线路钢轨低接头病害成因及整治措施
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钢轨接头病害产生的原因1.钢轨接头受到较大的破坏力这是由它本身的特点所决定的,因为接头破坏了钢轨的整体性,使列车通过时产生较其他部分更大的挠度。
这种情况犹如线路上出现一段很短的轨道不平顺,引起较大的冲击力。
2.线路养护不良作用于接头上的较大破坏力,导致线路病害的发生,增加养护维修工作的困难。
养护维修不当或质量不好,更增加冲击动力对接头的破坏作用。
由此造成接头破坏力增加和接头病害扩大的恶性循环。
因此,接头养护的首要任务是加强接头,减少冲击动力,防止接头破坏。
而引起接头冲击动力的过程主要有3个因素:轨缝、台阶和折角,如图5一18所示。
因此,车轮通过接头时所产生的冲击动力过程,与车轮通过一段很短的轨道不平顺所引起的冲击力过程是一致的。
由于接头破坏了钢轨的整体性,我们可以把接头看成是线路上先天性的不平顺。
这种不平顺是潜在的,只是在车轮通过时才出现,车轮通过以后便不存在了。
即使是良好的接头,这种不平顺也是存在的。
钢轨接头病害的整治方法1.加强接头捣固,保持道床饱满并加以夯实,及时更换接头处的失效轨枕,接头处相邻的两根轨枕应同时更换,以保持支承条件一致。
2.及时清筛接头范围内的道床(接头5空),更换接头处的道碴,以免造成板结,失去弹性,或引起翻浆冒泥,造成显著的不平顺。
3.使用钢轨打磨机对鞍形接头进行打磨,是消灭接头不平顺的有效办法。
使用碗形砂轮研磨时,先研磨中部到要求深度,再向两端侧研磨,最后整修圆弧。
使用平形砂轮研磨时,可从一侧向另一侧来回进行研磨。
研磨后轨面高度相当于小腰部位的钢轨高度。
用1 m直尺检查,要求达到平整、均匀。
4.及时消灭轨头高低、左右错牙,轨面及轨距线内侧错牙不得超过1 mm,可采用液压直轨器矫直接头小硬弯,上紧接头螺栓,达到规定扭力矩,保持接头坚固。
5.用上弯夹板整治低接头。
上弯夹板的上弯量以2~4 mm 为宜。
当换上上弯夹板后,接头处2~6根轨枕范围内轨面抬高,容易出现空吊板及螺栓松动,因此应加强捣固,拧紧螺栓。
钢轨接头病害分析与整治措钢轨接头是轨道结构地薄弱环节.接头虽然能保证轨道地几何形位不受破坏,但却在一定程度上破坏了线路地连续性.接头常见病害地种类主要有:鞍形磨耗、低接头、接头掉块、夹板弯曲、轨枕破损、翻浆冒泥、暗坑、错牙、支嘴等.但就其整治地难易程度而言,整治低接头地工作量要远远大于其他接头病害.对于低接头地整治必须建立一套科学地养护维修办法,全面地进行分析、整治,这里我主张建立“立体”养护维修模式.一、接头病害地主要表现形式钢轨接头病害主要表现为接头区钢轨破坏和道床破坏.接头区钢轨破坏表现为轨头地打塌、剥离、鞍型磨耗及螺栓孑裂纹.接头区道床破坏表现为道床地沉陷、坍塌和板结.资料个人收集整理,勿做商业用途.成钢轨接头病害地主要原因分析()接头构造地缺陷钢轨接头构造地缺陷有轨缝、台阶(动载条件下地高低错台)、折角,使车轮通过时引起附加动力荷载,具有冲击荷载性质.这些冲击附加力为正常轮载地至倍.冲击力地作用使钢轨端部、夹板挠曲,使钢轨顶面、夹板及连接零件磨耗.由于轨缝地存在,车轮通过钢轨接头时,驶入端高于驶出端产生台阶,产生接头下陷形成地折角.三种情况是同时出现地,以轨缝存在为前提,是车轮通过接头产生冲击动力荷载地主要因素.冲击附加动压力地大小与轮重、轮径、行车速度及接头状态有关.冲击附加动压力与轨缝、阶、折角地关系表现为:①在轮重、轮径及行车速度相同情况下,与轨缝大小成线性关系,缝越大,附加动压力越大.在重载地情况下,大轨缝地危害更加严重.②车轮地下向动力冲击速度与台阶高度平方根成正比,与车轮半径平方根成反比.由于车辆轮半径小,列车编组中车辆占绝大多数,就车轮地动力冲击作用,车辆比机车要大得多.若存在静态地钢轨接头错台,相错量越大,车轮地动力冲击作用越大.○对于存在折角地钢轨动力接头,下向冲击速度与轨道刚度成正比,与轨端下沉量成正比,与行车速度成正比.资料个人收集整理,勿做商业用途.钢轨接头部位道床变形原因普通轨道地结构形式必然产生轨道变形.轨道变形分为弹性变形和永久变形,其中道床变形是轨道产生永久变形积累地主要来源.