道岔尖轨部分病害分析与整治乌海工务段 卢宁 季忠东 甄世奖 1 前言道岔是铁路线路设备的重要组成部分，随着铁路列车提速，万吨重载列车开行数量的增加对既有线道岔的平顺性提出了更高的要求，因此如何长期保持既有线道岔的整体高平顺性和质量均衡，确保列车以规定的速度、安全、平稳地运行至关重要。2 问题的提出2.1 既有线道岔现场基本情况为了适应铁路列车提速，重载列车的发展要求，我段管内包兰线正线各站从2008年开始陆续到今年全部更换为60kg/m混凝土轨枕道岔，总体来说，混凝土轨枕道岔从结构可靠性和稳定性都比以前的木枕道岔有了很大的提高。随着铁路的几次大提速和万吨重载列车在包兰线的开通运行以及跨区间无缝线路在我段管区正线上的全面铺设，道岔尖轨侧弯、尖轨尖端不密贴等钢轨病害已十分突出，消灭道岔尖轨部分的病害已成为当前维修工作的重点。2.2 道岔尖轨侧弯的形成原因道岔尖轨尖端及竖切部分与基本轨之间需密贴紧靠，且在尖轨全长范围内目视直顺无反弯，顶铁密贴、作用良好其间隙不得超过1mm,以确保行车安全。但因尖轨在刨切过程中受力不均匀，刨切量大小不等或因运输中冲击，安装不良，跨区间无缝线路中道岔无缝化后道岔钢轨受力不同等诸多原因，道岔铺设投入使用后，易造成尖轨刨切部分与基本轨不密贴或距尖轨跟端约3m左右出现向线路中心鼓出的侧弯，使尖轨与基本轨顶铁间隙超标，尖轨中部至限位器处轨距减小超过规定标准，列车通过时挤动尖轨，造成轨距扩大，从而出现二级、三级机车报警。2.3 现有整治的作业方法由于现有的普通液压直轨器由于其本身结构的限制，只能对基本轨的局部硬弯进行调整，而无法对尖轨进行矫直整治。当尖轨产生侧弯超标时，对采用夹板连接形式的可以将尖轨拆下线下进行校直。而对铝热焊接的无缝道岔尖轨只能将道岔内的尖轨和导轨一并切除，才能更换新的尖轨，而存在侧弯的尖轨再用的价值很小（切除铝热焊缝后比原长度短30-40mm）。造成固有资产极大的浪费，且对铁路运输的干扰、人力、物力的投入也较大。3 整治道岔尖轨部分病害的机具试制针对问题的提出，在段领导的参与和支持下，组织技术人员、工人技师与山桥厂的售后人员共同探讨开发了利用齿条式千斤顶，来综合整治和校直道岔尖轨侧弯和尖轨尖端不密贴的病害，通过多次的试顶、调试和弯折矢度的测定，基本上掌握了具体的操作要领。对整治后的尖轨经过一段时间的列车运行碾压，观测各部尺寸均符合技术规定要求，并无反弹现象，从而达到了预期的效果。4 尖轨调直工具的结构组成4.1 尖轨调直工具主要由：齿条式千斤顶（选用50-70T）、垫铁、附件螺旋锁定装置、700mm短钢轨头、绝缘胶垫等组成。4.2 检查及基本作业工具有：道尺、弦绳、塞尺，绝缘尺，小钢板尺、活口扳手，单头扳手，撬棍、石笔。5 齿条式千斤顶矫直尖轨的工作原理以另一侧对应尖轨靠贴基本轨做为着力点，根据侧弯尖轨的长度和变形位置，在尖轨与基本轨间加一块垫铁（或两块垫铁与一个螺旋锁定装置），利用齿条式千斤顶的顶力，与被调直尖轨上构成三点承力形成简支梁受力形式，千斤顶所产生的推力对尖轨弯曲部分进行强制反向多点弯曲，从而实现尖轨侧弯的校直与调整。