張智紅ZHANG Zhi-hong

（陜西陜煤黃陵礦業(yè)鐵路運(yùn)輸公司，黃陵727307）

1 鐵路線路接頭病害的類型

鋼軌接頭是鐵路線路的三大薄弱環(huán)節(jié)之一。由于鋼軌接頭處軌面的不連續(xù)性和不平順性，列車在該處運(yùn)行的平穩(wěn)性降低，列車對(duì)接頭處的有害沖擊遠(yuǎn)大于其他地段，因而是線路病害的多發(fā)區(qū)。常見(jiàn)的線路接頭病害有：低接頭、鋼軌接頭處不均勻磨耗、軌端掉塊、壓潰、擦傷、軌縫設(shè)置不合理、鋼軌接頭錯(cuò)牙、接頭養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不高、接頭枕失效、接頭道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥等類型，其危害以及在線路上出現(xiàn)的頻度見(jiàn)表1。

2 鐵路線路接頭病害的成因分析

2.1 低接頭 低接頭是鋼軌接頭常見(jiàn)的一種病害，是接頭處的軌端頂面壓傷或軌端彎曲造成凹陷的現(xiàn)象。由于普通線路接頭的存在，使得鋼軌在接頭處具有不連續(xù)性，列車通過(guò)鋼軌接頭處，當(dāng)車輪壓低鋼軌的送輪端時(shí)，鋼軌的迎輪端有抬高趨勢(shì)，形成臺(tái)階。在荷載作用下，鋼軌接頭處的擾曲不是連續(xù)曲線，而是折線。軌縫和臺(tái)階的出現(xiàn)都將產(chǎn)生輪軌沖擊，從而增大接頭處的附加動(dòng)力。軌縫愈大，臺(tái)階愈大，輪軌之間的沖擊力愈大，從而導(dǎo)致道床坍塌，加劇接頭低陷，使接頭夾板疲勞并產(chǎn)生裂紋的周期縮短，影響機(jī)車車輛使用壽命，對(duì)行車安全構(gòu)成威脅。低接頭病害常發(fā)生在搗固不良的接頭地段，尤其是曲線下股最為常見(jiàn)。

2.2 鋼軌接頭處不均勻磨耗、軌端掉塊、壓潰、擦傷等病害 由于鋼軌接頭處輪軌沖擊力大，軌端淬火層長(zhǎng)時(shí)間受沖擊力作用會(huì)剝落掉塊、軌頭會(huì)出現(xiàn)壓潰，馬鞍形磨耗，軌端飛邊等病害，另外列車制動(dòng)時(shí)，車輪在軌面上產(chǎn)生有害滑動(dòng)，軌面會(huì)出現(xiàn)擦傷現(xiàn)象，這些病害的出現(xiàn)，又增加了接頭處線路的不平順性，使機(jī)車車輛對(duì)接頭的沖擊力增大，線路變形加劇，并導(dǎo)致接頭病害的進(jìn)一步發(fā)展。

表1 鐵路線路常見(jiàn)接頭病害類型

2.3 接頭軌縫設(shè)置不合理 更換鋼軌或調(diào)整軌縫施工時(shí)，未按預(yù)留軌縫值公式計(jì)算軌縫預(yù)留量并嚴(yán)格加以控制，致使軌縫預(yù)留值過(guò)大或過(guò)小。接頭軌縫過(guò)大，會(huì)增加線路的不平順性，造成列車車輪對(duì)接頭的沖擊力加大，會(huì)進(jìn)一部加快各類接頭病害的惡化速度。在冬季嚴(yán)寒氣候條件下，鋼軌因溫度降低，長(zhǎng)度縮短，軌縫進(jìn)一步增大，一旦出現(xiàn)夾板和夾板螺栓傷損需要更換時(shí)，會(huì)因軌縫過(guò)大，穿不上螺栓而導(dǎo)致接頭無(wú)法正常連接，嚴(yán)重危及行車安全。因而大軌縫對(duì)線路的破壞力極大，在線路鋪設(shè)或換軌時(shí)一定要避免。然而接頭軌縫預(yù)留值過(guò)小或出現(xiàn)瞎縫對(duì)線路同樣是有害的。在氣溫升高，尤其是夏季高溫時(shí)段，在接頭連續(xù)小軌縫或瞎縫而扣壓力又不足的地段，因軌溫升高，鋼軌伸長(zhǎng)，接頭軌縫擠死，線路出現(xiàn)許多碎彎，會(huì)導(dǎo)致方向不良，線路晃車，而鋼軌的內(nèi)部又存在著極大的壓應(yīng)力，此時(shí)道床的橫向阻力減弱，在過(guò)往列車動(dòng)載荷的作用下，極易發(fā)生脹軌跑道現(xiàn)象，嚴(yán)重危及行車安全。

