钢轨接头病害析及焊补方法

钢轨接头病害分析及焊补方法

钢轨接头病害是线路三大薄弱环节之一。要养护好钢轨，我们必须对钢轨接头病害的原因有所了解，下面我先谈一谈我对钢轨接头病害分析及焊补方法。

一、接头病害的主要表现形式

钢轨接头病害主要表现为接头区钢轨破坏和道床破坏。接头区钢轨破坏表现为轨头的打塌、剥离、鞍型磨耗及螺栓孔裂纹。接头区道床破坏表现为道床的沉陷、坍塌和板结。

1.钢轨接头病害的主要原因分析

（1）接头构造的缺陷

钢轨接头构造的缺陷有轨缝、台阶(动载条件下的高低错台)、折角，使车轮通过时引起附加动力荷载，具有冲击荷载性质。这些冲击附加力为正常轮载的2至3倍。冲击力的作用使钢轨端部、夹板挠曲，使钢轨顶面、夹板及连接零件磨耗。由于轨缝的存在，车轮通过钢轨接头时，驶入端高于驶出端产生台阶，产生接头下陷形成的折角。三种情况是同时出现的，以轨缝存在为前提，是车轮通过接头产生冲击动力荷载的主要因素。冲击附加动压力的大小与轮重、轮径、行车速度及接头状态有关。冲击附加动压力与轨缝、阶、折角的关系表现为：①在轮重、轮径及行车速度相同情况下，与轨缝大小成线性关系，缝越大，附加动压力越大。在重载的情况下，大轨缝的危害更加严重。②车轮的下向动力冲击速度与台阶高度平方根成正比，与车轮半径平方根成反比。由于车辆轮半径小，列车编组中车辆占绝大多数，就车轮的动力冲击作用，车辆比机车要大得多。若存在静态的钢轨接头错台，相错量越大，车轮的动力冲击作用越大。○3对于存在折角的钢轨动力接头，下向冲击速度与轨道刚度成正比，与轨端下

沉量成正比，与行车速度成正比。

2．钢轨接头部位道床变形原因

普通轨道的结构形式必然产生轨道变形。轨道变形分为弹性变形和永久变形，其中道床变形是轨道产生永久变形积累的主要来源。

在机车车辆的荷载压力与振动冲击作用下，引起道床松动和不均匀下沉，进而形成不平顺轨面，与钢轨接头构造上的缺陷叠加所引起的具有冲击性质的附加动力是正常轮载的4至5倍，使轨头内部剪应力、局部应力及弯曲应力增加明显，大幅度减少钢轨所能承受的荷载循环次数，缩短了钢轨使用寿命。钢轨接头的缺陷及轨面的不平顺，加快了道床的振动频率，形成强迫振动，使道碴颗粒间的摩擦系数减小，道床弹性减弱，刚度增加，是钢轨接头溜坍、空吊、板结、翻浆冒泥及轨枕破坏等接头病害发生的主要原因。钢轨接头是轨道结构的薄弱环节，其原因在于轨结构的组合性和散体性与接头构造上的非连续性。

(1)加强钢轨接头及扣件螺栓紧固，制约钢轨的伸缩。针对春夏升温、秋冬降温期轨缝情况，调整轨缝，锁定线路，弹条扣件达到五点接触和规定扭力矩标准。在坡度较大及曲线地段的钢轨接头采用防松梅花垫圈，以保持钢轨接头扭力标准。要及时更换、补充缺损失效的钢轨接头及钢轨的螺栓和扣件，有效控制轨缝变化。

(2)根据钢轨接头错台的程度，采用夹板掉边、打磨及换成台式夹板等方法进行整治。打磨高度要与错台高度一致，要注意保持夹板必要的强度。

(3)对轨面磨耗、擦伤、掉块等部位及时进行焊补及打磨，保证焊补、打磨质量。对低扣钢轨接头，利用“天窗”时段，采用平轨机进行整平。

(4)空吊及坍低钢轨接头应采用垫、垫结合的方法进行整治。在lOmm以下时采用垫板方法解决；10mm以上，撤除垫板，采用垫碴方法整治。要进行两

次垫碴，第一次垫碴经列车碾压一周后，进行第二次垫碴(严重坍低接头要经过第三次垫碴)，可保持钢轨接头稳定2至3个月时间，与捣固作业相比，有劳动强度小、维持周期长的特点。

(5)清筛钢轨接头范围内的不洁道床，对接头五孔进行换碴，所换石碴要保证一级强度标准，及时进行捣固。此后要隔3至5天捣固一次，反复2至3次，使钢轨接头达到稳定。

(6)及时更换接头部位伤损轨枕，要两根一起换下，以保证受力均衡要保证锚固的工艺质量，加强扣件螺栓紧固，以有效预防螺栓及扣件崩断、失效。加强钢轨接头病害整治，要重视采用新设备、工艺和方法，必须进行综合整治。要以保持轨面平顺和道床弹性为重点，控制钢轨接头因构造上的缺陷和动、静态不平顺所造成过大动力附加冲击作用，强化钢轨接头部位的整体强度和稳定性，延长设备使用寿命和养护维修周期，保证列车运行安全畅通。

二、低接头成因分析

1.道床状态不良

经过对滨绥单线488K+500～492K+000的接头调查，发现只要是低接头处所，80%伴随有道砟磨圆、翻白；60%伴随有下沉及空吊板；30%的伴随有翻浆冒泥。道砟磨圆不仅破坏了道床的弹性，而且降低了道砟跟轨枕的黏合力。这在一定程度上破坏了正常的车轮与接头的动力响应关系，由此引起的附加动力荷载变化率非常大，类似于冲击荷载。接头处的道床板结或翻浆冒泥，破坏了道床的整体性和连续性，从而接头会受到剧烈的冲击和振动，久而久之形成了低接头。另外，道床给轨道结构的阻力不够，例如道床的厚度不足、砟肩堆高不足及宽度不够等，这也是加剧接头病害产生的原因之一。

2.接头不平顺

接头不平顺一般情况主要有高低错牙、左右错牙、轨头掉块、鞍形磨耗、支嘴等。这些病害的存在，使接头上钢轨驶入端和驶出端轨面所形成的折角增大，在一定程度上加大了对轨道连续性的破坏，使接头完全接受了来自车轮的各种荷载，加速了低接头的形成。

3.夹板及轨缝状态不良

对于新上线路的接头，由于列车车轮对接头无数次的冲击，使得夹板在一定时间后形成了台式磨耗，如果接头螺栓再有松动情况，这样就容易出现空吊板，在一定程度上也加速了低接头的出现。轨缝也是造成低接头的原因之一，因此，如何正确的设置轨缝，对于接头的养护也很关键。

5.养护维修不到位

低接头的出现跟平时的养护和检查有很大的关系。捣固不及时或者说捣固不到位，平时缺少对接头不平顺的检查和打磨，有些情况下只垫不捣，导致接头垫片越来越厚，而接头也越来越低，对松动的接头螺栓没有及时的复紧等。

对既有低接头的整治必须建立一套完整科学的养护模式，并且要提高其质量储备期，从根源上和基础上控制设备病害的发生和发展。必须树立全方位、立体化养护的理念，使接头的整治从基础到上部、从附属到主体，既能提高设备的整体稳定性，又能使设备出现的病害及早消除，相对减少接头养护成本的支出，提高接头的保安能力。

三、整治低接头病害对策

1.道床的整治

对于低接头处所的5～7孔范围内的道床首先进行全面的清筛处理。清筛前应准备一定量的优质道砟，对原来的磨圆道砟进行更换。枕下清砟厚度最好保