道岔晃车原因分析及对策.docx

道岔晃车原因分析及对策 摘要：道岔是轨道线路中的一个薄弱环节，保持道岔运营的安全平稳，对确保行车安全具有重要意义。文章从直接和间接两个方面，分析了道岔发生晃车的原因，并有针对性地采取预防及整治措施。 关键词：道岔；晃车；分析；对策 引言 道岔是把一条轨道分支为两条或两条以上轨道设备。铁路机车车辆从一条轨道转入或跨越另一条轨道时，需要设置道岔和交叉设备。这些设备包括各种道岔和交叉组合等。我国习惯上也把道岔和交叉设备统称为道岔。道岔结构复杂，零件较多，过车频繁，技术标准要求高，是轨道设备的薄弱环节之一。因此，道岔养护维修的首要任务是预防发生病害，经常保持其状态良好；各部位尺寸复核要求；零件齐全发挥作用；延长道岔适应寿命；保证道岔畅通无阻。 近年来由于铁路运输繁忙，道岔使用频繁，维修时间相对不足，加之道岔构造缺陷和现场对道岔病害整治方面项目较为单一，技术状况掌握不全面，日常维修方法欠妥，造成列车在通过道岔时运行不平稳，时常发生晃车。从各类动态检查信息分析，道岔区发生晃车的现象比较突出，发生轨检车各类超限的现象也相对较为集中，因此解决道岔部位的晃车问题，已是当务之急。 1、道岔结构及构造病害分析 目前我国铁路干线上大量使用着60kg/m钢轨固定型辙叉的12号单开道岔。单开道岔由转辙器、辙叉及护轨和岔枕组成， 单开道岔以它的钢轨每米质量及道岔号数区分类型。 1.1道岔结构 转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。 1.1.1、基本轨 基本轨是用一根12.5m或25m标准断面的普通钢轨制成，主股为直线，侧股按转辙器各部分的轨距在工厂事先弯折成规定的折线或采用曲线型。通常，道岔中不设轨底坡，为改善钢轨的受力条件，提速道岔中基本轨设有1:40轨底坡。基本轨除承受车轮的垂直压力外，还与尖轨共同承受车轮的横向水平力。为防止基本轨的横向移动，可在其外侧设置轨撑。为了增加钢轨表面硬度，提高耐磨性并保持与尖轨良好的密贴状态，基本轨头顶面一般还进行淬火处理。 1.1.2、尖轨 尖轨是转辙器中的重要部件，依靠尖轨的扳动，将列车引入正线或侧线方向。尖轨在平面上可分为直线型和曲线型。我国铁路的大部分12号及12号以下的道岔，均采用直线型尖轨。直线型尖轨制造简单，便于更换，尖轨前端的刨切较少，横向刚度大，尖轨的摆度和跟端轮缘槽较小，可用于左开或右开，但这种尖轨的转辙角较大，列车对尖轨的冲击力大，尖轨尖端易于磨耗和损伤。我国新设计的12、18号道岔直向尖轨为直线型，侧向尖轨为曲线型。这种尖轨冲击角较小，导曲线半径大，列车进出侧线比较平稳，有利于机车车辆的高速通过。 1.1.3、转辙器上的零、配件 (1)滑床板 在整个尖轨长度范围内的岔枕面上，有承托尖轨和基本轨的滑床板。滑床板有分开式和不分开式两类。不分开式用道钉将轨撑、滑床板直接与岔枕联结；分开式是轨撑由垂直螺栓先与滑床板联结，再用道钉或螺纹道钉将垫板与岔枕联结。尖轨放置于滑床板上，与滑床板间无扣件联结。 (2)轨撑 轨撑可以防止基本轨倾覆、扭转和纵横向移动，安装在基本轨的外侧。它用螺栓与基本轨相连，并用两个螺栓与滑床板连结。轨撑有双墙式和单墙式之分。提速道岔中由于扣件扣压力足够大，未设轨撑。 (3)顶铁 尖轨刨切部位紧贴基本轨，而在其它部位则依靠安装在尖轨外侧腹部的顶铁，将尖轨承受的横向水平。 1.2辙叉及护轨 辙叉是轨线平面交叉的设备，它设置于道岔侧线与道岔主线钢轨相交处，由心轨、翼轨、护轨及必要配件组成。心轨与翼轨之间保持一定宽度的轮缘槽，使车轮轮缘能够顺利通过。两翼轨工作边相距最近的处称为辙叉咽喉。辙叉咽喉两工作边延长线的交点称为辙叉心轨理论尖端，由于制造工艺关系，实际上的尖端有68mm的宽度，此处称为辙叉心轨尖端。从辙叉咽喉至辙叉心轨尖端之间钢轨工作边中断，称为“有害空间”（可动心轨以消除“有害空间”）。护轨是为保证车轮安全通过“有害空间”在辙叉两侧相对位置的基本轨内侧设置的。 1.3岔枕 目前，我国道岔以预应力钢筋混凝土岔枕。这种岔枕在增强道岔稳定性、减少道岔的养护维修工作量方面有很多优点。 1.4道岔构造病害分析 （1）“有害空间”造成的病害。