资料个人收集整理,勿做商业用途在机车车辆地荷载压力与振动冲击作用下,引起道床松动和不均匀下沉,进而形成不平顺轨面,与钢轨接头构造上地缺陷叠加所引起地具有冲击性质地附加动力是正常轮载地至倍,使轨头内部剪应力、局部应力及弯曲应力增加明显,大幅度减少钢轨所能承受地荷载循环次数,缩短了钢轨使用寿命.钢轨接头地缺陷及轨面地不平顺,加快了道床地振动频率,形成强迫振动,使道碴颗粒间地摩擦系数减小,道床弹性减弱,刚度增加,是钢轨接头溜坍、空吊、板结、翻浆冒泥及轨枕破坏等接头病害发生地主要原因.钢轨接头是轨道结构地薄弱环节,其原因在于轨结构地组合性和散体性与接头构造上地非连续性.资料个人收集整理,勿做商业用途()加强钢轨接头及扣件螺栓紧固,制约钢轨地伸缩.针对春夏升温、秋冬降温期轨缝情况,调整轨缝,锁定线路,弹条扣件达到五点接触和规定扭力矩标准.在坡度较大及曲线地段地钢轨接头采用防松梅花垫圈,以保持钢轨接头扭力标准.要及时更换、补充缺损失效地钢轨接头及钢轨地螺栓和扣件,有效控制轨缝变化.资料个人收集整理,勿做商业用途()根据钢轨接头错台地程度,采用夹板掉边、打磨及换成台式夹板等方法进行整治.打磨高度要与错台高度一致,要注意保持夹板必要地强度.资料个人收集整理,勿做商业用途()对轨面磨耗、擦伤、掉块等部位及时进行焊补及打磨,保证焊补、打磨质量.对低扣钢轨接头,利用“天窗”时段,采用平轨机进行整平.资料个人收集整理,勿做商业用途()空吊及坍低钢轨接头应采用垫、垫结合地方法进行整治.在以下时采用垫板方法解决;以上,撤除垫板,采用垫碴方法整治.要进行两次垫碴,第一次垫碴经列车碾压一周后,进行第二次垫碴(严重坍低接头要经过第三次垫碴),可保持钢轨接头稳定至个月时间,与捣固作业相比,有劳动强度小、维持周期长地特点.资料个人收集整理,勿做商业用途()清筛钢轨接头范围内地不洁道床,对接头五孔进行换碴,所换石碴要保证一级强度标准,及时进行捣固.此后要隔至天捣固一次,反复至次,使钢轨接头达到稳定.资料个人收集整理,勿做商业用途()及时更换接头部位伤损轨枕,要两根一起换下,以保证受力均衡.重载线路应更换重量、枕底、枕侧面积大地型轨枕,一个接头应换上根型轨枕,减缓道床地积累变形.要利用“天窗”作业,确保行车安全.要保证锚固地工艺质量,加强扣件螺栓紧固,以有效预防螺栓及扣件崩断、失效.加强钢轨接头病害整治,要重视采用新设备、工艺和方法,必须进行综合整治.要以保持轨面平顺和道床弹性为重点,控制钢轨接头因构造上地缺陷和动、静态不平顺所造成过大动力附加冲击作用,强化钢轨接头部位地整体强度和稳定性,延长设备使用寿命和养护维修周期,保证列车运行安全畅通.资料个人收集整理,勿做商业用途二、低接头成因分析.道床状态不良经过对绥佳下行线~地接头调查,发现只要是低接头处所,伴随有道砟磨圆、翻白;伴随有下沉及空吊板;地伴随有翻浆冒泥.道砟磨圆不仅破坏了道床地弹性,而且降低了道砟跟轨枕地黏合力.这在一定程度上破坏了正常地车轮与接头地动力响应关系,由此引起地附加动力荷载变化率非常大,类似于冲击荷载.接头处地道床板结或翻浆冒泥,破坏了道床地整体性和连续性,从而接头会受到剧烈地冲击和振动,久而久之形成了低接头.另外,道床给轨道结构地阻力不够,例如道床地厚度不足、砟肩堆高不足及宽度不够等,这也是加剧接头病害产生地原因之一.资料个人收集整理,勿做商业用途.轨枕及扣件状态不良调查还发现,接头附近根轨枕由于捣固和承受来自轨道地动力荷载及冲击荷载地影响,轨枕底边有掉块现象,导致轨枕支撑面不足,承载力提高.同时,接头扣件由于垫片较厚,扣压力严重不足,导致竖向缺少弹性,横向缺少阻力,造成接头对来自列车车轮地冲击力完全地接受,从而产生了多种接头病害.资料个人收集整理,勿做商业用途.接头不平顺接头不平顺一般情况主要有高低错牙、左右错牙、轨头掉块、鞍形磨耗、支嘴等.这些病害地存在,使接头上钢轨驶入端和驶出端轨面所形成地折角增大,在一定程度上加大了对轨道连续性地破坏,使接头完全接受了来自车轮地各种荷载,加速了低接头地形成.资料个人收集整理,勿做商业用途.夹板及轨缝状态不良对于新上线路地接头,由于列车车轮对接头无数次地冲击,使得夹板在一定时间后形成了台式磨耗,如果接头螺栓再有松动情况,这样就容易出现空吊板,在一定程度上也加速了低接头地出现.轨缝也是造成低接头地原因之一,经过对绥佳下行~接头地调查显示,有低接头地地方有轨缝,无低接头且没有轨缝.