浅析城市轨道交通道岔尖轨不密贴病害原因与整治
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摘要：道岔作为线路轨道设备的重要组成部分，是地铁运输生产的重要基础设施。本文将以上海地铁7号线为例，对道岔尖轨不密贴病害形成原因进行分析，并对整治措施加以阐述。
【关键词】上海地铁7号线 道岔尖轨 不密贴病害 产生原因 整治措施
在我国社会经济快速发展的背景下，各个城市轨道交通得到了显著的发展，具有能耗逐渐降低、污染减少、安全性高、运能大等优点，受到了大多数人们的认可和欢迎，成为最重要的交通出行工具之一。
城市轨道交通运输是以轨道为载体实现运行的，道岔设备则是轨道当中最为薄弱和重要的部分，由于其结构较为复杂，对技术的要求严格，养护成本高等，很容易在构造和养护中受到操作不当等因素影响，对道岔设备的寿命产生极大的不利影响。其中，道岔尖轨与基本轨不密贴问题成为主要问题，将导致列车进入道岔时轮对卡在缝隙中形成挤岔，对行车构成严重威胁。因此，对于此种问题的防治的关注度正在逐渐提升。
1.道岔概况
所谓的道岔主要是机车车辆由其中一股道向另一股道转入时，所应用到的线路设备，属于线路轨道设备中的主要部分。在地铁的运输基础设施的生产中，也同样作为重要内容，对行车安全之间联系十分密切。
上海地铁7号线正线道岔采用60kg/m钢轨、9号道岔，此种类型的道岔使用半切线型60AT弹性可弯曲线尖轨，以100km/h的速度通过直向道岔、以35km/h的速度通过侧向，前道岔长度为9343mm、后道岔长度为15730mm，直曲尖轨长为10680mm左右。
本文主要对道岔尖轨不密贴问题进行研究，重点分析了该问题产生的原因，并且提出合理性的整治措施。
2. 产生道岔尖轨不密贴的原因
本文以上海地铁7号线的道岔设备为例，采用对7号线实施现场调查的方式，对近几年道岔设备的相关资料进行收集和整理，与维护经验相结合，获取现场道岔的运行情况，挖掘不密贴问题产生的原因，发现主要原因为：尖轨硬弯、尖轨侧磨、尖轨动程不足、框架尺寸不良、顶铁尺寸不合适、尖轨窜动爬行、滑床板不良、钢轨肥边等。
2.1 尖轨硬弯
主要表现为：尖轨或基本轨本身产生硬弯，导致尖轨竖切与基本轨之间无法紧密贴合；产生原因为：通常情况下，尖轨应呈现出顺直状态，但随着投入使用时间的不断增加，养护方式不科学，加之气温变化等因素，导致尖轨内出现凹凸不平等硬弯变形问题；另外，尖轨由生产厂家向施工现场运输的过程中，也可能由于受到人为操作不当等外力影响，导致尖轨产生硬弯。
2.2 尖轨侧磨
对于大部分尖轨来说，其表面都在不同程度上存在波磨问题，主要表现为：通常在首根拉杆处以锯齿状的形式剥落掉块，长度为70-250mm范围内，深度为3-7mm范围内，在掉块的过程中，还会产生部分细裂纹，裂纹的长度与深度都十分明显，如若不及时进行打磨或者替换，将会加深尖轨侧磨的程度，甚至会在尖轨扳动过程中，由于掉块脱落卡在尖軌和基本轨之间，使道岔的正常锁闭产生较大影响。
2.3 尖轨动程不足
对于道岔两侧的动程来说，最佳状态便是两侧相同，通常使动程处于150-154mm的范围内，并且越大对尖轨与竖切点之间的密贴的积极作用越强；在一般情况下，尖轨与竖切部分应与基本轨之间相互密贴，如若动程较大，则保障第三竖切点与基本轨秘贴，尖轨、尖轨尖至第三竖切点两个部分不密贴；如若动程较小，则保障尖轨尖密贴、尖轨尖至第三竖切点、顶铁两个部分不密贴。