2.4 鋼軌接頭錯(cuò)牙 鋼軌接頭錯(cuò)牙是接頭常見(jiàn)的病害之一，是接頭處兩根鋼軌的軌面上下錯(cuò)開(kāi)或左右錯(cuò)開(kāi)的現(xiàn)象。軌面上的錯(cuò)牙會(huì)導(dǎo)致車輪踏面對(duì)接頭的沖擊增強(qiáng)，鋼軌接頭左右錯(cuò)牙會(huì)導(dǎo)致車輪輪緣對(duì)接頭的沖擊加大，使鋼軌的使用壽命縮短，誘發(fā)接頭病害，并使列車運(yùn)行的平穩(wěn)性降低，錯(cuò)牙過(guò)大會(huì)有導(dǎo)致列車出軌的危險(xiǎn)。

2.5 接頭養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不高 鋼軌受列車車輪的碾壓揉搓，以及晝夜溫差和四季溫差的綜合作用，線路會(huì)發(fā)生爬行，外加鋼軌接頭處較大的沖擊力作用，鋼軌接頭線路容易出現(xiàn)扣壓力降低、軌枕歪斜、夾板螺栓松動(dòng)、接頭軌縫變化大、夾板裂紋、大膠墊和尼龍座失效、接頭坍砟、暗坑、吊板、道床橫向阻力和縱向阻力降低，道床穩(wěn)定性下降，方向跑偏、水平和高低不良，線路變形增加，軌道狀況惡化。如果在這些病害發(fā)展的初期，不及時(shí)采取措施對(duì)接頭線路加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)維修，會(huì)使接頭病害進(jìn)一步發(fā)展，形成惡性循環(huán)，線路后期的養(yǎng)護(hù)更加困難，并嚴(yán)重危及行車安全。

2.6 接頭枕失效 鋼軌接頭處線路經(jīng)列車碾壓沖擊后，接頭軌枕下面的道砟虛實(shí)不一，往往因接頭道砟搗固不及時(shí)，軌枕下面道砟軟硬不一，受到列車沖擊后，軌枕受力不均，混凝土枕在承軌槽處容易被壓斷，導(dǎo)致軌枕過(guò)早地失效，致使軌枕對(duì)鋼軌的支墊減震作用減弱。另外，當(dāng)混凝土軌枕?yè)跫缡?，扣件無(wú)法鎖死鋼軌，軌距會(huì)變大，列車對(duì)鋼軌的橫向沖擊力也會(huì)跟著增大，在列車動(dòng)載荷的作用下容易誘發(fā)新的病害，使接頭病害進(jìn)一步惡化。由于接頭軌枕的工作環(huán)境惡劣，受力情況復(fù)雜，所受沖擊載荷大，接頭處軌枕的使用壽命短，接頭軌枕的失效情況也遠(yuǎn)高于其他地段的軌枕失效情況。

2.7 接頭道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥 鐵路線路隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的推移和列車動(dòng)載荷的反復(fù)作用，道砟顆粒會(huì)逐漸風(fēng)化和破碎，貨車散落的粉狀物以及環(huán)境會(huì)造成道床污染，使道床失去彈性與排水功能，道床臟污、板結(jié)、排水不暢，并誘發(fā)翻漿冒泥，過(guò)往列車對(duì)軌道和道床的有害沖擊力將進(jìn)一步增大，會(huì)誘發(fā)新的線路病害，使線路狀況惡化。

3 鐵路線路接頭病害的防治措施

3.1 低接頭的防治措施 一般采用墊板法對(duì)低接頭進(jìn)行整治，在炎熱天氣，分別在接頭處的4～6根軌枕上，墊入3毫米木墊板或竹墊板，待鋼軌小腰處的墊板壓實(shí)后，將3毫米墊板換為5毫米的墊板，如此繼續(xù)墊到8毫米時(shí)，撤出墊板，在接頭處8根軌枕范圍內(nèi)進(jìn)行清篩起道，起高10～12毫米，再?gòu)膬啥诵⊙蚪宇^加強(qiáng)搗固，做好順坡，經(jīng)列車碾壓后，再加強(qiáng)一次搗固，這樣反復(fù)數(shù)次，即可整平低接頭。該治理方法簡(jiǎn)單易行，已作為鐵路工務(wù)系統(tǒng)線路低接頭病害治理的有效方法得以推廣使用。

3.2 鋼軌接頭處不均勻磨耗、軌端掉塊、擦傷等病害的防治措施 當(dāng)出現(xiàn)軌端淬火層剝落掉塊、馬鞍形不均勻磨耗、軌頭壓潰、軌端飛邊、軌面擦傷，接近或達(dá)到輕傷程度時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)傷損軌面進(jìn)行焊補(bǔ)、打磨，及時(shí)恢復(fù)軌面的平順性。打磨后軌面高度要和鋼軌小腰部位的鋼軌高度一致，用1m直尺檢查，要求達(dá)到平整、均勻。當(dāng)鋼軌傷損達(dá)到重傷時(shí)應(yīng)及時(shí)更換下道。

