钢轨是直接支撑列车运行的载体，钢轨的可靠性决定了列车运行的安全、正点。近年来，随着铁路运输方式的进步，重轴、大运量、高密度快速发展的铁路运输特点，加重工务线路设备的负担，加剧了钢轨的疲劳伤损，最终导致一些断轨的发生，给国家和人民造成重大损失。面对困境，正确认识和掌握断轨的规律，主动的超前防范，是我们亟待解决的深度问题，结合笔者工作经验，现将线路防断工作的一些认识浅谈如下：
一、钢轨折断的原因分析
钢轨折断的原因是多种因素共同作用的结果，包括钢轨母材、运量、机型、线路条件、气候和维修管理等各种主客观原因，综合分析，钢轨折断、萌生及发展原因主要分为以下几种：
㈠钢轨的母材和冶炼浇铸加工质量先天不足，导致钢轨疲劳伤损，而影响钢轨本身质量的原因分析如下：
1.钢轨在生产、加工过程中，钢轨内产生气孔，其杂物是钢轨内产生疲劳核，并逐渐发展为核损伤的原因所在；
2.钢轨出厂检验把关不严，有初裂纹的钢轨混入新轨中，铺设上道而留下后患；
3.钢轨材质的性能不良，强度不足，是高强度运输条件下钢轨折断数量逐年增加的主要原因；
4.长轨的焊缝不良，尤其是铝热焊接头缺陷较多，常见有黑核、夹杂、气孔、热裂、焊偏等，在运营后，被作用力作用下拉断；
5.某些钢轨螺栓孔距设计不合理，造成接头处强度减低，孔眼应力集中，不扩孔，由此诱发孔裂。
㈡钢轨使用、管理上的不当致使钢轨伤损发展快、隐患大，具体原因分析如下：
1.新线施工时，违章作业，造成大量的机械伤；
2.线路上配置非标准轨，应急作业而用气割和烧孔来配用短轨，冬季极易脆断；
3.再用轨大修或更换旧轨时，伤轨重复使用；
4.钢轨超期服役，致使重伤轨增加；
5.钢轨螺栓孔加工中的毛刺、缺口、不倒棱等周边缺陷，易产生孔裂伤损；
6.道岔大修时，对岔后的引轨常用旧轨来加工，这种引轨强度很低，极易发生揭盖，孔裂掉底和重伤断裂；
7.磨耗钢轨调边使用，侧磨严重；
8.机车坡道打滑造成钢轨伤损。
㈢线路养护不良，极易发生伤轨的情况分析如下：
1.钢轨接头养护不良，形成接头病害，冲击力增加，加快钢轨端部的疲劳和螺栓孔周边裂纹，常见病害接头有：冒泥接头、低塌接头、轨枕靠拢、并股接头、崩顶、掉盖接头、松动接头、大轨缝和连续瞎缝接头、错牙接头、马鞍形接头、双枕失效接头、硬弯、支嘴接头、异形接头、非标准锯短轨接头等。因此，提高作业质量，精心养护好线路，是防止断轨的关键。
2.轨面几何状态不良。由于养护不到位，造成轨面几何状态失格和超限。当列车运行在不平顺处，应力集中，冲击加剧，恶性循环使伤轨断裂。现场轨面几何状态不良，伤损多见的地段是钢轨擦伤而未焊补处；轨枕失效、歪斜和间距不一处；扣件失效，上坑松动处；扣件与轨底边侧离缝不离靠，钢轨被挤轨距扩大处；不均匀的爬行地段；捣固不良，线路下沉处。这些因素都是造成钢轨折断的重要原因。
3.道床和路基病害也加剧了钢轨折断的进程，其病害分析如下：
①道床厚度不够，线路的弹性强度低；
②道床板结，排水不利，失去弹性；
③路基翻浆冒泥、下沉、冻害等病害，造成轨道基础不稳，轨面不平顺，冲击破坏加大；
4.轨底坡和曲线超高不合理，钢轨侧磨严重，下股压溃、掉皮；
5.长轨锁定轨温偏高，冬季拉断焊缝；
二、断轨发生的特征和规律
钢轨折断原因是多方面的，预防断轨，必须超前防范，综合防治。超前防范的关键就是管理，变被动为主动，积极探索断轨的特征和规律，才能把握住断轨，及时发现和消除风险。
1.伤轨所在地段的线路特征如下：
①线路不平顺所处，伤轨发生的频率大；
②隧道内钢轨伤损发展快；
③伤轨地点曲线地段多，直线地段少；坡道上多，平道地段少；制动地段多，其他地段少；无缝线路的缓冲区多，其它地段少；长轨中以固定区多，伸缩区少。
2.断轨的部位规律分析如下：
①一般钢轨折断发生在接头和小腰处多，而大腰部位少，曲线地段则是上股多，下股少，桥梁和道口处是两头部位伤轨多，其他部位少；
②钢轨伤损断裂多在轨头、轨颚和轨腰部位，轨底破裂伤损少；