列车在通过“有害空间”时车轮轮缘处于半自由状态，非常容易产生晃车。（2）尖轨爬行引起的病害。道岔的转辙器结构都是采用基本轨刨切，尖轨尖深入到基本轨轨头以内，即所谓“藏尖式”结构。道岔尖轨由于结构原因，经常会引起爬行。当尖轨产生爬行以后，进而引起轨距变化，尽管这个变化没有很小，有时甚至是1-2mm,但是由于没有足够距离的轨距顺坡，也会造成轨距顺坡率超限引起晃车。（3）护轨结构刚度不足引起的病害，由于保留了岔心的有害空间，在辙岔部分必须采用护轮轨，由于目前提速道岔采用的护轮轨结构为可调式结构，这种结构与主轨的连接方式较弱，再加上垫片微小间隙等原因，整体刚度相对不足，列车的车辆对这一变化比较敏感，进而使车辆产生晃动。 2、直接原因分析及对策 2.1 几何尺寸 道岔轨距、水平、轨向、高低和水平三角坑等几何尺寸不合要求而造成道岔轨道不平顺，是产生道岔晃车的主要原因。按照现行铁路线路修理规则的规定，160km/h行车速度120km/h时，正线道岔直向静态检查作业验收标准轨距允许偏差为+4mm、-2mm、水平、高低、轨向、水平三角坑的允许偏差为4mm，从现场对列车实际速度大于140km/h晃车处所实测数据看，当轨向、高低误差达到5mm时就会发生晃车，因此要保证道岔几何尺寸在铁路修理规则要求之内。 2.2轨距、水平变化率 轨距、水平变化率超限是造成道岔晃车的另一重要原因。按照现行规定，60kg/m钢轨12号固定型提速道岔直股轨距、水平通常检查11处，最小检查距离在尖轨中前部至尖轨中部检查间隔距离为2.4米；最大检查距离在尖轨跟端至导曲部分前部检查间隔距离为5.4米。按照经常保养标准分析，当轨距误差4mm、2mm相邻时，从单个数据分析时还能满足规定范围的要求，但其变化率为： l /L1000 l最大轨距（1439mm）最小轨距(1433mm) Lmax检查间隔（5400mm） Lmin检查间隔（2400mm） 最大轨距变化率为： 6/24001000 =2.5 变化率已达到2.5，远远大于规范要求的1。 最小轨距变化率为： 6/54001000 =1.1 变化率也大于规范要求的1。 当水平误差5mm、0mm相邻时，其最大变化率为： 5/24001000 =2.08 水平变化率最大可达到3.3%，当出现此现象时，机车晃车比较剧烈。况且在现场作业时，在2.4m长范围时误差能够均匀递减的也很少，行车平稳性必然降低。因此要特别关注道岔轨距、水平变化率超限病害，尤其是提速地段，对此类病害要及时消灭。 2.3连续反向不平顺 在道岔中如果出现不超经常保养几何尺寸，变化率也满足要求，但出现连续不平顺，如出现连续反向不平顺，如出现连续大于3mm的轨向的“S”弯仍会造成晃车。因此，在道岔几何尺寸静态检查中，应考虑连续病害造成的影响。 2.4单元化管理 道岔未按照单元化管理。在岔区进行道岔维修时，每个道岔维修时，以不同股的钢轨作为基准股，未将道岔按照行别一端岔区做为一个单元进行管理，选择一个统一的基准股，实行一侧水平，造成岔区各个道岔间水平交替变化，造成列车通过岔区时晃车。因此要根据岔区道岔正、逆向和道岔前后曲线情况，合理设置水平基本股，避免由于频繁交换水平基本股，在道岔与道岔间造成水平不平顺，从而产生晃车。岔区相邻道岔之间过渡钢轨过短引起的晃车，为了使一组道岔产生的振动在进入下一组道岔前消失，道岔与道岔之间的过渡钢轨（也叫引轨）应有足够的长度，但是大部分车站咽喉区道岔的引轨严重不足，这不仅使车辆振动产生叠加，还由于线路道岔轨底坡，轨顶坡的差异，使运行的车辆的轮轨关系在短时间内发生迅速的变化，引起车辆晃动。曲线深入道岔引起的晃车及道岔与桥涵之间的距离太小引起的晃车。按照振动不叠加原理，曲线与道岔之间应保持足够的距离，但是受地形限制，很多车站曲线与道岔距离太小，这必然造成晃车，并对道岔产生较大的破坏力，增加道岔维修的难度。 2.5护轨在磨耗 经过一段时间的运营以后，道岔不同部位产生的磨耗不同，列车对这一变化也是比较敏感，如不及时调整，也会产生晃车。道岔护轨在磨耗后，应要调整查找间隔和护背距离，采取的办法是通常将护轨中部背面加设铁垫片，导致护轨作用边发生不规则弯曲，改变了原设计线性，在车轮经过时造成晃车。