2.4 框架尺寸不良
对于尖轨是否存在侧弯现象的主要衡量标准便是框架尺寸；在全部几何尺寸均相符的情况下，如若尖轨的框架较大，则会导致尖轨尖至竖切点部分不密贴；若尖轨没有达到大框架尺寸要求，则尖轨尖至竖切点部分与顶铁不密贴；如若基本框架没有满足标准，则会受到尖轨基本轨横移等因素影响，导致轨道框架距离逐渐增加，致使直尖轨竖切部分扩大，产生离缝问题。
2.5 顶铁尺寸不合适
顶铁处于基本轨与尖轨之间，顶铁长度不适当将会导致车轮挤弯尖轨，尖轨的竖切部分难以与基本轨之间进行密贴。同时，在日常养护维修中，对于顶铁不靠问题，通常采用加垫的方式处理，这种错误方式更加致使顶铁吃硬，发生尖轨不密贴问题几率大幅增加，特别是当顶铁超过3根时，由于中间顶铁吃硬，加之其他顶铁与尖轨之间的缝隙大于3mm，或者中间顶铁与尖轨之间的缝隙大于3mm，在顶铁吃硬的情况下，由于长时间使用受到车轮撞击影响，很容易导致尖轨不密贴问题产生。
2.6 尖轨窜动爬行
由于受到尖轨窜动爬行因素影响，致使尖轨与基本轨之间刨切部分错位，形成较大的缝隙，出现不密贴问题；主要原因为：一方面尖轨与基本轨之间沿着相反的方向爬行，质量较好的道岔，活接头缝隙通常为4-5mm，框架为长方形，与尖轨的连接处垂直，但随着尖轨的不断爬行，导致活接头处的缝隙逐渐增加，双头螺栓与螺栓孔壁的缝隙减小，在转辙角范围内，尖轨的摆动受到约束。主要表现为：尖轨尖端的密贴较强，但是竖切部分与基本轨之间产生较大缝隙，双接头螺栓出现螺纹磨损，导致弯曲或者折断。另一方面，二者以相同的方向爬行，框架为平行四边形，尖轨接头铁与连杆相互扭劲，使尖轨偏离，主要表现为：尖端出现较大缝隙，竖切不密贴，并且存在尖轨拱腰问题。
2.7 滑床板不良
如若混凝土枕整体道床的弹性较差、刚度较大，当列车频繁经过时，由于受到滑床板的冲击影响，需要在滑床板与混凝土支撑块之间铺设橡胶垫板来减缓冲击力，但是由于受到弹性影响，导致滑床板吸收了较大的冲击力；在本文研究的7号线道岔中，其适应的滑床板材质为Q235，此类材质的强度较差，用于减缓缓冲来说作用不是十分明显。同时，如若滑床板存在凹凸不平、脏污、弯曲等问题，则会在混凝土浇筑时，产生滑床板外高内低现象，对尖轨摆动产生较大阻碍，对尖轨的正常工作产生较大影响。主要表现为：竖切部分不密贴、产生较大的缝隙，导致道岔滑床板脱焊、断裂等问题产生，甚至导致碎石道床滑床板出现断裂或脱焊故障。
2.8 钢轨肥边
由于车轮的碾压，钢轨磨耗，几何框架尺寸不标准，平顺度较差等原因，导致基本轨工作边及尖轨非工作边产生冗余，致使尖轨与基本轨不密贴问题发生；有时还会产生假密贴，主要表现为：尖轨尖端缝隙变大，产生尖轨轧伤或揭盖现象。
3.尖轨不密贴的预防与调查
3.1 尖轨不密贴的预防
尖轨不密贴不但会对工作质量和效率产生较大影响，也会使尖轨更换频率降低，特别是在抢修等紧急情况下，更应制定出有效的预防措施，将尖轨从运输、装卸，到存放均由相关人员负责、操作，严格按照相关规定中的内容来执行。
3.2 产生尖轨不密贴原因的调查
