机车轮轨中钢轨接头的养护维修

张晓晖

朔黄铁路发展有限责任公司河北沧州062350

摘要：钢轨接头是轨道结构中的薄弱环节，其不仅长年裸露在露天环境中，而且要承受列车的荷载作用和长远的风雨冻融，很容易发生病害，也加大了钢轨接头的养护维修难度。由于铁路交通的不断发展，车流密度和列车走动不断增加，对钢轨接头的养护维修提出了更高的要求。本文对钢轨接头的常见病害类型及其原因进行了简要的分析，并在此基础上提出了钢轨接头的养护维修措施。

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关键词 ：钢轨接头；养护；维修

铁路部门每年都要投入大量的人力和物力来进行钢轨接头病害的防治和维修，对钢轨接头进行养护。作为线路上的一个薄弱环节，钢轨接头很容易出现病害，接头病害又会加剧机车车辆的线路的破坏，对铁路的正常运营造成直接的影响。因此，做好钢轨接头的养护与维修与我国铁路运营的健康发展有着直接的关系。

1 机车钢轨接头的常见病害类型

按照接头的结构状态来划分，钢轨接头的病害有扣见失效、轨距或扣板挡板不密贴、扣件螺帽扭矩不足、夹板螺栓的螺帽扭矩不足、上缘磨蚀、接头夹板下弯等。按照接头道床的状态来划分，钢轨接头的病害有硬结接头、溜塌接头、翻白接头、翻浆接头。按照接头轨面的状态来划分，钢轨接头的病害有大轨缝、金属剥离接头、错牙接头、磨耗不均匀接头、低扣接头[1]。

2 造成机车钢轨接头病害的主要原因

由于轨道接头在结构上存在不平顺，最终导致了钢轨接头病害的发生。这是由于接头结构上的不平顺会加大轮轨之间的附加动力作用，从而使附加动力不断的增长，促进了不平顺的发展，最终造成钢轨接头的病害。与此同时，钢轨接头的养护方法不当也会造成钢轨接头的病害。

2.1 动态不平顺

有两种动态不平顺的情况：第一种，线路上存在道床不均匀的弹性下沉和坑吊板的情况。第二种，由于荷载波动和轨道弹性不均匀，轮轨接触点的轨迹不平顺，出现了波浪形轨迹。

只有在动态的情况下，这两个不平顺的情况才会表现出来。而线路的动态不平顺又会使列车运行中的振动和冲击增大。与此同时，如果在养护的过程中存在着线路养护质量不良、轨下垫板的弹性不均匀和厚度不等等问题，也会出现轨道动态不平顺的情况[2]。

2.2 附加不平顺

在铁路运的过程中会出现附加不平顺的情况，其原因可能是弹性不足、轨面不均匀磨耗和结构薄弱等。

引路的路床和路基的状态与结构变化有着直接的关系。作为轨道框架的基础，列车的动荷载会经过钢轨和轨枕传到道床上，道床再将其均匀的分布到路基的基床面上，避免了路基由于承受不了荷载而塌陷。这样也可以对轨道框架对纵横向位移阻力进行抵抗，使轨道能够保持正常的几何位置和稳定性，使行车安全得到了有力的保障。路基分布的均匀和稳定能够有效的分布机车传来的荷载，从而使轨道的方向和受力得到调节，使机车能够稳定的运行。然而，结构一旦发生变化，道床的减震和缓冲的作用受到了破坏，难以形成良好的纵断面和线路平面，造成附加不平顺的情况，使钢轨接头的养护维修更加困难。

2.3 结构不平顺

结构不平顺也是钢轨接头的一种常见病害，具体指的是接头轨缝。当车轮对钢轨的一端进行碾压时，另一端的连接钢轨就会太高，从而形成一个台阶。与此同时，钢轨接头处的挠曲在荷载的作用下并不会形成连续曲线，而是形成折线。如果同时具备了台阶、轨缝和折角三个因素，就会造成轮轨冲击的形成，从而加大轨缝、台阶和折角，进而加大轮轨间的冲击，使钢轨接头处的附加动力增加。

与此同时，钢轨接头还会受到接头的影响。据统计，有15%至20%的线路总缺点分的线路的低扣量达到了六毫米以上。低扣接头在列车通过时会产生周期性的垂直震动，从而将车轮对轨道的加载传递到道床上，造成道床的严重变形。这也造成了轨道几何尺寸的不合理，形成了钢轨接头的结构不平顺。

3 钢轨接头病害的养护与维修措施

3.1 预防钢轨接头病害

①出现钢轨病害的根本原因在于钢轨接头的轨缝，因此必须要对轨缝进行合理的调整，对轨温的变化进行有效的控制，定期养护道床和轨枕扣件，配齐防爬设备，将线路的横向纵向阻力保持在合理的水平[3]。