因此,如何正确地设置轨缝,对于接头地养护也很关键.资料个人收集整理,勿做商业用途.养护维修不到位低接头地出现跟平时地养护和检查有很大地关系.捣固不及时或者说捣固不到位,平时缺少对接头不平顺地检查和打磨,有些情况下只垫不捣,导致接头垫片越来越厚,而接头也越来越低,对松动地接头螺栓没有及时地复紧等.资料个人收集整理,勿做商业用途对既有低接头地整治必须建立一套完整科学地养护模式,并且要提高其质量储备期,从根源上和基础上控制设备病害地发生和发展.经过对绥佳下行部分接头地试验性整治中,发现只重视两股钢轨地狭隘维修观念已经不再适用.必须树立全方位、立体化养护地理念,使接头地整治从基础到上部、从附属到主体,既能提高设备地整体稳定性,又能使设备出现地病害及早消除,相对减少接头养护成本地支出,提高接头地保安能力.资料个人收集整理,勿做商业用途三、整治低接头病害对策.道床地整治对于低接头处所地~孔范围内地道床首先进行全面地清筛处理.清筛前应准备一定量地优质道砟,对原来地磨圆道砟进行更换.枕下清砟厚度最好保持以上,并做好排水坡,以防止接头处所地翻浆冒泥,消除接头处所地线路板结.回填道砟时一定要饱满,以增加道砟跟轨枕地粘着力,并且道床断面应符合《修规》规定,堆高砟肩,适当增加外股道床宽度,并分层次夯拍,增加道床阻力.资料个人收集整理,勿做商业用途.轨枕及配件地整治对接头处所地根轨枕进行方正处理,适当缩小接头空挡枕间距至,相邻枕间距分别为、、、.这点虽然有点违背有关规定,但对于低接头地整治效果十分明显.察看枕木底部是否有掉块现象,如果有必须进行更换新枕,否则接头处所会因轨枕支撑面不足而产生空吊板现象,同时平时地捣固也起不到应有地作用,不能提高整体地稳定性.资料个人收集整理,勿做商业用途.捣垫结合地整治如果由于某些条件限制,清筛和换枕都无法完成地情况下,就需要采取捣垫结合地整治方法.对垫板较厚地接头,撤除接头处根轨枕上地大胶垫,更换为地调高垫片,然后反复地进行捣固,不断地加强道床地强度,消除下沉和空吊板.经过一段时间地稳定期后,观察如果有下沉或者空吊板达到以上时,就需把原来地调高垫片更换为地大胶垫,并且再次进行反复地不起道捣固.这个过程可以反复循环地进行,唯一地缺点就是比较费时费力.以上所更换地大胶垫最好使用型高弹性复合橡胶垫板,增加接头部位地弹性,减少列车对接头地冲击作用.资料个人收集整理,勿做商业用途.夹板地整治目前所用地普通夹板经过一段时间后,基本上都形成了一定地硬伤.一种做法就是互换里外口夹板,目地是消除或减少接头驶入端和驶出端地轨面不平顺.但这种做法最好不要用在正线,因为一旦夹板有问题,不管如何互换都不会解决问题,只是减轻问题地严重性而已.此时最好是更换新夹板,或者加工预弯夹板,预弯夹板地上弯量尽量保持在~为宜.预弯夹板地使用还要注意绥佳线地接头杜绝使用,一般用在低接头病害比较严重地处所.另一种做法就是外口安装减震夹板,主要是减缓车轮对钢轨接头地冲击力.安装减震夹板必须注意观察钢轨状态,如果钢轨垂磨比较严重,安装时就需考虑是否会引起晃车,根据现场地实际情况,灵活掌握.新安装地夹板要注意接头螺栓地扭力矩一定要达到要求,安装当天就应复紧至少列车,次日再复紧一遍.只有这样,理论上才能达到螺栓扭力矩地要求,从而减小列车对轨头和夹板地破坏.资料个人收集整理,勿做商业用途.轨端地处理轨端地处理包括打磨、匀缝,钢轨有硬弯地可以进行弯轨.对马鞍形接头进行打磨,用地直尺进行测量,矢度不大于.有一点需要说明地是打磨地前提必须保证接头附近高低、水平相对没有超限地情况下进行地.使用碗形砂轮研磨时,先研磨中部到要求深度,再向两端侧研磨,最后整修圆弧.使用平形砂轮研磨时,可从一侧向另一侧来回进行研磨.研磨后轨面高度相当于小腰部位地钢轨高度.用直尺检查,要求达到平整、均匀.马鞍形打磨可以保证轨面地平顺.其次是对轨端和轨头内侧肥边地打磨,及时消灭轨头高低、左右错牙,轨面及轨距线内侧错牙不得超过,可采用液压直轨器矫直接头小硬弯,上紧接头螺栓,达到规定扭力矩,保持接头坚固,也保证接头处地方向和轨距良好.接头地平顺性即接头地作用边和轨面地平直度,是直接造成低接头地因素之一.打磨可以按照周期进行,一般按照一季度一遍较为合理,但遇到特殊情况时就需要灵活调整计划.同时对于轨缝,特别注重轨缝地均匀和保持.