3.3 鋼軌接頭預(yù)留軌縫值不合理的防治措施

①更換鋼軌或調(diào)整軌縫時(shí)嚴(yán)格按預(yù)留軌縫公式：a0=aL（tz－t0）＋進(jìn)行計(jì)算，并預(yù)留軌縫值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大軌縫或小軌縫甚至瞎縫時(shí)，要及時(shí)地均勻軌縫或重新配軌換軌，始終保證軌縫預(yù)留值在合理的范圍。

其中，a0—更換鋼軌或調(diào)整軌縫時(shí)的預(yù)留軌縫值（mm）；

a—鋼軌線膨脹系數(shù)，為0.0118mm（/m·℃）；

L—鋼軌長(zhǎng)度（m）；

tz—更換鋼軌或調(diào)整軌縫地區(qū)的中間軌溫（℃），tz=（Tmax+Tmin）

Tmax，Tmin—當(dāng)?shù)貧v史最高和最低軌溫（℃）；

t0—更換鋼軌或調(diào)整軌縫時(shí)的軌溫（℃）；

ag—構(gòu) 造 軌 縫 ，38、43、50、60、75kg/m 鋼 軌 ag采 用18mm。

最高、最低軌溫差不大于85℃地區(qū)，在按上式計(jì)算以后，可根據(jù)具體情況將軌縫值減小1～2mm。

12.5 m鋼軌地段，更換鋼軌或調(diào)整軌縫時(shí)的軌溫不受限制。25m鋼軌地段，更換鋼軌或調(diào)整軌縫時(shí)的軌溫限制范圍為（tz+30℃）～（tz-30℃）。

軌溫小于當(dāng)?shù)貧v史最高軌溫時(shí)，不得有連續(xù)3個(gè)及以上的瞎縫。軌縫應(yīng)設(shè)置均勻，每千米線路軌縫總誤差：25m鋼軌地段不得大于±80mm；12.5m鋼軌地段不得大于±160mm；絕緣接頭軌縫不得小于6mm；最大軌縫不得大于構(gòu)造軌縫。

②經(jīng)常檢查并復(fù)緊夾板接頭螺栓，防止扭矩不足。其中50kg/m普通線路接頭螺栓扭矩應(yīng)達(dá)到規(guī)定值400N·m，并應(yīng)保持均勻，扭矩不足時(shí)，不得低于規(guī)定值100N·m以上，接頭螺栓應(yīng)齊全，作用良好，缺損時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充和更換，以保證有足夠的接頭阻力，防止鋼軌伸縮，導(dǎo)致軌縫變化過(guò)大。

③經(jīng)常檢查并復(fù)緊軌枕螺栓，防止扣壓力不足。鋼軌鋪設(shè)或更換后，在線路的后期養(yǎng)護(hù)中，正常情況下彈條扣件的螺栓扭力矩應(yīng)該在120～150N·m的范圍內(nèi)，因扣壓力不足，彈條三點(diǎn)不密貼，鋼軌未被均勻鎖定死，鋼軌會(huì)隨外界氣溫升降內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致鋼軌伸長(zhǎng)或縮短，鋼軌爬行，軌縫變化，最終造成大軌縫或小軌縫出現(xiàn)，誘發(fā)接頭病害的產(chǎn)生，經(jīng)常檢查并復(fù)緊軌枕螺栓可以避免這種情況的發(fā)生。

3.4 鋼軌接頭錯(cuò)牙的整治措施 整治鋼軌接頭錯(cuò)牙應(yīng)根據(jù)接頭錯(cuò)牙量的大小，在外錯(cuò)軌端外側(cè)的夾板與鋼軌之間，或在低錯(cuò)軌端的夾板與鋼軌之間墊入適量厚度的三角鐵墊片，安裝夾板和接頭螺栓，并擰緊接頭螺栓，通過(guò)夾板螺栓的緊固力，迫使兩根鋼軌向錯(cuò)牙的反方向移動(dòng)，以達(dá)到消除錯(cuò)牙的目的。單根或成段更換鋼軌后，要將新軌軌端進(jìn)行適量打磨，以消除新舊軌接頭錯(cuò)牙。鋼軌接頭錯(cuò)牙的作業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為：接頭軌面及軌距線內(nèi)側(cè)錯(cuò)牙不得超過(guò)1mm。