调查项目包括：测量尖轨尖端处与基本轨的间隙，观察尖轨尖端处至第一牵引点前尖轨与基本轨的间隙，可以在观察偏大处进行检查，其余部位也可进行抽查，测量尖轨刨切点与基本轨的间隙，测量尖轨与曲基本轨间顶铁的间隙，测量尖轨工作边直线度或圆顺度，曲股基本轨的弯折点位置及尺寸，动程、开程，转辙部分高低、滑床板受力是否均衡，直股大方向，大、小框架尺寸，尖轨中及尖轨跟槽宽，拉杆及各连接杆尺寸，顶铁尺寸，尖轨及基本轨工作边肥边；同时，应请求电务部门配合调查密贴杆及尖端杆的尺寸。
4.整治措施
经过上述调查研究，对尖轨不密贴的形成因素进行全面分析，并且有针对性的制定出整治方案，派遣专人进行组织管理，主要的整治内容有以下几个方面。
4.1 尖轨硬弯
将两侧的尖轨拆卸开来，使其以自然状态呈现，对其直顺程度进行检验，如若发现其存在硬弯现象，则需要立即进行矫正或者替换。在矫正的过程中，需要在25℃以上的温度下进行，可以采用矫正法对道岔轨向进行调整，对于硬弯钢轨来说，需要进行直轨和细改；对基本轨弯来说，可采用普通方式进行校正。在弯轨过程中，应考虑到钢轨状态，由于钢轨属于弹性材料，在弯折后较短的时间内可能发生微小的回弹，因此可以多次反复的进行矫正，逐步到位，避免弯折过度，对尖轨产生损害。
4.2 尖轨侧磨
道岔尖轨的使用次数较多，侧磨问题也是十分普遍，可采用以下措施进行解决：适当增加涂油次数，对框架尺寸以及轨道距离进行变化进行调整，减少转折部位凹凸不平等问题，对方向进行调整后，使直股大方向直顺；对尖轨进行打磨处理，避免由于尖轨剥落掉块对道岔扳动产生不良影响。
4.3 尖軌动程不足
对于尖轨动程问题，可以对开程尺寸和尖轨与端轮缘槽宽度等进行调整，保证其能够与规定的要求相符合。同时，拉杆机上的螺母进行适当的调整，使尖轨之间的距离能够保持在合理的范围。
4.4 框架尺寸不良
改正各部大框架尺寸及轨距变化率，组装、连接尖轨，调整各部小框架尺寸，尖轨中和尖轨跟槽宽。
4.5 顶铁尺寸不合适
对顶铁进行整治，通常情况下，为了提升尖轨的运行效率，应将顶铁与尖轨之间的距离保持在1mm左右。对于顶铁长度过短问题，利用加设顶铁调整片的形式进行调整，禁止为缩小缝隙而大量的增加垫片，导致顶铁过硬使尖轨发生变形。对于顶铁长度过长问题，可以将顶铁拆卸下来，利用打磨机对其头部进行打磨，打磨时应避免打磨过量。
4.6 尖轨窜动爬行
调整尖轨与导曲轨间轨缝，将尖轨上的拉杆以及尖轨跟的夹板全部拆下，使尖轨处于自由状态，用撬棍移动尖轨，使其恢复到设计位置，尖轨到位后，仍需对其密贴性进行复查，确保设备状态良好。
4.7 滑床板不良
将既有道岔滑床板逐步更换为高强度钢质型及滑床板下胶垫更换为高强度垫板，提高其弹性，增加滑床板和支撑块之间的缓冲。更换断裂、磨损严重的滑床板，清除滑床板上脏污并定期清洗对滑床板进行涂油。
4.8 钢轨肥边
使用平口剁子沿钢轨下颚缓慢切除肥边，注意不可擦伤轨面；调换非标拉杆、连接杆、尖轨跟端夹板，同时，应对尖轨、基本轨肥边进行打磨，肥边不大于1mm，使尖轨与基本轨能自然密贴。
5.结语
随着地铁运营的飞速发展，解决轨道病害问题显得十分重要，一方面我们必须以科学的理论为依据指导，用先进的检查手段查找尖轨不密贴的原因，另一方面我们通过不断实践总结提高维修作业质量来消除对尖轨造成不密贴，从而为城市轨道交通安全平稳运行和可持续发展鉴定夯实的基础。
【参考文献】
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