在《修规》允许地范围内尽量减小轨缝,对超过构造轨缝()地轨缝及轨缝成段偏大地地段及时进行调整,以减小列车对接头地冲击力,同时要有计划地加强接头螺栓和扣件螺栓地复紧工作.尤其是每年地~月份和~月份,分两次进行全面地复紧,既可以保持轨缝地均习,也有利于提高轨道结构地整体稳定性.匀缝时不应太小,也不宜过大.轨缝不足,钢轨升温时无伸长余地,造成瞎缝,严重时使轨道臌曲.轨缝过大,列车通过时冲击作用增大,并在钢轨因降温缩短时,有可能把夹板螺栓拉弯或拉断.资料个人收集整理,勿做商业用途建议.对于既有线上已经状态严重不良地低接头,可以采取移除接头地方法进行整治.即在接头处插入~地短轨,且对新增加地接头进行焊接,这样在一定程度上能缓解列车地部分冲击力.资料个人收集整理,勿做商业用途.制作弹性轨枕,即在钢轨底部地轨底槽上刨切一定地深度,安装高强橡胶弹性底座,钢轨直接置于弹性底座上.在一定程度上能缓冲列车地冲击力,不至于接头受损.资料个人收集整理,勿做商业用途对于既有低接头地整治主要坚持捣固为主,垫片为辅,经常打磨地原则.平时应该特别注意接头处所地几何尺寸保持良好地状态.在如今高速、重载、客货混跑地新形势下,必须树立科学养护维修地理念,不断地探索,不断地试验,才能保证行车安全及旅客地舒适性.资料个人收集整理,勿做商业用途。
钢轨接头病害产生原因及处理措施朔州工务段白俊平钢轨接头可以保证钢轨的连续性,也可使钢轨自由伸缩。
但列车通过接头时产生较大的冲击力,接头部位受到很大的冲击附加动力作用,使轨道韵破坏较其他部位大得多。
据实测资料分析,钢轨接头处重伤轨更换占50%以上;接头处钢筋混凝土轨枕的失效率比其他部位要大3一5倍;接头处道床变形发展最快,道床出现塌陷下沉,极易造成钢轨低接头;消灭钢轨接头病害而进行的养路工作量占维修工作量的50%左右。
另外接头振动,加速机车车辆和钢轨配件的损坏,影响行车安全,甚至造成行车事故。
1、钢轨接头病害形成原因1.1 列车通过接头轨缝时,形成剧烈的冲击和振动,最大的可达几十吨,接头永久性变形加大,造成恶性循环。
1.2 有以下三种因素引起接头强大冲击动力:轨缝(尤其是大轨缝);台阶(轮对驶入接头处;两根钢轨的端部不在同一平面上);折角(接头下陷而形成)。
轮对通过接头时,这三种因素同时出现,产生先天性不平顺状态,引起强大冲击力。
轨缝愈大,冲击愈大,振动也愈大,其特点是瞬时增长,又急速下降。
(1)在冲击力作用下,轨面产生塑性变形,而形成钢轨端向的马鞍形磨耗,即未淬火轨端出现下塌,钢轨上下错牙;(2)钢轨和夹板产生永久性变形,形成低接头,直至夹板折断;(3)淬火端轨面剥落掉块,螺孔裂纹,夹板和钢轨腭部接触面磨耗;(4)接头冲击引起道床松动秆下陷,防磨垫层失效、钢筋混凝土枕承轨槽压溃,导致轨枕失效,道床翻浆冒泥,产生空吊板。
1.3 线路接头病害加大了维修工作量。
而养护维修不当,接头捣固不实;连接零件松动等,更增加了接头冲击力,加速接头病害的产生。
造成原始不平顺一接头冲击力接头病害养护维修不当接头冲击力增加接头病害扩大的恶性循环。
2、钢轨接头病害的预防2.1锁定钢轨,防止爬行,不使轨缝拉大。
木枕地段消灭浮离道钉,钢筋混凝土轨枕地段拧紧各类螺栓,达到规定扭力,补齐上足各种防爬设备。
2.2 定期拧紧接头夹板螺栓,保持接头紧固,有条件时采用高强接头螺栓,尤其绝缘接头螺栓,须协同电务部门确保扭力达标;螺栓松动会增加夹板和轨腭的磨耗,加剧接头的不平顺,当磨耗超过1咖时,应加垫三角铁,严重者应更换夹板。
钢轨接头病害分析及整治措施钢轨接头是标准轨线路轨道结构的薄弱环节。
钢轨接头病害不仅使轨道残余变形加剧,而且缩短钢轨的使用寿命,是提高线路质量的制约因素。
因此,搞好钢轨接头的养护维修,控制病害的产生和发展,是当前线路养护中一个十分迫切的问题。
⒈钢轨接头病害的成因分析⑴从自身构造方面分析钢轨接头存在轨缝的构造弱点,使车轮通过接头时产生台阶和折角,造成先天性的轨面不平顺,是接头病害产生和发展的根本原因。
⑵从轨道动力学理论方面分析钢轨接头病害和列车通过时的动力效应有密切关系。
所谓动力效应是指轨这结构对轮轨动力相互作用的反应,或者说是轮轨相互作用在轨道上所产生的效果。
动力相互作用引起轨道上的冲击荷载、动力荷载,轨道各部件的应力、变形和振动等,都是动力效应。
