版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

[科普中国]-钢轨瞎缝

科学百科
原创
科学百科为用户提供权威科普内容,打造知识科普阵地
收藏

钢轨瞎缝是钢轨接头两轨端挤严呈无缝隙的状态。轨道铺设时,如果轨缝预留不当,造成当轨温尚未达到当地最高轨温时出现连续瞎缝的危险情况。此时,轨温继续升高,钢轨因变形受阻开始积聚温度压力,严重时会引起胀轨跑道,危及行车安全。因此,必须在每年初夏季节采取措施消除线路上出现的连续瞎缝现象1。

简介砌筑工在砌筑时,没有摆好砖,导致最后砌筑的几块或一块砖缝宽达不到最小的8mm宽(一般也是竖缝多),无法砌浆,只能干砌了,这样就形成了瞎缝。同理,钢轨瞎缝就是铺铁轨最后的的缝隙没有满足要求,在夏季气温炎热的时候,钢轨涨轨使接头顶死。

产生原因钢轨接头是轨道的薄弱环节,它破坏了线路的整体性,加剧了机车车辆与线路相互的动力作用,造成轨道部件折损、整体结构几何变形及轨道养护维修工作量的增多,是病害集中之处,也是养路工作重点所在。产生钢轨接头病害的原因是多方面的,主要是因为接头本身的结构破坏了钢轨的整体性,列车通过时引起较大的冲击动力从而导致线路病害的发生2。

1.钢轨接头受力较大。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。轨道结构的不连续性是钢轨接头的轨缝与钢轨整体相比,夹板的强度、刚度的不足所造成的钢轨接头结构上的薄弱,破坏了轨条在纵向的连续性。钢轨接头结构上的不平顺性主要表现在接头轨缝。车轮压低钢轨的送轮端时,钢轨的迎轮端有抬高趋势,形成台阶。荷载作用下钢轨接头处的挠曲不是连续曲线,而是折线。轨缝、台阶、折角同时将产生轮轨冲击,从而增大接头处的附加动力。钢轨接头结构上的不平顺主要是接头轨缝,轨缝愈大,台阶愈大,折角愈大,轮轨间的冲击愈大。轨面在接头区的不均匀磨耗是轨面不平顺的另一种形式。钢轨接头在结构上的不连续和轨面不平顺是接头病害的主要原因。

2.线路维修养护不良。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。钢轨接头夹板的强度、刚度的不足会造成钢轨接头结构薄弱,而接头养护维修工作中,接头螺栓扭矩不足、接头轨枕扣件不密靠等因素,加大了轨道结构的不连续性。维修养护不当或质量不好,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,接头维修养护的首要任务是加强接头强度、刚度,减少冲击动力,防止接头破坏而引起接头冲击动力加大。接头冲击动力加大的过程主要有三个因素:轨缝、台阶和折角。由于这种结构不平顺的存在,车轮从一根钢轨转到另一根钢轨时,出现瞬时的悬空,产生碰撞现象,轨缝越大,冲击振动越大,从而增大接头处的附加动力。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。

解决方法1.加强轨缝及接头零部件的养护,钢轨接头存在轨缝是接头病害产生和发展的根本原因,在规范要求的前提下,限定并控制轨缝是线路接头维修养护的重要内容,一旦出现大轨缝和连续瞎缝时,要及时进行调整使轨缝经常处于良好状态。定期对螺栓进行检查和复紧,保持接头螺栓扭矩力在规定范围内;夹板和接头螺栓涂油,以缓减列车的冲击破坏作用;作好轨枕、扣件和加强道床的养护。接头轨端顶面应进行倒棱,一旦出现顶端肥边,要及时进行打磨处理,以防顶死引起揭盖掉块。

2.合理起道捣固作业,由于钢轨接头在列车反复冲击荷载作用下,接头处道床应力和振动加速度远远高于非接头部位,残余变形积累加剧:为了提高抵抗冲击的能力,接头道床应有良好的捣固质量。

