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[科普中国]-轨间拉杆

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轨道作为铁路线路的重要组成部分,是一个整体性的工程结构,它由钢轨、轨枕、联结零件、道床,防爬设备和道岔等主要部件组成。

功能钢轨接头是不同长度的单根钢轨,用夹板螺栓相互联结的部位。理想的接头应具备以下要求和功能:

(1)接头处钢轨具有良好的连续性和较高的整体性,并接近接头以外钢轨的强度和刚度,以承受列车通过时产生的垂直力与横向力。即在载荷作用下,接头范围内钢轨挠曲的形状和大小与非接头部位相同。

(2)接头应具有一定的阻力,以阻止钢轨自由伸缩,但在构造上又要求有一定的缝隙,在钢轨热胀冷缩时,接头处的钢轨端部应能做一定程度的移动。

(3)接头结构应简单,各种零部件便于制作和养护维修,接头连接零件数量很大,应能采用轧、锻、铸等工艺进行大量生产。

(4)某些特殊接头,还要求具备绝缘、传电、伸缩等功能。 这些要求是相互矛盾的,所以迄今为止还没有一种能同时满足上述条件的理想结构。1

接头形式接头的连接形式,按其相对于轨枕位置,可分为悬空式和承挚式两种。按两股钢轨接头相互位置,可分为相对式和相错式两种。我国一般采用相对悬空式,即左右两股钢轨接头应对齐,同时位于两接头轨枕中间。 钢轨接头按其用途及工作性能又可分为普通接头、导电接头、绝缘接头、 焊接接头、异形接头、伸缩接头、冻结接头等。

普通接头:普通接头是线路上用得最多的接头,即一般标准钢轨铺设时两钢轨的联结接头。

导电接头:在自动闭塞区段及电力牵引区段,信号电流和牵引电流都要依靠钢轨传道,所以在钢轨接头处,必须设置两轨间的导电装置。导电装置目前有两种:塞钉式和焊接式。

异形接头:用于连接两种不同断面的钢轨。采用异形夹板连接两种不同类型的钢轨时,异形夹板的一半应与一端同型钢轨断面相吻合,另一半则与另一端钢轨断面相吻合。

绝缘接头:用于自动闭塞分区两端的钢轨接头上,以隔断电流。绝缘的方法是在夹板与钢轨、螺栓之间、螺孔四周及轨端之间用绝缘材料阻隔,绝缘材料常用高强度尼龙;在无缝线路上还采用了胶结绝缘接头,轨缝用胶填满,提高接头的剪切强度。

伸缩接头又称温度调节器,是将接头以尖轨形式连接,它用于轨端伸缩量相当大的处所,或者桥梁结构物上的无缝线路,以减小桥梁结构物与无缝线路的相互作用。

冻结接头是采取构造措施阻止钢轨的伸缩,用于不允许出现轨缝的处所,早期使用高强度螺栓,并在钢轨螺栓孔垫入月牙垫片,但常遇螺栓折断而失败。目前我国无缝线路采用复合式钢轨粘接接头和胶粘冻结接头,取得了较好效果。

减振接头,是指在钢轨接头处线路外侧夹板中间部分,加高至与钢轨头部持平,当车轮通过轨缝时,减振夹板的顶面与钢轨项面同时接触车轮,减振夹板的刚度大,可减小车轮通过轨缝的折角和台阶,减缓车轮的冲击振动,使车轮能平顺过渡,达到减振效果。1

养护及病害防治1、加强轨缝及接头部位零部件的养护

(1)轨缝要始终保持合理的轨缝镇,对于大轨缝和连三瞎缝利用每年3-4月和9-10月的良好气温条件及时进行调整。

(2) 目前使用的高强度接头螺栓,在列车的冲击荷载作用下,易出现松动,扭力矩下降等病害。要定期对螺栓扭矩进行检查和复紧,保持接头螺栓扭力在500N/m以上,以保证足够的接头阻力,提高接头的整体性。

(3) 夹板和接头螺栓涂油,以缓减列车的冲击破坏作用,有利于保持较高的螺栓扭力矩。

(4)做好轨枕、扣件养护和加强道末工作,保证道床有足够的纵、横向用力。使轨枕扣件的安装和养护达到紧、密、靠、正的要求。为此,要经常对扣件进行检查,及时进行扣件的复紧工作,每年人冬和人夏前都要全面进行扣件复紧,以保持足够的扣件扭力矩,接头道床保持饱满,适当增加道床府宽和堆高道床肩部,提高道床捣固质量并进行夯拍等措施。

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,道床应力和操动加速度远远高于非接头部位,使残余变形积累加剧,因此接头道床应有良好的捣固质量以提高抵抗冲击的能力。接头起道应将轨面抬平然后进行捣固,切忌抬高接头,形成鼓包。抬高接头的做法。会人为地造成轨道不平顺,加大列车冲击力。撼固前,要先拧紧接头螺栓和轨枕扣件螺栓,以加强接头的整体性和防止捣固后空吊板。轨底部位的捣固必须加强,机械捣固应增加轨底部位的搞固时间6-8S。掩固顺序从小腰向接头捣固。促使道碴向接头挤紧,防止高小腰和小腰吊板。

3、整治接头部位的道床

道床板结和翻浆是道术主要病害。钢轨接头道床板结出现后,不仅承载能力显著降低,而且线路刚度大为提高,减振、隔振性能降低,线路的残余变形及各种病害发展加剧。为此,要充分做好接头道床的养护工作;

(1)接头部位道破应有良好的级配和颗粒形状,对于磨园的道殖要进行更换,以恢复道床的良好弹性。

(2)道床中粉尘较多时,在雨水的作用下。与道碴颗粒可凝为一个整体,极易形成道床板结。从失去弹性,要重点整台,同时对接头处3个轨枕盒的道床进行破底清筛;

(3)保持接头部位道床的均匀饱满,提高接头部位道床抵抗变形的能力,提高线路的稳定性。

4、整修轨面

轨端不均匀磨耗和掉块,擦伤是钢轨接头在运营中产生的主要病害,能引起机车车辆的巨大附加冲击,使线路变形加剧。并导致接头病害的进一步发展,必须及时进行轨面修理,对轨面进行打磨和焊补。打磨是用砂轮打麝机对接头轨面不均匀磨耗或掉块、剥落等病害进行打磨和整治。对于深度大于4mm轨面的不平顺,要进行钢轨焊补。

5、改善轨下垫层弹性

轨下弹性垫层经过多年的运营,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。为此,要进行接头综合整治,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。接头病害的成因是多方面的,其整也应采取综合整治的方式。只有将多种因素一起考虑,综合安排整修,才能有效控制接头病害的发生和发展。2

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学