显然,轨道结构及其各部件的破坏直接与动力效应有关。
接头部分受到的冲击附加荷载是正常轮载的2~3倍,严重时甚至可达4~5倍。
钢轨接头区的破坏主要是钢轨破坏和道床破坏。
钢轨破坏所表现的压溃、剥离掉块和鞍型磨耗等;道床破坏主要表现为道床的沉陷、板结和溜塌,⑶从日常养护方面分析①换轨时设置轨缝过大和接头错牙,形成先天性的轨面严重不平顺。
②接头螺栓和扣件的扭力矩不够,造成轨缝时大时小,严重时形成大轨缝或瞎缝,瞎缝易造成轨端面掉块。
③设备“超期服役”、欠修,形成道床板结溜塌和翻浆冒泥,进而造成轨枕和钢轨残余变形积累的加快,加速设备的破损。
④工程施工质量差造成设备的先天不足。
养护单位对新线、大修设备介入晚或接管后管护没跟上,促使接头病害过早萌生。
⑤接头作业质量差,人为形成的接头过高或过低,加剧轨面的不平顺,引起动力效应的增加。
⒉钢轨接头病害整治措施的探讨⑴根治措施整治接头病害最彻底的方法是消除接头和优化接头结构。
无缝线路的大力发展,特别是超长无缝线路技术的应用使消除钢轨接头成为现实。
但在短期内全面消除钢轨接头是不可能的。
因此,优化接头结构应成为工务工作者的重要工作。
优化接头结构就是依靠新技术,使用接头冻结、胶结技术弥补接头的先天不良,还可采用自锁螺母防止螺栓松动。
钢轨接头病害的成因与防治措施浅析1导论我国的铁路建设事业已经走在了世界的先进行列,如今随着高铁事业的腾飞发展,钢轨建设工作也成为了重要的关注点。
尽管我国已经在该项领域达到了世界先进水平,但在钢轨接头的工作上仍有待改进。
作为我国铁路线路检修工作中的薄弱环节之一,钢轨接头的工作就成为了维修、保养工作的重要组成部分。
钢轨接头病害的现象大量存在,产生钢轨接头的病害因素有很多,以下笔者将一一进行分析和探讨。
2钢轨接头病害的原因引起钢轨接头病害的原因有很多,主要是以下几点:(1)钢轨接头构造不规范钢轨接头的构造应该严格规范,每一个接头的构造都要严格遵守轨道建造标准指标。
钢轨接头构造如果不符合构造时的要求,就会造成钢轨接头病害。
车轮经过时,就会造成台阶和折角问题,而且这种现象也增大了接头处的压力,最终使轨道出现问题。
这是钢轨接头病害产生的先天性原因,是在构造时就存在的隐患[1]。
(2)钢轨接头附加不平顺钢轨接头附加不平顺是指在运营时造成的钢轨接头病害的原因,相比于先天性的因素,运营时的问题隐患更加复杂。
它可能是因为钢轨结构薄弱、磨损消耗太大,而且钢轨材质弹性差的原因所致。
这些问题在检查时,需要逐一考虑、逐一纠正。
(3)钢轨接头动态不合理钢轨接头动态不合理主要体现在两个方面:一是轨道线路存在暗坑吊板和道床的问题,致使轨道弹性不均匀,造成轨道下沉。
另一方面是,轨道弹性和荷载波动不在正常范围内,致使轨道接触轨迹的波形难以控制,也不在预期的正常范围内。
(4)维修工作质量低日常的维修工作也是保证钢轨正常运行、接头正常的保障。
钢轨接头病害的另一大因素就是钢轨维修工作的质量低,主要是:一维修人员工作方法不当,没有严格按照钢轨接头的维修检查工作的标准。
例如,接头轨枕空吊不能及时处理、接头捣固工作完成质量低、石砟密实工作不到位等[2]。
二是维修人员工作态度不够,对于检查、维修工作执行力度低,对列车运行造成的钢轨接头松懈、弹条崩断、接头螺栓断裂、胶垫压溃等问题没有很好解决。
【关于钢轨接头病害的整治】钢轨接头病害整治方法关于钢轨接头病害的整治钢轨接头是轨道结构的三大薄弱环节(曲线、道岔、接头)之一,特别是最近几年来随着铁路运输向高速重载的发展,钢轨接头病害越来越突出,因此投入的维修费用也逐渐增大。
实践证明,线路接头病害占总维修费用的35%~40%。
为了有效地减少钢轨接头病害,确保行车安全,我们在养护维修工作中必须加强接头养护在养护维修中,根据理论和实践:接头必须达到以下几点要求。
1、接头不管采取悬空式或承垫等结型式,都必须要求左右两过股钢轨接头相互对齐,并处于接头轨枕中间或承轨槽中部(为了延长枕木的使用寿命在实践工作中尽量不要设置成承垫式)。
2、在接头范围内,钢轨应该能够象其他部位一样,承受列车通过时作用于其上的垂直力和横向力,也就是说在荷载作用下在接头范围内钢轨挠曲的形状和大小和其他部位相同。
3、冻结线路的钢轨热胀冷缩时,接头处的钢轨端部,不能产生位移(或微小位移)。
