1 道岔设备简介
1.1 常见道岔类型
1.1.1工务道岔有单开(左开、右开)道岔,单式(对称、不对称、同侧)道岔,交分(复式交分、单式交分)道岔,三开道岔、不对称道岔、菱形道岔、渡线、交叉渡线等。其中P6012#单开道岔就有6种类型:过渡型7.7m长直线尖轨,固定岔心;AT型弹性可弯尖轨长11.3m,固定岔心;AT型弹性可弯尖轨长11.3m,钢轨组合式可动岔心;AT型弹性可弯尖轨长11.3m,铸造翼轨可动岔心;AT型弹性可弯尖轨长13.88m(12.4m),固定岔心;AT型弹性可弯尖轨长13.88m(12.4m),可动心轨。TS道岔13.88m(12.4m)尖轨长度,TS中心处辙叉理论交点位置与P60AT弹性可弯尖轨12#普通单开道岔保持一致,道岔前后长不同。
1.1.2电务道岔有P43、P50、P60过渡、P60AT、TS等。牵引设备分为ZD6系列、ZYJ7、ZYJ4、S700K、ZD9、法式高速道岔等。道岔的锁闭方式,分为内锁闭、外锁闭。从安全角度看,外锁闭优于内锁闭。
1.2 道岔病害参数
1.2.1 轨距加宽
道岔尖轨尖端的加宽,因道岔类型、钢轨质量(kg/m)、岔号和尖轨的线型与长度不同而不同。以直线型尖轨为例:6.25m长直线型尖轨尖端轨距加宽15mm;7.7m长直线型尖轨尖端轨距加宽10mm;60kg/m钢轨12#道岔AT弹性可弯尖轨曲线型11.3m,尖轨尖端加宽2mm;提速道岔AT弹性可弯尖轨曲线型13.88m(1998年以后改进型长度为12.4m),尖端轨距加宽为0。工务《线规》规定:尖轨尖端轨距允许误差为±1,其它部位为+3-2。
1.2.2 二个曲折点
1)普通直线型尖轨。由于尖轨轨距大于根端轨距,要使尖轨尖端轨距均匀递减到根端,以保持转辙部分各处轨距和方向良好,使尖轨竖切部分与基本轨完全密贴,对曲股基本轨必须加以曲折。第一个曲折点在尖轨尖端处,第二个曲折点在尖轨根端处。提速道岔(P6012#AT弹性可弯尖轨)没有曲折点,它的导曲线线型采用圆曲线,导曲线半径为350717.5mm,导曲线起点在尖轨尖端后298mm处,终点在尖轨根端后14363mm处。曲基本轨呈抛物线状,此类道岔曲股要看圆顺。曲股不圆顺是此类道岔工电结合部存在的主要病害,也是尖轨刨切点处不密贴的原因所在。
2)尖轨根端构造。间隔铁式尖轨:在尖轨根部用间隔铁保持基本轨与尖轨及连接部分钢轨间隔尺寸。弹性可弯式尖轨:尖轨根端用普通钢轨接头与导曲线钢轨接头联结,稳定性较好。为实现尖轨的扳动,在尖轨根端前2~3根岔枕处,把尖轨两侧轨底切掉一部分,使轨底与轨头同宽,形成弹性可弯段。在靠近根端的弹性可弯段末端,用间隔铁与基本轨相连,以保持间距P60AT型尖轨。普遍采用这种构造,但提速道岔轨底不刨切。
3)尖轨根端处几何尺寸。间隔铁式尖轨根端轮缘槽宽度与尖轨根端轨距有关:普通道岔(9#、12#单开道岔尖轨根部轨距为1439mm,加宽4mm;AT及提速道岔尖轨根端轨距采用1435mm,不加宽。当尖轨根端轨距为1435mm/1439mm时,轮缘槽宽度分别为70mm/74mm。工务部门在此标注为140mm/144mm(根端支距),为轮缘槽宽度加轨面宽度。
4)尖轨动程。尖轨动程在道岔的第一连接杆中心处测量。尖轨动程因道岔类型不同而不同,主要取决于工务部门对尖轨尖端开口宽度的要求。开口宽度必须保证车轮对尖轨背面不产生挤压或冲击,以定型的12#道岔为例,开口宽度150mm。工务《线规》规定,尖轨第一连接杆中心处的最小动程,直尖轨不小于142mm、曲尖轨不小于152mm,12#AT弹性可弯尖轨普通道岔为180mm,12#提速道岔为160mm,其它型号道岔按标准图或设计图。
