路的破壞作用,互為因果,使病害發(fā)展變化加速。鋼軌接頭是鋼軌的薄弱環(huán)節(jié),是工務(wù)部門日常維修的重點(diǎn),接頭的養(yǎng)護(hù)維修工作量占到軌道維修工作量的60%~70%。1鋼連接疾病的發(fā)生和分類1.1鋼連接疾病的發(fā)生1.1.1軌道接頭處的附加動力作用鋼軌接頭病害的發(fā)生,最根本的原因在于軌道接頭存在結(jié)構(gòu)上的不平順,由此導(dǎo)致輪軌之間產(chǎn)生較大的附加動力作用。鋼軌接頭在結(jié)構(gòu)上的不平順,指的是接頭軌縫,車輪壓在鋼軌的輸出端時,鄰接鋼軌的接受端有抬高趨勢,形成臺階;荷載下鋼軌接頭處的撓曲不是連續(xù)曲線,而是折線。折角、軌縫、臺階3個因素同時出現(xiàn),都將產(chǎn)生輪軌沖擊,從而增大接頭處的附加動力。軌縫越大,臺階越大,輪軌之間的沖擊越大。1.1.2軌道結(jié)構(gòu)不連續(xù)性造成了約束副鋼軌的附加不平順是在運(yùn)營過程中形成的,以下幾種情況都可能引起附加不平順,如結(jié)構(gòu)薄弱、軌面不均勻磨耗、彈性不足。由于軌道結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性,鋼軌接頭夾板的強(qiáng)度、剛度的不足所造成的鋼軌接頭結(jié)構(gòu)上的薄弱,破壞了軌條在縱向的連續(xù)性;軌面在接頭區(qū)的不均勻磨耗是軌面不平順的另一種形式。1.1.3下線路不均勻動態(tài)不平順一般有2種情況:一種是軌道彈性不均和荷載波動,輪軌接觸點(diǎn)軌跡呈波浪形不平順;另一種是線路存在暗坑吊板和道床不均勻的彈性下沉。這2種不平順只有在動態(tài)情況下才能表現(xiàn)出來。線路的動態(tài)不平順增大了列車運(yùn)行中的沖擊和振動。有的養(yǎng)護(hù)單位使用厚度不等、彈性不均的軌下墊板以及線路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不良,都加劇了軌道動態(tài)不平順。1.2線路運(yùn)動學(xué)(1)接頭出現(xiàn)壓堆、破損和馬鞍形病害,增大了列車沖擊;(2)接頭搗固不實(shí),有空吊板;(3)接頭軌枕失效,抗壓能力減弱;(4)夾板有上下彎,過車時軌頭上下擺動;(5)線路爬行,軌枕位置移動;(6)軌縫過大,軌頭高低不平。1.3接頭道床狀態(tài)(1)按接頭軌面狀態(tài)分:低扣接頭、磨耗不均勻接頭、錯牙接頭、金屬剝離接頭、大軌縫。(2)按接頭道床狀態(tài)分:翻漿接頭、翻白接頭、溜塌接頭、硬結(jié)接頭。(3)按接頭的結(jié)構(gòu)狀態(tài)分:接頭夾板下彎、上緣磨蝕、夾板螺栓的螺帽扭矩不足;扣件螺帽扭矩不足、扣板或軌距擋板不密貼、扣件失效等。2綜合整治,綜合整治鋼軌接頭病害的成因是多方面的,其整治也應(yīng)采取綜合整治方式,才能有效控制接頭病害的發(fā)生和發(fā)展。鋼軌接頭的養(yǎng)護(hù)及病害整治可以從5個方面著手。2.1保持合理軌縫及時調(diào)整軌縫。大軌縫是造成接頭病害的重要原因,因此軌縫必須符合規(guī)定要求。