4、无缝线路钢轨热胀冷缩时,焊缝接头不允许发生位移,缓冲区第一个接头处的钢轨端部可作一定的位移(发生位移不能太大,且不能超过构造轨缝)。
以上这些要求与线路养护以及钢轨自身是不相匹配的,而是相互矛盾的。
所以我们在平常的养护维修工作中,要针对各种接头病害,认真彻底地分析其产生的原因,根据分析的原因,采取切实可行的相应措施来整治钢轨的接头病害,尽可能地延长设备使用寿命,确保列车平稳和不间断地运行。
钢轨接头病害是多种多样的,下下面就谈谈在平常工作中常见的几种病害的整治方法:一、钢轨接头支嘴1、产生钢轨接头子嘴的原因钢轨子嘴接头的产生,除人为因素外,还有自然因素。
(1)、人为因素主要是:卸下或堆放钢轨不及时上架(立放),两端与中部立放时高低不一,受力不均,未拨直拨正。
(2)、自然因素:①主要表现在小半径曲线相对式接头处由于钢轨硬弯和钢轨弹性引起的。
②通过运营后,受列车横向力的冲击,夹板弯曲,螺栓不紧,轨缝顶严。
浅析钢轨接头病害原因及整治措施近年来,伴随着铁路交通的发展,列车数量持续增多,对轨道结构薄弱环节的钢轨接头养护,提出了高标准的要求。
在列车轮对经过接头时,由于长时间的动荷载,导致接头处的状态持续变化,最终形成接头病害。
再加上日常缺乏养护或维修,加剧列车对线路的损害,从而加重接头病害,加快病害的发展速度,甚至威胁行车安全。
一、钢轨接头的类型钢轨接头连接零件,是由螺栓、螺母、夹板等零件组成的,每个零件都发挥着重要的作用,以钢轨接头螺栓为例,是钢轨联接的主要零件,其强度与钢轨联接的可靠性密切相关。
钢轨的连接方式不同,类型和作用也就不同,包括普通接头、减震接头、绝缘接头、伸缩接头等。
下表1为普通铁路接头螺栓扭矩标准。
表1 普通铁路接头螺栓扭矩标准二、钢轨接头常见病害及成因1、常见病害钢轨接头的病害多种多样,具体表现为:(1)低接头,这类病害多见于捣固质量不佳的地段,特别是曲线下股。
(2)钢轨端部鞍形磨耗。
在混凝土枕铺设的部位明显,发展快速。
(3)钢轨破损。
螺栓孔裂纹、钢轨顶面掉块等,多见于钢轨端或淬火区。
(4)夹板断裂。
最初,顶部中心出现小裂纹,随着时间的延长,裂纹逐渐扩大。
(5)接头处道床板结、泛白,降低道床弹性,此病害以风沙侵蚀、鞍形磨损地段多发。
(6)其他。
如混凝土枕破裂、接头下方缓冲垫窜出等,都是比较常见的病害。
2、原因分析(1)接头结构不平顺。
列车通过接头部位时,由于钢轨轨缝的存在,邻近钢轨在列车运行下相互撞击,导致轨面变形,出现低接头、错牙等情况,最终形成高差。
这种情况下,钢轨将无法保持持续直线的状态,会加快钢轨各零件的磨损速度,接头结构不平顺,引发马鞍形、接头压塌等病害。
(2)道床板结、沉陷。
施工过程中,个别施工单位为了节约成本,大多使用碎石道床,相较于其他道床,这种道床方便养护、成本低。
但是由于碎石道床颗粒松散,长时间受列车动荷载的影响,会出现不稳定的情况。
再加上道床的变形,最终出现板结的现象。
线路钢轨低接头病害成因及整治措施本人从事铁路工作了15年,从一名对铁路知识一窍不通的门外汉到养路工,副工长,工长,点检员,在实践当中得出很多经验。
关于接头病害的成因及整治办法谈一谈我个人的看法。
我作业区全线71公里,由于养护不及时,在运行两年后接头病害逐渐暴露出来。
钢轨接头是轨道结构的薄弱环节。
接头虽然能保证轨道的几何形位不受破坏,但却在一定程度上破坏了线路的连续性。
接头常见病害的种类主要有:鞍形磨耗、低接头、接头掉块、夹板弯曲、轨枕破损、翻浆冒泥、暗坑、错牙、支嘴等。
但就其整治的难易程度而言,整治低接头的工作量要远远大于其他接头病害。
对于低接头的整治必须建立一套科学的养护维修办法,全面的进行分析、整治,这里我建议建立“立体”养护维修模式。
一、低接头成因分析1.与接头结构有关钢轨接头在结构上的不平顺,指的是接头轨缝;车轮压在钢轨的输出端时,邻接钢轨的接受端有抬高趋势,形成台阶;荷载下钢轨接头处的扰曲不是连续曲线,而是折线。
当折角,轨缝,台阶三要因素同时出现,都将产生轮轨冲击,从而增大接头处的附加动力。
使轨面在动态情况下呈波浪形不平顺。
2.基床翻浆冒泥所谓路基基床:是指路基上部受到列车动力作用和水文气候变化影响较大的一层,其确切的厚度,随路基的构造,运输条件和水文气候条件的不同而不同。
一般是指从路基面向下1~3m左右范围。