5)道岔顶铁。道岔顶铁设置于尖轨刨切点之后尖轨或基本轨的轨腰上,以保持尖轨支距,使基本轨与尖轨共同承受水平力。日常维护时,道岔顶铁既不能顶死,又不能离缝太大,P60道岔不大于2mm、TS道岔不大于1.5mm,均要求有0.5mm以上间隙,否则会造成顶铁顶死,影响道岔宏观密贴,造成竖切不密、操纵时尖轨反弹力大等。
6)限位器。AT或TS道岔设置的限位器,由两个铸钢件∏型和T型块组成。∏型块固定在基本轨,T型块固定在尖轨,设置在尖轨根端1800mm处。它有两个作用:一是限制尖轨爬行,二是因一定量的位移而释放由联结钢轨传递的部分温度力。提速道岔限位器的活动间隙设计值为7mm±1.5mm。
2 常见病害
2.1 离缝
即尖轨和基本轨间、尖轨和顶铁间有离缝。尖轨和基本轨不密贴,尖轨和顶铁间有离缝,导致轨道框架稳定性不足。列车通过产生晃动,加剧对尖轨的冲击,加快尖轨的伤损,严重时影响行车安全。尖轨和滑床板间离缝,导致部分滑床板不接触尖轨,部分滑床板受力过大磨耗严重,尖轨扳动时因受力不均衡滑动受阻,甚至不能正常锁闭。
2.2 不密贴
指轨距不良、尖轨竖切部位不密贴,尖轨中部轨距小、两基本轨间尺寸不合适、竖切部位
不密贴。列车通过时因轨距变化率不良,导致列车左右摇晃,容易引起车载式线路检查仪和轨检车检测出分。严重的病害将影响尖轨正常锁闭或列车通过时尖轨横移,道岔表示缺口容易引起变化。
2.3 爬行
尖轨爬行量过大,导致尖轨根部间隔铁顶死,尖轨顶面宽50mm及以下断面处,尖轨顶面高于基本轨顶面超过2mm;基本轨侧磨出现肥边,或尖轨尖端有肥边不能密贴,影响正常锁闭。
2.4 结构性框架不稳定
基本轨、尖轨和拉杆的联接零配件松动,导致轨道框架结构不稳定,拉杆拉伸时旷动量增大,电务转辙机在锁闭时空动距离不足,容易造成表示不良。
3 原因分析
3.1 离缝
尖轨出厂时或在备用存放期间,因堆码受压时间过长或支垫时受力不均衡,导致尖轨产生硬弯。尖轨框架不符合标准,尖轨3根连接杆的长度不符合标准,尖轨框架间产生内应力。基本轨框架不符合标准,岔头不方,直基本轨不直,曲基本轨弯折点不标准。尖轨根端顶死,台螺栓损坏或不标准,间隔铁孔眼大,台螺栓不起作用。尖轨中、后部滑床板阻力大,尖轨在扳动时,尖轨后部受阻不能正常到位。尖轨弓腰或翘头,与滑床板不能全部均衡受力密贴,部分滑床板离缝,因受力较大磨耗严重。轨枕不在同一水平或转辙部位高低不良,部分滑床板过硬受力较大,空吊引起离缝。个别轨枕空吊,尖轨与滑床板内部受力不均衡。
3.2 不密贴
基本轨不直顺或有碎弯,致使轨距变化率不良。直尖轨不直顺、曲尖轨不圆顺或有碎弯,引起轨距变化不均匀。尖轨或基本轨出厂原因,导致竖切部位不匹配不能正常契合。因尖轨爬行,导致尖轨竖切部位与基本轨剖切部位前后错位。
3.3 爬行
更换尖轨或基本轨施工作业时,钻孔误差、轨温影响、轨缝调整等作业不当造成尖轨爬行。尖轨长时间受车轮反向摩擦力推动导致爬行,因机车制动、线路坡度,尖轨受纵向推动力产生爬行。尖轨根端间隔铁或限位器设置不适或台螺栓松动,导致尖轨克服阻力或带动限位器爬行。
3.4 结构性框架不稳定
基本轨、尖轨联接零配件松动,主要指扣件、接头螺栓扭力不足。拉杆零配件松动,主要是连接杆与丁字铁的连接螺栓松动,引起连接杆鸭嘴上下旷动。主要原因是各种零配件质量缺陷、型号不匹配、超期服役、安装不标准等,导致受力不均衡,引起松动。日常检修作业时,对零配件的检修保养不到位,未按检修周期保养,保养方式不正确或保养时未能按标准扭力紧固,零配件长时间带病运用引起磨耗而松动。缺砟、道床翻浆冒泥等病害,直接影响道岔框架稳定。
4 工电联合整治