所以，一方面在加设垫片时，要在护轨全长范围内加垫，另一方面护轨侧磨达到12mm后尽量安排更换。 3、间接原因分析及对策 3.1人员的标准意识滞后 作业人员的标准意识滞后，在精细养修理念认识上还存在差距，作业时没能最大程度上提高道岔轨道质量储备，维修保养周期和工区养护能力不协调。因此首先要树立“重检慎修”的理念，突出在道岔设备整治过程中病害检查分析这一关键环节，在处理病害时首先要全面检查、综合分析、查找成因，再针对成因采取有针对性的措施彻底根治病害，在没有确认成因前不要轻易动道。其次要推行“零误差”的作业理念。线路设备的养护维修中要坚持“零误差”、“零缺陷”的理念，高度重视线路平顺性指标，加强对轨距变化率、超高顺坡率、曲率变化率、横加变化率的分析与整治；落实单项作业标准，达到对作业安全、程序和质量的控制，推行记名修，抓好作业质量回检，努力将设备修理到最佳状态。 3.2作业不规范 道岔起道捣固作业时，没有做到直曲股同期同捣，岔枕全长没有通捣，起道后捣固距离不足，造成作业形成的暗坑，经列车碾压后出现高低、水平等病害。因此必须加强对作业人员的责任心教育，提高业务素质，熟练掌握作业要领和技能，作业后加强回检。 3.3钢轨修理不及时 道岔钢轨修理不及时，钢轨自生病害加大了列车对轨道的冲击。道岔钢轨磨耗、钢轨接头上下错牙、钢轨接头轨缝14mm、道床空吊不密实，直接影响着钢轨面的平顺性，加大了列车的冲击力，加剧了道岔轨道几何尺寸的变化，造成列车通过道岔晃车。突出表现在钢轨接头低塌和错牙。从现场测量，钢轨接头矢度值0.5mm时，列车冲击比较明显。大轨缝除了加大列车的冲击力外，同时也加剧了对钢轨的破坏，降低钢轨的使用寿命。接头错牙形成了假轨缝，主要位于新换辙叉心与前后的引轨接头处，由于新辙叉心与旧引轨的垂直磨耗不相同，轨顶形成高低错牙，用打磨的方法一般不能彻底整治，传统的方法只是对道岔进行垫板、捣固，起不到治本的作用。此外，为了消灭道岔绝缘接头肥边造成的道岔工电结合部隐患问题，通常车间采取打磨绝缘接头肥边的方式，但是个别操作人员在对钢轨绝缘接头打磨时往往发生“过打磨”的现象，其实又相当于人为产生大轨缝，也加大了对道床的破坏，加剧了道岔几何尺寸的变化，因此，每个车间都应组建钢轨修理小组，不间断的整修钢轨病害，以提高钢轨轨面的平顺性，延长轨道几何尺寸的修理周期和使用周期。 3.4道床不稳定 线路道床，轨枕不一致。如果车站岔区道岔，线路道床，轨枕等不一致，那么轨道在纵向上的刚度就会有差别，在列车运行条件下就会引起颠簸性晃车。道岔缺碴，道床稳定性不足，造成道岔区几何尺寸不易保持。部分道岔由于底碴不足，产生道岔爬底现象，造成道岔框架阻力不够，几何尺寸不易保持。消灭这种病害的主要措施就是补充石碴，及时捣固，保证道岔的道床弹性，同时通过安装地锚拉杆，强化轨道结构，提高道岔薄弱地段的设备稳定性。 对道岔道床管理不到位，道床弹性不足影响了道岔轨道的稳定性。道床在列车的反复碾压下，要经历3个阶段，即较松散阶段、相对稳定阶段和劣化阶段。较松散阶段是在道床清筛或起道量较大的综合维修阶段后，道岔相对稳定，但经过列车碾压和大型捣固车的捣固后，进入道床相对稳定阶段，相对稳定阶段的道床为最佳状态，持续时间较长。当进入劣化阶段时，道床脏污板结、翻浆冒泥等病害较多，道床失去弹性，轨道几何尺寸不易保持，造成列车通过道岔时晃车，同时也加剧了垫板扣件和轨枕立螺栓的损坏。作业时部分工区不能灵活利用捣垫结合的作业方法，道岔捣固周期过长，使岔枕下面的特别是转辙和辙叉部位暗坑不能及时消除，致使列车通过时高低水平发生较大变化，形成晃车，因此要尽快安排道床清筛，以解决道床弹性问题。 3.5联结零件缺陷 扣件失效、离缝、扣压力不足，加大了动态道岔几何尺寸的变化。安装扣件时，如果不注意消除轨距调整块前后离缝、或者扣件扭矩不足，将会加大动态道岔轨距、轨向的变化，形成轨道横向不平顺，造成列车通过道岔时晃车。因此在日常检查与修理时，要将连接零件也作为一个重点内容检查，对道岔轨距调整块离缝、部分扣件扭矩不达标等病害及时消灭，必要时开展联接零件专项整治活动，强力推进，消除了晃车现象。 4 结语 只有通过对道岔发生晃车的原因进行深入细致分析，从道岔、轨枕、钢轨以及连接零件等方面综合入手整治，提高道岔