在这个范围内,以路基面下0.5m内受动力的影响较为剧烈,再往下,应力衰减较快。
一般从路基面下1.0m处,其动应力约为路基面的三分之一。
《规范》中把路基面向下1.2m范围内作为基床考虑。
基床翻浆冒泥通常表现为:⑴基床翻浆⑵路基面翻浆冒泥,是翻浆的另一种表现形式。
由于基床翻浆冒泥病害的产生,软塑了路基面,从而显著地降低了路基的承载能力,加速了接头轨面的不平顺,从而导致接头病害特别是低接头的产生。
接头处的基础,一般线路基础指的是路基。
由于基床土质不良,排水不畅及接头处的路基,承受着来至大于非接头处几倍以上的列车冲击力。
因此,接头处更容易产生基床病害。
如:翻浆冒泥,道床板结,线路下沉。
接头道床病害一旦发生,不仅承载能力降低,而且线路刚度大为提高,减震,隔振性能下降,使线路上部设备难以保持正常工作。
诸如轨枕掉板,暗坑等线路病害续而产生,影响列车运行的平稳性。
3.道床状态不良经过对管内K170+000~K252+200的接头调查,发现只要是低接头处所,90%伴随有道碴磨圆、翻白、下沉与坍碴及空吊板;10%的伴随有翻浆冒泥及道床板结等现象。
道碴磨圆不仅破坏了道床的弹性,而且降低了道碴跟轨枕的黏合力。
这在一定程度上破坏了正常的车轮与接头的动力响应关系,由此引起的附加动力荷载变化率非常大,类似于冲击荷载。
接头处的道床板结或翻浆冒泥,破坏了道床的整体性和连续性,从而接头会受到剧烈的冲击和振动,久而久之形成了低接头。
另外,道床给轨道结构的阻力不够,例如道床的厚度不足、碴肩堆高不足及宽度不够等,这也是加剧接头病害产生的原因之一。
4.轨枕及扣件状态不良调查还发现,接头附近6根轨枕由于捣固和承受来自轨道的动力荷载及冲击荷载的影响,轨枕底边有掉块现象,导致轨枕支撑面不足,承载力下降,从而产生了多种接头病害。
5.接头不平顺接头不平顺一般情况主要有高低错牙、左右错牙、轨头掉块、鞍形磨耗、支嘴等。
这些病害的存在,使接头上钢轨驶入端和驶出端轨面所形成的折角增大,在一定程度上加大了对轨道连续性的破坏,使接头完全接受了来自车轮的各种荷载,加速了低接头的形成。
6.夹板及轨缝状态不良对于新上线路的接头,由于列车车轮对接头无数次的冲击,使得夹板在一定时间后形成了台式磨耗,如果接头螺栓再有松动情况,这样就容易出现空吊板,在一定程度上也加速了低接头的出现。
轨缝也是造成低接头的原因之一,经过对K170+000~K252+200接头的调查显示,80%有低接头的地方轨缝较大,5%有低接头的处所轨缝较小或没有轨缝。
因此,如何正确的设置轨缝,对于接头的养护也很关键。
7.养护维修不到位低接头的出现跟平时的养护和检查有很大的关系。
捣固不及时或者说捣固不到位,平时缺少对接头不平顺的检查和打磨,有些情况下只垫不捣,导致接头垫片越来越厚,而接头也越来越低,对松动的接头螺栓没有及时的复紧等。
对既有低接头的整治必须建立一套完整科学的养护模式,并且要提高其质量储备期,从根源上和基础上控制设备病害的发生和发展。
经过对管内接头的试验性整治中,发现只重视两股钢轨的狭隘维修观念已经不再适用。
必须树立全方位、立体化养护的理念,使接头的整治从基础到上部、从附属到主体,既能提高设备的整体稳定性,又能使设备出现的病害及早消除,相对减少接头养护成本的支出,提高接头的保安能力。
二、钢轨低接头主要病害的整治1.基床冒浆整治基床翻浆主要表现为:基床翻浆冒泥、基床沉陷、边坡臌胀、开裂,严重地段出现溜坍。
特别是基床翻浆冒泥和路基沉陷,严重地危及行车安全。
在运输条件允许的路堤地段,最好对基床表层采取全断面换填土,对于路堑地段除做好全断面换土外,还应用PVC管做好纵向向堑外排水设施。
在运输比较繁忙的线路宜利用列车慢行采取部分更换土方案,对路堤地段采用碎石(角砾土或卵石土)、土工布相结合,对路堑部分除做上述工作外还应在路肩下或侧沟下用PVC管。
采用科学的办法通过彻底清筛道床、加铺砂垫床、采用封闭层、更换土质办法彻底整治基床冒浆整治病害。
2.道床的整治对于低接头处所的5~7孔范围内的道床首先进行全面的清筛处理。
清筛前应准备一定量的优质道碴,对原来的磨圆道碴进行更换。
枕下道碴厚度最好保持300mm以上,并做好排水坡,以防止接头处所的翻浆冒泥,消除接头处所的线路板结。
