重载铁路道岔病害产生原因与整治措施

张飞飞

摘 要：重载铁路多用于资源的长距离运输，其质量比普通列车要大4倍左右，我国通常采用专用的重载铁路高架桥完成重载机车的运输工作。运行过程中，轨道的道岔问题是重载铁路灾害之一。以重载铁路为论点，重点讨论了道岔病害发生的原因，根据相应原因提出解决措施。

关键词：重载铁路；岔道病害；尖轨；载荷

中图分类号：U216.425 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.126

1 病害产生原因

1.1 尖轨布置误差

重载铁路普遍存在尖轨与基本轨道贴合不紧密的问题，在重载列车的作用下，其较大的载荷施加在尖轨上，由于其离心力较大的原因，在尖轨与基本轨无法密贴的情况下，很容易对尖轨造成侧拱或上拱形式的危害。这些病害的产生原因主要是其轨道内部截面缺乏有效的刨切长度、尖轨顶铁过长或不足、尖轨补强板螺栓过长、基本轨的高程基准线和切线角度与尖轨无法形成有效的契合、基本轨弯折点位置靠前或靠后、基本轨的光滑程度和角度位置未能达到设计要求、基本轨和尖轨都有出现硬弯的可能等。

1.2 轨距、水平超限

重载铁路的钢轨要承受比普通铁路更大的载荷，因此，在曲线线路处的离心力要比普通线路受到的离心力大很多，其钢轨向两侧偏移的趋势更加明显，造成钢轨相对水平方向的位移量加大，钢轨的轨距要比设计值大很多，超出了设计允许的误差范围，钢轨的水平净距与机车的轮对宽度净距不符，机车在行驶过程中会产生强烈的振动，對机车和车上的货物的损害极大，易造成脱轨等事故的发生。

1.3 钢轨擦伤、掉块

重载线路与一般的客运和货运线路不同，其运送的货物多为密度较大的资源型大宗货物，在运输过程中以恒载的形式存在，其轨道所承受的荷载极大。在这种长期的磨损和挤压过程中，铁轨的表面会出现不同程度的磨损，并在长期的雨雪侵蚀和冻胀循环下，钢轨表面磨损处会出现一定的材料剥离和脱落现象，使铁轨出现较为严重的集中应力，在重载机车的影响下会愈演愈烈。

1.4 钢轨疲劳裂纹

钢轨在长期的加载和卸载的循环过程中，一直处在疲劳荷载的作用下，虽然在实验室内钢轨的疲劳实验已经在理论上为钢轨的寿命提供了较为有利的数据支持，但实际应用过程中，钢轨的疲劳破坏形式并非只是载荷加载卸载循环，外界极端天气对铁轨的损伤较为严重。铁轨在长期受到重载循环的过程中会很快由弹性阶段进入屈服阶段，其抗拉容许应力在一定程度上得到了极大提升，但其弹性恢复能力也在逐步丧失，在弯矩的作用下，钢轨不断出现纵向和横向裂缝，由中间向四周扩展，当裂缝扩展达到一定的程度时，其屈服阶段的力学性能值达到相对平衡的水平，最终变为抗剪能力较弱的材料。

1.5 扣件、轨枕伤损

钢轨的扣件和枕木会在长期的使用过程中产生较大的形变，进而使钢轨产生局部的位移和松垮。钢轨扣件松垮会造成钢轨局部稳定性和承载能力的严重不足，其承载能力严重小于设计指标，极易发生脱轨事故。轨道枕木发生损坏后会出现不确定方向的位移，导致钢轨发生较大的形变，钢轨上有机车通过时，由于重载机车自身质量的作用，其受钢轨变形的影响也较大，机车在通过变形路段时会出现强烈的振动，严重影响货物和机车的整体安全。

2 整治措施

2.1 尖轨布置误差的整治

根据实际施工情况，对尖轨的布置形式进行必要的调整，对尖轨应贴附基本轨的部位进行较为合理的处理，在必要的情况下可以调整轨道附属设施的位置。对于轨道弯角位置和弯角角度不符合实际要求的情况，应在施工前对现场进行仔细勘测，对钢轨进行精细打磨，保证其光滑度和角度符合设计要求。铁路管理人员应对尖轨与基本轨之间的杂物进行定时清理，维护人员要对尖轨进行常态化的巡视，一旦发现尖轨存在质量问题，则应马上进行替换和加固，消除尖轨的相关危害。

2.2 轨距、水平超限的整治

根据辖区内重载机车线路的特点，充分考虑其受到各个环境条件下影响时所可能产生的轨道误差形式，对于重载机车通过的线路，按照灾害性质和程度的不同进行路段划分，对线路进行定期的精准测量，对其钢轨的高程、偏移角度、轨距等进行精度较高的测量，一旦发现轨距出现较大偏差，立即联系施工单位对线路进行整修，必要时对钢轨进行更换。同时，对岔区出现轨距、水平超限时，可通过将曲基本轨弯折好以保持各部轨距间隔尺寸正确、加强道岔及前后各50 m范围内线路的锁定、加强道砟道床的维护等途径进行修正，以避免轨距、水平病害进一步发展引起岔区受力恶化，影响道岔的使用寿命。

2.3 钢轨剥离、掉块的整治

钢轨表面出现轻微磨损时应对铁轨进行必要的补救处理，采用打磨和补焊等方式，保证轨道内壁的光滑，使轨道内壁的病害无法加剧。对于磨损严重的钢轨，必须进行及时更换。对于集中应力较大的构件，难以承载重载机车，集中应力破坏点会随着机车的不断通过而加剧，因此，对于磨损较为严重的路段，应及时更换。另外，应使用机器对铁轨的磨损处进行抛光处理，保证其铁轨内壁的光洁度，保证微细磨损的病害处理，防止进一步恶化。对于岔道发生纵向偏移的情况，应及时对固定岔道的螺栓进行加固，严重情况下可以直接替换岔道，精确安放，保证铁轨的协同工作顺利展开。

2.4 钢轨疲劳裂纹处理

应对钢轨所承受的设计载荷值进行较为准确的预估，并对铁轨的抗拉压和抗弯抗剪容许值进行判定，从而选择合理力学性能值的钢材进行设计建造，对于力学性能要求较高的钢材，

应采用冷拔等方式对钢轨进行强度增加的处理。科研院所应当在做钢轨的疲劳实验时充分考虑钢轨受环境因素的影响，并形成影响因子，成为计算指标。

2.5 扣件、轨枕伤损处理

应对扣件和枕木的出场质量进行严格把控，在重载路线载荷要求较高的情况下，可以考虑采用高强混凝土构件当作轨枕构件，以保证其抗形变能力。扣件松动时，应现场加固，磨损较为严重的需要及时更换。轨枕发生较大形变时，放线测量人员应当根据设计的轨道高程，指导施工人员对其进行精确的位置修正，采取必要的加固措施，对于轨枕变形较为严重的，应更换轨枕。

参考文献

[1]李锐.重载铁路站场咽喉道岔病害整治及加强措施[J].技术与应用，2014（15）.

[2]张成伟.重载铁路道岔病害成因分析及整治措施[J].科技创新与应用，2017（09）.

〔编辑：张思楠〕