3.5 接頭養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不高的整治措施 重視對(duì)接頭線路的養(yǎng)護(hù)維修，加強(qiáng)接頭處線路的搗固，接頭6根軌枕可適當(dāng)起高3-5毫米，及時(shí)消除暗坑、吊板、將坍砟收起，經(jīng)常保持夾板螺栓扭力矩達(dá)標(biāo)，保持道床道砟飽滿、搗固密實(shí)，及時(shí)更換傷損夾板、失效大膠墊、尼龍座、彈條，扣壓力達(dá)標(biāo)，方正軌枕，對(duì)軌距、水平、高低、方向、曲線正矢進(jìn)行經(jīng)

4 結(jié)束語(yǔ)

常性檢查，對(duì)線路幾何尺寸的控制嚴(yán)格按軌控標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對(duì)超標(biāo)處所及時(shí)整治處理。當(dāng)鋼軌存在硬彎，用1m直尺測(cè)量，矢度大于0.5mm時(shí)，應(yīng)用直軌器將其矯直。除加強(qiáng)線路的靜態(tài)檢查外，還應(yīng)利用添乘機(jī)車、軌道車的方式，對(duì)線路進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查評(píng)定。有條件的情況下，應(yīng)攜帶線路動(dòng)態(tài)檢查儀添乘機(jī)車、軌道車，以便準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)晃車處所及晃車程度，對(duì)接頭病害做到早發(fā)現(xiàn)，早整治，提高接頭線路的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，保證行車安全。

3.6 接頭枕失效的整治措施 一方面要將接頭處的失效枕及時(shí)更換下道，有條件的情況下可以將接頭處的2～4根枕更換為Ⅲ型混凝土枕。由于Ⅲ型混凝土枕是鐵路技術(shù)設(shè)計(jì)部門(mén)專為重載提速線路設(shè)計(jì)的新型混凝土枕，于1995年通過(guò)了鐵道部技術(shù)鑒定，并推廣應(yīng)用。Ⅲ型混凝土枕的設(shè)計(jì)承載能力也遠(yuǎn)高于Ⅱ型混凝土枕，抗載荷的力學(xué)性能更優(yōu)于Ⅱ型混凝土枕，同樣的工作受力環(huán)境下，Ⅲ型混凝土枕的使用壽命遠(yuǎn)長(zhǎng)于Ⅱ型混凝土枕，鋪設(shè)后線路接頭處道床的橫向阻力和縱向阻力更大，道床的穩(wěn)定性更高，可以極大地改善鋼軌接頭處線路的性能，延緩接頭病害的發(fā)生。另一方面，要加強(qiáng)對(duì)接頭處線路的搗固，道床道砟要飽滿，搗固要密實(shí)，彈條扣壓力要達(dá)標(biāo)，及時(shí)更換失效大膠墊和尼龍底座，方正軌枕，接頭處軌枕的型號(hào)要統(tǒng)一，接頭處軌枕間距要均勻，接頭處道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥后要及時(shí)清篩，恢復(fù)道床彈性，以改善接頭枕工作環(huán)境，延長(zhǎng)接頭枕使用壽命。

3.7 接頭道床臟污、板結(jié)、翻漿冒泥的整治措施 做好路基排水，接頭道床臟污、板結(jié)、出現(xiàn)翻漿冒泥時(shí)，及時(shí)對(duì)道床進(jìn)行破底清篩、換填石砟，清篩深度應(yīng)控制在軌枕底不少于300毫米的深度，并做好橫向排水坡，補(bǔ)充潔凈道砟，搗固密實(shí)，以恢復(fù)道床彈性、提高道床透水性，預(yù)防翻漿冒泥，改善道床受力情況，提高道床穩(wěn)定性，減弱列車對(duì)鋼軌接頭處的有害沖擊，延緩軌枕和鋼軌使用壽命。在翻漿冒泥容易反復(fù)發(fā)生的地段，可采用架空線路，在道砟和路基之間鋪設(shè)砂墊層加土工布的方法來(lái)阻隔道床雨水向路基土里滲流，并阻止路基泥漿向道床滲透，從而根治翻漿冒泥的發(fā)生。道砟和路基之間鋪設(shè)砂墊層和土工布的方法根治道床翻漿冒泥在鐵路系統(tǒng)中都有很多成功的案例，筆者在原西安鐵路局工務(wù)系統(tǒng)任職過(guò)程中，曾多次接觸到這種整治翻漿冒泥的方法，這一方法同樣也適用于防治接頭翻漿冒泥。

由于鋼軌接頭病害的種類多，造成的原因也很復(fù)雜，而且相互關(guān)聯(lián),互相影響，因此，整治接頭病害必須堅(jiān)持“預(yù)防為主，預(yù)防與整治相結(jié)合”的原則，單項(xiàng)整治措施的效果是有限的，必須從提高接頭的整體性、平順性和穩(wěn)定性入手，采取綜合性的預(yù)防與整治措施，來(lái)消除接頭病害，才能收到事半功倍的效果。

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