3.钢轨折损的时间分布规律：
①从季节上分析，断轨多发生在冬春两季；
②从月份上看，断轨多发生在每年11月份至次年4月份；
③从昼夜来看，断轨多发生在一天气温最低的0时至4时；
4.钢轨折损与吨位、运量有关。
5.伤损钢轨外观异样特征：
①轨面光带扩大；
②暗光和黑线变化；
③轨头肥大、下垂；
④轨腹鼓包及表皮剥落。
三、断轨的防治
解决好钢轨的防断问题涉及到许多部门。抓什么、怎么抓？关键是要坚持超前防范、预防为主、防治结合的方法，坚持不懈的抓好防断工作，笔者认为应该重点解决好以下几个方面的问题：
1.进一步深化防断意识，坚持全年抓好防断。
2.科学养护线路，全面开展单元修，定期全面对线路进行动、静态检查，以此指导维修作业，及时消灭轨道失格公里与Ⅲ、Ⅳ级病害，适时清筛道床、道岔打磨、焊补钢轨，保持轨面平滑，整治路基病害，整治排水和防护设施。
3.完善管理，落实责任制，加强钢轨探伤检查。一是加强探伤检查，依靠专业队伍，严把防断关。二是保证探伤周期，配合探伤仪器。三是落实责任制，对探伤工实行分公里、分股道的责任分工和包保，纳入考核，奖罚分明。四是完善钢轨探伤资料的统计分析，做好信息管理。五是高度重视机车乘务人员反馈的晃车信息，准确掌握伤轨动态，为现场做好防断工作提供可靠的依据。
4.积极稳妥的做好防断的应急处理，万无一失，确保安全。
5.严格旧轨管理，凡使用再用轨，必须专业检查后上道，对换下的重伤轨做好“×”标记，严禁重复上道
四、断轨后处理办法
为确保列车安全不间断运行，发现断轨应立即设置防护，拦停列车，迅速进行临时加固，根据放行列车条件放行列车。
㈠防护设置标准
1.应立即使用列车无线调度通信设备通知车站值班员或列车司机紧急停车，同时在断轨地点设置停车信号。
2.当确知一端先来车时，应急速奔向列车，用手信号旗（灯）或徒手显示停车信号。
3.如不知来车方向，应在断轨地点注意倾听和瞭望，发现来车，应急速奔向列车，用手信号旗（灯）或徒手显示停车信号。
㈡断轨处理办法
1.紧急处理办法：当钢轨断缝不大于50 mm时，应立即进行紧急处理。在断缝处上好夹板或臌包夹板，用急救器固定，在断缝前后各50 m拧紧扣件，并派人看守，放行列车速度不超过15 km/h。如断缝小于30 mm时，放行列车速度不超过25 km/h。有条件时应在原位焊复，否则应在轨端钻孔，上好夹板或臌包夹板，拧紧接头螺栓，然后可适当提高行车速度。
2.临时处理办法：钢轨折损严重或断缝大于50 mm，以及紧急处理后，不能立即焊接修复时，应封锁线路，切除伤损部分，两锯口间插入长度不短于6 m的同型钢轨，轨端钻孔，上接头夹板，用10．9级螺栓拧紧。在短轨前后各50 m范围内，拧紧扣件后，按正常速度放行列车，但不得大于160 km/h。
临时处理或紧急处理时，应先在断缝两侧轨头非工作边做出标记，标记间距离约为8 m，并准确丈量两标记间的距离和轨头非工作边一侧的断缝值，做好记录。
3.永久处理办法：对紧急处理或临时处理的处所，应及时插入短轨进行焊复，恢复无缝线路轨道结构。
采用小型气压焊或移动式接触焊时，插入短轨长度应等于切除钢轨长度加上2倍顶锻量。先焊好一端，焊接另一端时，先张拉钢轨，使断缝两侧标记的距离等于原丈量距离减去断缝值加顶锻量后再焊接。
采用铝热焊时，插入短轨长度等于切除钢轨长度减去2倍预留焊缝值。先焊好一端，焊接另一端时，先张拉钢轨，使断缝两侧标记的距离等于原丈量距离减去断缝值后再焊接。
在线路上焊接时气温不应低于0℃。放行列车时，焊缝温度应低于300℃。
五、结束语
钢轨防断的目的是防止列车脱轨，防止列车脱轨的关键是坚持预防为主、安全第一的原则，重点抓好源头治理，加强钢轨探伤，关键把握过程控制，迅速、有效的启动应急处置。
文章来源：
原文名称：【冬季防断】钢轨折断分析及风险控制措施
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