[科普中国]-轨道接头阻力

钢轨接头形式

由于钢轨接头减弱了钢轨的整体性,鱼尾板不可能完全传递钢轨的抵抗力矩,接头本身结构薄弱,列车通过接头时,产生的冲击力较大,使铁道接头处受到的破坏比其他部位大,因而在接头地点所产生的病害较多。

接头的形式，按其对轨枕的位置，可分为悬接式和承接式两种；按其在两股钢轨上的相互位置分为相对式和相互式两种。

按对轨枕位置分1.悬接式接头

这种接头如下图所示。其特点是钢轨接头悬于两轨枕之间，当车通过时，因车轮碾压后钢轨挠曲，轨端下落，鱼尾板和轨端受力较大。容易使轨道产生低接头，鱼尾板弯曲和断裂现象。为了加强接头，在配置轨枕时，可适当地把接头轨枕间距缩小，以增加接头的抗挠曲能力，这种接头的有点是弹性较好。

2.承接式接头

其接头位于轨枕之上，由一根或两根轨枕承垫。在钢轨接头之下有一根轨枕承接的叫单枕承接式接头，如下图所示。在列车通过时，传到轨枕上的压力，有先有后，当车轮压在一侧轨头时，轨头与其下部轨枕一侧发生弹性沉陷，而另一侧轨头与轨枕之间出现空隙，使轨枕摇动，轨枕失去稳定性。

有两根轨枕承接在接头之下的叫双枕承垫式接头，如下图所示。两根轨枕分别承垫在两个轨头之下，轨枕之间要有20-30mm的间隙，使轨头有自由挠曲的可能，并具有弹性。为使轨枕间距不变可夹入木片，用螺栓固定，可以避免单枕承垫的缺点。

双枕承垫式接头与悬接式接头比较，优点是承垫式接头鱼尾板受力轻，因轨枕支持轨头，接头处所发生挠曲较小，缺点是接头较强，捣固作业困难。

悬接式接头与双枕承垫式比较，那种优越，还没有定论。我国准轨和窄轨铁道采用悬接式接头。

按两股钢轨上的相互位置分1.相对式接头

也称对接，即两股钢轨接头左右相对，如下图所示。

2.相互式接头

又称错接，即一般钢轨接头与另一股钢轨中点相对。如下图所示。

两种接头对比，其相互式接头的优点是：

（1）冲击力分散，道床维修工作量少。

（2）两股钢轨间断在不同地方，易于保持曲线的圆顺。

相对式接头的优点是：

（1）在列车通过接头时，两股钢轨的冲击作用用时发生，因此冲击次数比错接（相互式）少一半。

（2）在对接的情况下，所发生的冲击作用是平衡的，易于保持水平，而在错接的情况下，所发生的冲击是时左时右不平衡的。不易保持水平。

（3）对接钢轨可采用机械成节铺设，错接钢轨只能逐根铺设。

矿井窄轨铁道曲线采取错接，直线采取对接。使用抱枕式人车的斜井铁道就应该采取错接。1

理论分析根据钢轨接头结构形式进行理论分析计算，接头上一枚螺栓产生的夹板和钢轨间的摩擦阻力与它承受的拉力近似相等，螺帽拧得越紧，螺栓受的拉力越大，则接头阻力越大。中国轨道采用的是高强度螺栓，通过应用测力扳手测定螺帽的扭力矩大小来反映螺帽的拧紧程度，从而确定接头阻力的大小。扭力矩与螺栓拉力的关系可用以下经验公式表示：

式中，T为拧紧螺帽时的扭力矩（N·m）；K为扭矩系数，K=018~0.24；P为螺栓拉力（kN），D为螺栓直径（mm）。

列车通过钢轨接头时所产生的振动会使扭力矩下降，接头阻力降低。据测定，其阻力可下降到静力测定值的40%~50%。所以，在长期运营过程中，定期检测接头螺栓扭力矩，并重新拧紧螺帽，保持一定的接头阻力，是一项十分重要的措施。2