码头铁路线路突出病害产生原因及其减缓措施

郭士萍 徐 鑫 闫四良

1 码头铁路线路接头病害突出的原因

通过调查分析，车轮通过钢轨接头处对铁路线路轨缝形成剧烈的冲击和振动是造成钢轨接头病害的外因;钢轨断面及接头部分设计不合规范以及淬火工艺不良是钢轨接头病害产生的内因。有接头存在就有接头产生的可能性，钢轨接头是铁路线路的薄弱环节，由于轨缝的存在，列车通过时发生冲击与振动，其冲击力最大可达非接头区的三倍以上，则冲击力促使道床的沉陷和钢轨的低接头。对于普通线路可以利用起道捣固、加强接头强度和增加轨下垫层厚的方法解决。但对整体道床线路，特别是在作业频繁的码头地段，日常维修难以正常进行，以致接头病害尤显突出。

1.1 整体道床铁路线路接头病害处理方案一

结合上述情况为了根治码头线路接头病害，就需从接头轨缝入手，消除轨缝，从而达到消除接头病害的目的。我们可借助无缝线路所具有的优势来克服接头病害这一线路弊端。无缝线路是由许多标准长度的钢轨焊接成长轨条铺设而成的，并通过扣件把钢轨、轨枕与道床紧固在一起使钢轨在温度变化时，不致发生明显的变化。无缝线路与普通线路相比，在相当长的线路上消灭了钢轨接头，因而具有行车平稳，节省接头材料，降低维修费用，延长线路设备和机车车辆使用寿命等优点，并能适应高速行车的要求。根据养路工区维修情况和现场作业总结，若无接头病害，则可节约日常维修用工的50%。现我国很多地区都以无缝线路取代普通线路，以适应铁路运输事业高速的发展。

在港区新建码头上铺设线路或对正线的修建都可以考虑进行无缝线路的铺设。在这主要介绍如何借鉴无缝线路的优点来整治码头整体道床既有线路的接头病害。考虑到码头整体道床的钢轨完全镶嵌于水泥凝固面中，扣件阻力和道床纵、横向阻力使钢轨两端自由伸缩受到一定的限制，中间自由伸缩受到完全的制止，所以可以采用无缝线路的优点来克服接头病害。取材旧废钢轨，锯一厚度适中的钢轨薄片填塞于原有线路轨缝，然后将轨缝焊死，同时焊平钢轨端部出现的鞍形磨耗，在采用焊接接头的同时，也可采用辅助措施“冻结接头”。“冻结接头”其工作原理为采用月牙形垫片将钢轨螺栓孔隙填塞或将夹板用环氧树脂牢固地胶粘在钢轨上，使钢轨不能随轨温变化而伸缩。双重措施的运用足以防止钢轨接头病害的产生。为了进一步提高原有接头处轨道的稳定性，在接头焊接和冻结后还可以对该处的道床进行特殊处理，可采用铁砂水泥进行浇筑，其主要成分为:碎铁屑、高强度水泥和速凝剂。用碎铁屑取代常规的石子和砂子，主要是更进一步提高混凝土的强度，为不过多影响码头面的作业，所以在施工材料中加入一定量的速凝剂。在与整体道床相连的碎石道床设置50 m长度范围的缓冲区间，此种方案的突破点是消除整体道床的既有线路的钢轨接头，加强钢轨接头部位的道床的强度。

1.2 整体道床铁路线路接头病害处理备选方案

此方案仍借用无缝线路所占有的优势，来对码头整体道床铁路线路接头病害进行整治，先敲掉轨缝两边各1 m的混凝土道床，然后再将轨缝两边的钢轨轨端各锯掉0.5 m，其主要目的是改善原有线路钢轨接头轨面状态。既有线路钢轨接头轨面状态主要有:1)抵扣接头。a.两端等量抵扣，即钢轨互相连接的两端等量下弯的接头。b.一端抵扣，即互相连接的两端只有一端下弯的接头。c.两端不等量抵扣，即钢轨互相连接的两端抵扣量互异。2)磨耗不均匀接头。a.钢轨互相连接的两端，只一端有不均匀磨耗，另一端抵扣。b.钢轨互相连接的两端，都有不均匀磨耗。c.钢轨互相连接的两端由于淬火和未淬火部分硬度不同，产生鞍形磨耗。3)错牙接头。此类接头轨面状态在码头整体道床线路最为多见，上下错牙超过0.2 mm的接头约占接头总调查数的40%，此类病害的存在不管是对机车车辆，还是线路本身都具有很强的破坏性。4)金属剥离接头。即轨端顶面金属剥离掉块构成不平顺。5)大轨缝。大轨缝多在冬季形成，据调查，超出构造轨缝者较少，最大为20 mm左右，一般轨缝都在10 mm左右，以上接头病害虽说可以通过打磨、焊接等手段对它们进行改善，但从保证线路使用的长久性考虑，还是用1 m加原有轨缝长度的新短轨压入原有线路。然后采用方案一的办法对钢轨接头处进行焊接，最后用铁砂水泥进行浇筑。

2 整体道床与碎石道床相接处病害产生原因及其减缓措施

在整体道床与碎石道床相接处常出现线路轨道水平、轨距、方向等存在不良和空吊现象。导致这些现象出现的主要原因是整体道床轨道刚性远大于碎石道床轨道刚性，在机车车辆通过它们交界处时对接头处的轨道产生剧烈冲撞，导致轨道线路几何尺寸难以保持，整治该段线路具体措施有以下几种方法。

2.1 双楔短木枕过渡段

这种形式的过渡段结构简单，便于更换。过渡段由双楔短木枕整体道床和钢筋混凝土枕碎石道床组成。1)在整体道床与碎石道床相接处向码头内长度为2.21 m的范围内，铺设四对对楔短木枕整体道床。短木枕由两块楔形木用螺栓连接而成。2)在整体道床与碎石道床相接处向码头外长度为5.29 m的范围内铺设钢筋混凝土枕碎石道床。在道碴层下采用C13混凝土铺底加固。

2.2 钢筋混凝土枕减薄道碴厚度的过渡段

钢筋混凝土枕减薄道碴厚度的过渡段一般长10 m～25 m。采用粒径为20 mm～60 mm的碎石道床时，在与隧道整体道床衔接处，道床厚度不应小于15 cm，然后递增至与之相接的一般碎石道床的厚度，道碴层下用C8～C13混凝土铺底。

2.3 混凝土宽枕过渡段

整体道床轨道与混凝土宽枕连接时，过渡段长度25 m～50 m。过渡段由整体道床衔接处不小于15 cm厚的碎石道床向混凝土宽枕地段顺坡，加厚道床，达到混凝土宽枕规定的道床厚度为止。钢轨接头应铺在距整体道床不小于3 m且不大于9 m处。

在整体道床线路与碎石道床线路的钢轨接头处，轨缝的预留应达到一定的标准，其大小应满足下列条件:

1)轨温达到当地最低轨温时，此处轨缝应不大于最大构造轨缝，以免拉弯或拉断夹板螺栓。2)轨温达到当地最高轨温时，此处轨缝也不能顶严和出现瞎缝，为此，此处轨缝一般按7 mm～8 mm预留，绝缘接头轨缝按10 mm预留。

[1]冯 扬，刘飞灵.深圳轨道交通4号线工程轨道施工方案浅析[J].山西建筑，2010，36(23):302-303.