加强捣固作业。捣固前要先拧紧接头夹板螺栓和轨枕扣件螺栓,以加强接头的整体性和防止捣固后有空吊板;打撬塞时,应打在靠接头的两根轨枕的枕头一侧,以防止扭断轨枕和来车时压伤轨枕、钢轨和夹板;轨底捣固必须加强,机械捣固应增加轨底部位的捣固时间;捣固顺序以小腰向接头捣固,促使道碴向接头挤紧,既能防止低接头,又能消除高小腰或小腰空吊板。

起道作业。接头起道应该将轨面抬平,然后进行捣固,切忌抬高接头,形成鼓包,造成人为的轨道不平顺,加大列车冲击力。

夯拍道床作业。列车运行时,使枕底道碴挤压、振动,并向轨枕盒和轨枕头挤出,为了提高接头线路的稳定性和保持轨底捣固的效果,应对接头轨枕盒和轨枕头的道床夯实。

3.整治接头部位的道床,混凝土枕线路道床病害主要是道床不清洁引起的板结和翻浆冒泥,钢轨接头部位比非钢轨接头更为严重。钢轨接头道床板结和翻浆冒泥出现以后,不仅承载能力显著降低,而且线路刚度大为提高,不能吸收轨道的振动,减振、隔振性能降低,线路的残余变形及各种病害发展加剧。整治钢轨接头道床病害,恢复道床弹性,主要有以下措施:清筛道床;更换磨圆道碴等。

4.整修轨面,轨端不均匀磨耗和掉块、擦伤是钢轨接头在运输中引起机车车辆的巨大附加冲击,使线路变形加剧,轨枕发生裂纹,扣件损坏,道床板结,不仅缩短了轨道各部件的使用寿命,而且对增大接头的维修养护工作量也有直接关系。必须及时对接头轨面进行修理、打磨和焊补。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1m直尺检查,要求达到平整、均匀。

5.改善轨下垫层弹性,轨下垫层弹性经多年运输,橡胶垫板会逐步硬化,特别是接头部位的垫板在强大冲击力的作用下,弹性逐步减少。应及时更换接头区4根轨枕的垫板,以恢复轨道结构的良好弹性。

6.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。

7.及时清筛接头范围内的道床,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。

8.及时消灭轨头高低、左右错牙,可采用液压直轨器矫直接头小硬弯,上紧接头螺栓,达到规定扭力矩力,保持接头坚固。对于接头错牙,在日常维修养护、单根抽换钢轨或成段更换再用轨时要特别引起重视,使其上下、左右均不得超过0.5mm,保持接头处的方向顺直,轨距均匀可采用起、改、弯的方法整治,坚持每月在定期拨道中,首先要拨好接头、小腰,拨不好则用改的方法既改轨距,兼顾方向,属硬弯则拆开接头用弯轨器矫直。

9.用上弯夹板整治低接头或枕底下垫胶垫整治低接头。上弯夹板的上弯量以2~4mm为宜。当换上弯夹板后,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。利用特制的枕底大胶垫整治低接头,效果显著。翻浆冒泥接头先要进行清筛,枕底稳定后方可垫入。特制大胶垫垫入一年后必须撤出,重新捣固好。

10.拧紧轨枕扣件,更换失效轨底大胶垫,整修木枕轨底坡,使之保持1:40的轨底坡。

11.根据支嘴程度,适当增加外股道床宽度,并分层次夯拍道床,增加道床阻力。调换支嘴处里外口夹板,利用夹板的反弯控制接头支嘴,同时拨道作业中,对支嘴接头只能压不能挑。如必须上挑时,要用拨动小腰带动接头的方法,不要直接拨动接头防止支嘴扩大。

12.在接头吊板暗坑严重处所采用起道捣固的方法进行整治。一般起道高度≥30mm。捣周时多串轻捣,防止砸碎石碴。一般要捣6根轨枕,捣八面20~24镐,小腰也应串镐,捣紧捣实。

13.加强轨缝和接头部位零部件的养护,保持合理的轨缝值,定期检查螺栓和扣件扭矩力,进行起道捣固作业,整治道床板结和翻浆冒泥,轨面打磨和焊补整修、改善轨下垫层弹性等综合整治措施,能够有效控制接头病害的产生和发展。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学