4.1 常见检查方式
4.1.1 看
直股看方向,曲股看圆顺。看曲基本轨是否呈抛物线状,尖轨是否密贴;顶铁是否起作用、是否顶死;密贴、缺口是否变化;压车时尖轨的跳动;枕木的起伏;联接零件等状态。
4.1.2 听
列车通过时因震动,吊板、拱腰、扣件失效、螺栓松动等都会发出异声。
4.1.3 测
工务方面,测轨距、开程、框架尺寸、轮缘槽宽度。电务方面,测动作电流、故障电流、密贴间隙是否存在假密贴,开程、空动余量。
4.2 具体整治方法
工电双方提前沟通,做好预整道岔的调查,制订详细的整治方案。施工过程坚持精细化作业,不符合标准的及时纠正,从源头上把住设备质量关。整修作业完毕、设备正常使用前,工电双方对整修遗留问题,本着整治工作一步到位、不达标不放过的原则全面整治。一个天窗点完不成,下个天窗点继续整改,直至全面达标。
4.2.1 离缝整治
对尖轨和基本轨、尖轨和顶铁离缝,先调整各部位框架尺寸。仍有离缝,调整尖轨放劲归零。检查尖轨自由状态下是否密贴,确定是否存在硬弯或弓腰。确定后,再相应矫直或烤制、更换尖轨。对尖轨和滑床板离缝、滑床板磨耗不均匀、表面坑洼不平,针对性地相应捣固、垫板,确保滑床板在同一水平面,磨耗超限的及时更换。
4.2.2 不密贴整治
尖轨和拉杆框架尺寸不达标,调整尖轨和拉杆组成的框架尺寸。按照标准调整3根连接杆长度,按照从前向后的顺序调整。如有误差,可采取加撤铁垫片的方法调整。及时打磨基本轨工作边和尖轨非工作边出现的肥边,打磨后扳动道岔实验,确保打磨后尖轨密贴状态良好。
4.2.3 基本轨尺寸超限整治
方正尖轨尖端前顺坡终端接头,拨直直股方向,调整曲股轨距。以60kg/m钢轨12#道岔为例,第一连接杆处1441mm,第三连接杆处1499mm,尖轨根端处1642mm,曲基本轨第二弯折点处1506mm。检查曲基本轨弯折量,用2m弦线测量,第一弯折点矢度5.7mm,第二弯折点矢度4.1mm。误差超过±1mm重新弯折。
4.2.4 其他几何尺寸不良整治
改轨距或用直轨器矫直硬弯,整治后保证基本轨方向良好。全面整治道岔高低,道岔转辙部位全起全捣或垫碴,消除基本轨高低不良现象,消除尖轨空吊。
4.2.5 尖轨爬行整治
尖轨爬行量超限的,更换基本轨或尖轨、单个调整基本轨或尖轨纵向位置,使其符合规定要求。检查密贴尖轨距尖轨前第一轨缝的距离,标准图上显示的q值,该尺寸应符合表3-1的规定。提速道岔心轨爬行大于10mm,其他型号道岔尖轨爬行大于20mm时,视为爬行超标。
4.3 联合整治取得成效
自全面开展工电联合整治以来,因道岔工电结合部病害影响行车的故障逐年减少,整治病害的效果十分明显,质量保证周期不断延长,工电结合部轨件的使用寿命也大大增长。设备的利用率有所提升,降低了生产成本,减少了支出(见表1)。
表1
年份 | 2007 | 2008 | 2009 | …… | 2017 | 2018 |
故障数 | 22 | 21 | 11 | …… | 4 | 3 |
更换数 | 19 | 17 | 9 | …… | 6 | 7 |
5 结束语
道岔设备的特点,决定了工电结合部病害存在的复杂性和长期性,也决定了工电联整道岔的艰巨性。消除道岔工电结合部病害的关键不是技术问题,而在于工电部门的沟通和协调。只有工电双方共同努力,联整、联劳、联心,分别查明各自设备存在的病害,对症下药,才能解决问题,增强道岔设备的储备能力,延长道岔设备的故障周期,减少道岔故障的发生,确保道岔设备的可靠使用。
文章来源:
原文名称:道岔转辙部位常见病害和整治
作者信息:班富宏(柳州工务段,助理工程师,广西 柳州 545007)
期刊信息:广西铁道 2020年第3期