回填道碴时一定要饱满,以增加道碴跟轨枕的粘着力,并且道床断面应符合《修规》规定,堆高碴肩,适当增加外股道床宽度,并分层次夯拍,增加道床阻力。
3.轨枕及配件的整治对接头处所的6根轨枕进行方正处理,适当缩小接头空挡枕间距至(520~500mm)范围,相邻枕间距分别为540mm、560mm、570mm。
这点虽然与有关规定标准不符(但也是在《修规》许可误差范围之内),可是对于低接头的整治效果十分明显。
察看轨枕底部是否有掉块现象,如果有必须进行更换新枕,否则接头处所会因轨枕支撑面不足而产生空吊板现象,平时的捣固也起不到应有的作用,不能提高整体的稳定性。
4.捣垫结合的整治如果由于某些条件限制,清筛和换枕都无法完成的情况下,就需要采取捣垫结合的整治方法。
对垫板较厚的接头,撤除接头处4根轨枕上的大胶垫,更换为5mm的调高垫片,然后反复的进行捣固,不断的加强道床的强度,消除下沉和空吊板。
经过一段时间的稳定期后,观察如果有下沉或者空吊板达到3mm以上时,就需把原来5mm的调高垫片更换为10mm的大胶垫,并且再次进行反复的不起道捣固。
这个过程可以反复循环的进行,唯一的缺点就是比较费时费力。
以上所更换的大胶垫使用弹性较好的复合橡胶垫板,增加接头部位的弹性,减少列车对接头的冲击作用。
5.夹板的整治目前所用的普通夹板经过一段时间后,基本上都形成了一定的硬伤。
一种做法就是互换里外口夹板,目的是消除或减少接头驶入端和驶出端的轨面不平顺。
但这种做法最好不要用在正线,因为一旦夹板有问题,不管如何互换都不会解决问题,只是减轻问题的严重性而已。
此时最好是更换新夹板,或者加工预弯夹板,预弯夹板的上弯量尽量保持在2~4mm为宜。
预弯夹板的使用还要注意新上线的接头杜绝使用,一般用在低接头病害比较严重的处所。
6.轨端的处理轨端的处理包括打磨、匀缝,钢轨有硬弯的可以进行弯轨。
对马鞍形接头进行打磨,用1m的直尺进行测量,矢度不大于0.2mm。
有一点需要说明的是打磨的前提必须保证接头附近高低、水平相对没有超限的情况下进行的。
用1 m直尺检查,要求达到平整、均匀,马鞍形打磨可以保证轨面的平顺。
对轨端和轨头内侧肥边的打磨,及时消灭轨头高低、左右错牙,轨面及轨距线内侧错牙不得超过0.2 mm,可采用液压直轨器矫直接头小硬弯,上紧接头螺栓,达到规定扭力矩,保持接头坚固,也保证接头处的方向和轨距良好。
接头的平顺性即接头的作用边和轨面的平直度,是直接造成低接头的因素之一。
同时对于轨缝,特别注重轨缝的均匀和保持。
在《修规》允许的范围内尽量减小轨缝,对超过构造轨缝(18mm)的轨缝及轨缝成段偏大的地段及时进行调整,以减小列车对接头的冲击力,同时要有计划的加强接头螺栓和扣件螺栓的复紧工作。
尤其是每年的3~4月份和9~10月份,分两次进行全面的复紧,既可以保持轨缝的均习,也有利于提高轨道结构的整体稳定性。
匀缝时不应太小,也不宜过大。
轨缝不足,钢轨升温时无伸长余地,造成瞎缝,严重时使轨道臌曲。
轨缝过大,列车通过时冲击作用增大,并在钢轨因降温缩短时,有可能把夹板螺栓拉弯或拉断。
三、应急整治1. 对低扣接头应急整治。
尤其是空吊板严重、轨枕移动歪斜的接头,须对接头轨枕进行方正,在接头处两根轨枕中再穿插一根2.5m的木枕,然后对接头适当起道、加强捣固,视情况可在木枕上面垫上5~10mm的胶垫(垫在轨缝中心位置);能有效防止接头两根轨枕位移,增强接头轨枕的受力面积,缓解和消除低扣接头病害的漫延。
2、此外,对以轨缝为中心范围内的接头抵扣(主要是钢轨低头造成的),可松开接头夹板,更换新夹板或在原有夹板上垫上2mm~4mm的垫片,垫片长度以120mm~150mm为宜,拧紧接头螺栓(保持接头螺栓扭力矩>500 N.m,以保证足够的接头阻力)。
同时对接头两根轨枕进行捣固,可以矫正和消除接头低扣现象。
3.对于既有低接头的整治主要坚持捣固为主,垫片为辅,经常打磨的原则。
平时应该特别注意接头处所的几何尺寸保持良好的状态。
在如今重载、客货混跑的新形势下,必须树立科学养护维修的理念,缩短保养周期,不断的探索,不断的试验,才能确保行车安全及旅客的舒适性。
总之,对于钢轨接头要重点养护,铁路的发展对的养护维修提出了新的更高的要求。
所以必须本着创新的思想,立足本职,积极探索铁路的养护维修方法,提高养护维修的科技含量,保证安全生产和运输安全,迈出铁路工务维修的创新之路。