②加强对接头的捣固，对磨圆的石碴进行及时的换填。

③及时清筛存在污碴、少碴和无碴问题的线路。

④为了避免路基发生永久性变形，要定期对路基、桥、涵做好相应的排水和防洪工作。

⑤在日常检查中注意接头停车状态。

3.2 钢轨接头病害的维修

3.2.1 钢轨低接头的维修

①要预防和维修低接头，就要加强对接头的捣固。这样也可以提高线路的稳定性。

②对接头的大轨缝进行合理的调整，可以上弹性平垫圈、高强绝缘材料、高强螺栓来调整接头大轨缝。

③确保接头处的枕轨使用一致的材料、保持合理的间距。由于列车的通过会加大接头承受的冲击力，要将夹板的螺栓上紧，并同时更换接头处的相邻两根枕木。

④使用大胶垫板。可以使用大胶垫板来整治低接头，主要应用在钢筋混凝土轨枕线路上。

⑤使用垫砂。在高温天气，可以先将钢轨用压机起高，在轨底受力部分均匀的铺上碎石碴，碎石碴的直径一般为10 毫米，垫砂的厚度为10 毫米左右，从而对低接头进行整治。

⑥对轨端下腭与夹板进行密贴。如果发现钢轨下腭和夹板之间出现了超过1 毫米的裂缝，就要及时垫入铁片，保障其密贴。

3.2.2 修理轨面

钢轨在运营的过程中，由于接头轨端的擦伤、掉块、不均匀磨耗，会导致钢轨的缺陷和伤损，引起机车车辆附加冲击力的增大和加剧新安路变形，这也使接头的养护维修工作量不断增大，甚至造成道床板结、扣件损坏、轨枕裂纹等现象。此时可以使用电弧焊补和磨修的方式来进行接头养护。这样可以使列车车轮对钢轨接头的破坏力减小，从而有效的延长钢轨的使用期限。

①磨修。磨修指的是对焊补对疤痕、剥落、掉块等缺陷进行打磨，并使用砂轮打磨机对接头轨面的不均匀磨耗进行处理。磨修能够使机车对钢轨的冲击力减小。在进行磨修时要注意，不要对钢轨断面进行过多的削弱，钢轨母材的最大打磨深度为0.5 毫米，最大顺坡长度为1 米。如果表层剥离、擦伤、掉块和不均匀磨耗的深度超过了1 毫米，则要使用焊修来处理。要以打磨后的钢轨接头具体情况为依据来进行综合整治，注意及时将接头处的石碴更换掉，并进行清筛和捣固，对高弹胶垫进行更换。

②电弧焊补。电弧焊补主要针对钢轨的高低落差较大、掉块、剥离和疤痕等病害。在焊补前先对铁锈和油污进行处理，再进行焊补，并打磨整平。打磨时要沿着钢轨的纵向方向，可以使用分层焊补的方式，也就是先横向、再纵向焊补。当前一焊道出现灰暗色时，就可以对熔渣进行清除，进行下一焊道的施焊。

3.2.3 整治换轨调整接头

接头处的枕下基础由于经常作业的缘故，很容易出现不稳定甚至出现坍碴接头，曲线地段这种现象更为严重。如果曲线下股钢轨垂磨和上股钢轨侧磨都达到了重伤标准，需要对其进行同时更换，则要在换轨的基础上对钢轨接头的位置进行调整[4]。将两根12 米左右的短轨分别插入换轨曲线两端的上下股，使接头位置位于新钢轨的“大腰”的位置，再对新旧接头处的轨枕间距进行调整，从而有效的消除钢轨接头的病害。

4 结语

钢轨病害的类型较多，造成钢轨病害的原因也是多种多样的，而且具有很强的关联性。钢轨病害会严重影响钢轨的使用期限和行车的安全性，因此必须对钢轨接头病害进行有效的防治和维修。对钢轨接头病害要以预防为主，做好养护工作，做到预防和整治的结合，要以接头的构造弱点为依据，切实提高钢轨接头的平顺性和整体性，使用综合化的养护维修手段对钢轨接头的病害进行处理和整治。

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参考文献：

[1]雷晓燕,刘林芽,刘朝阳,杜厚智.钢轨接头对京九线提速的影响[J].铁道工程学报，2002(02).

[2]乔金锁.钢轨接头病害综合预防与整治[J].西山科技，2012(S1).

[3]宁明哲,刘长文.钢轨接头强度的有限元分析[J].长沙铁道学院学报，2013(02).

[4]万日荣.磨焊结合整治钢轨接头病害[J].铁道标准设计，2013(02).