包括軌縫要始終保持合理的軌縫值;定期對高強(qiáng)螺栓進(jìn)行檢查和復(fù)緊,保持接頭螺栓扭矩在500N·m以上;夾板和接頭螺栓涂油,以減緩列車的沖擊破壞作用;做好軌枕、扣件和道床的養(yǎng)護(hù)。2.2接頭道床的搗固和夯實(shí)由于鋼軌接頭在列車反復(fù)沖擊荷載作用下,接頭處道床應(yīng)力和振動加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非接頭部位,因此接頭道床應(yīng)有良好的搗固質(zhì)量。接頭起道應(yīng)將軌面抬平然后進(jìn)行搗固,切忌抬高接頭形成鼓包。加強(qiáng)接頭搗固,保持道床飽滿并加以夯實(shí)。及時更換接頭處的失效軌枕,接頭處相鄰的2根軌枕應(yīng)同時更換,以保持支撐條件一致。2.3減振降壓技術(shù)鋼軌接頭道床板結(jié),不僅承載能力顯著降低,而且線路剛度大為提高,減振、隔振性能降低,線路的殘余變形及各種病害發(fā)展加劇。及時清篩接頭范圍內(nèi)的道床(接頭5空),更換接頭處的道碴,以免造成板結(jié),失去彈性,或引起翻漿冒泥,造成顯著的不平順。2.4低接頭的加固和完善軌端不均勻磨耗和掉塊、擦傷使鋼軌接頭引起機(jī)車車輛的巨大附加沖擊,線路變形加劇,并導(dǎo)致病害的進(jìn)一步發(fā)展。必須及時對接頭軌面進(jìn)行修理,打磨和焊補(bǔ)。使用鋼軌打磨機(jī)對鞍形接頭進(jìn)行打磨是消滅接頭不平順的有效辦法。使用碗形砂輪研磨時,先研磨中部到要求深度,再向兩端側(cè)研磨,最后整修圓弧。使用平形砂輪研磨時,可從一側(cè)向另一側(cè)來回進(jìn)行研磨。研磨后軌面高度相當(dāng)于小腰部位的鋼軌高度,用1m直尺檢查,要求達(dá)到平整、均勻。及時消滅軌頭高低、左右錯牙,軌面及軌距線內(nèi)側(cè)錯牙不得超過1mm。可采用液壓直軌器矯直接頭小硬彎,上緊接頭螺栓,達(dá)到規(guī)定扭力矩,保持接頭堅(jiān)固。用上彎夾板整治低接頭。上彎夾板的上彎量以2mm~4mm為宜。換上上彎夾板后,接頭處2根~6根軌枕范圍內(nèi)軌面抬高,容易出現(xiàn)空吊板及螺栓松動,因此應(yīng)加強(qiáng)搗固,擰緊螺栓。根據(jù)支嘴程度,適當(dāng)增加外股道床寬度,并分層次夯拍,增加道床阻力。調(diào)換支嘴處里外口夾板,利用夾板的反彎控制接頭支嘴。撥道作業(yè)中,對支嘴接頭只能壓,不能挑;如必須上挑,要用撥動小腰帶動接頭的方法,不要直接撥動接頭,防止支嘴擴(kuò)大。2.5改善軌下墊層彈性軌下彈性墊層經(jīng)多年運(yùn)營,橡膠墊板會逐步硬化,特別是接頭部位的墊板在強(qiáng)大沖擊力的作用下,彈性逐步減小,應(yīng)及時更換接頭區(qū)4根軌枕的墊板,以恢復(fù)軌道結(jié)構(gòu)的良好彈性。利用特制的枕底大膠墊整治低接頭效果顯著。翻漿冒泥接頭先要進(jìn)行清篩,枕底穩(wěn)定后方可墊入枕底膠墊。特制大膠墊墊入1a后必須撤出,重新?lián)v固好。整修木枕軌底坡,使之保持1∶40的軌底坡。綜上所述,車輪通過鋼軌接頭處的軌縫,形成劇烈的沖擊和振動,這是造成鋼軌接頭病害的外因;鋼軌斷面及接頭部分設(shè)計(jì)不合適以及淬火工藝不良則是鋼軌接頭產(chǎn)生病害的