6 调直工具选择总推力的确定依据P60AT尖轨的结构材料为U75钒材质，尖轨柔韧性好，不易发生脆断。经厂家提供的计算数据，按两支点距离1050mm（调直时，两支点最小距离），中间支点施压时，计算尖轨产生塑性弯曲变形所需的总推力约需50T以上，（即P60尖轨在最大抗弯截面），尖轨对水平中性轴的惯性矩为3217cm。尖轨屈服强度小于等于457MPa(计算步骤及主要数据，摘自铁路工务技术手册)。所以选择50-70T齿条式千斤顶的推力是完全满足使用要求的。7 施工作业流程7.1 调查工作量及准备阶段以工作量的调查、施工方案的制订和施工计划提报为主要内容(1) 根据工作量调查，工务、电务共同确认作业范围和提报“天窗”封锁计划，确定具体的配合项目和整治方案等事项。（2）按既定的整治方案的要求合理安排作业人员、材料和机具等。7.2 侧弯尖轨的矫直方法7.2.1具体有下列二种调整方法： （1） 当尖轨向道心侧弯时，对弯点按图1-1所示处理： （2） 当尖轨向基本轨方向侧弯时，对弯点按1-2所示处理：7.2.2 机具的安装及矫直（1）根据尖轨与基本轨、顶铁不密贴间隙的状态，确定尖轨校直方向以及调整器和垫铁、附件螺旋锁定装置的安装位置，并用石笔划出标记。(2) 确认封锁计划“天窗”点下达后，作业人员拆除需校直尖轨的顶铁，电务人员卸掉与尖轨相连的部件。(3) 当按图1-1所示作业时，调整器位置应放在尖轨侧弯突出点处，垫铁均匀位于调整器两侧，两垫铁距离一般应控制在10501450mm间，另一侧尖轨垫铁位于齿条式千斤顶的对应点处。(4) 当按图1-2所示作业时，垫铁位置应放在尖轨侧弯突出点处，螺旋锁定装置和调整器位于垫铁两侧，其距离可为上述的2/3。(5) 在附件螺旋锁定装置处扒掉岔枕盒内部分石碴，以便于螺旋锁定装置的安装。（6）机具的上道安装，必须在天窗点给后进行。先在侧弯处放垫铁（或螺旋锁定装置）。（7）选择尖轨侧弯突点处为调整器放置位置。先把短钢轨头靠贴在另一侧尖轨上，调整器前部活塞顶头贴紧侧弯突点处，在调整器与短轨头间垫上绝缘胶垫，再用手把扳动加载装置上的扳手，使活塞顶头顶紧尖轨的轨腰。（8）将加长手把插入千斤顶把手内上下扳动即可向尖轨加载。（9）在加载过程中，扳动手把应均匀加力，动作不宜过快，活塞杆伸出量应控制在65mm以内。并随时观测尖轨弯曲程度，以免弯过量。矫直量较大时，要分多次进行。（10）在进行矫直作业时，必须使用螺旋锁定装置或加强型钩锁器固定尖轨，如矫直部位在转辙器附近时应请电务配合人员拆除转辙器动作杆、表示杆。防止矫直量较大时损坏电务转辙器内部锁闭杆件。.7.2.3机具的卸载及下道（1）卸载时只需将千斤顶转换阀推至另一侧，上下扳动手把活塞顶头即可缓慢收回复位。（2）待千斤顶完全卸载不承力后，将千斤顶、短轨头、螺旋锁定装置移开，用撬棍拨开尖轨，取出调整垫铁。如使用螺旋锁定装置，则需在调大尖轨间隙前，同时将其拆除。（3）用撬棍拨动尖轨靠贴在基本轨上后，移开撬棍使尖轨在无任何外力的情况下自然密贴。（4）矫直完毕后千斤顶、短轨头、螺旋锁定装置搬至线路外侧，不得放置在道心及两线间，防止侵入限界。7.2.4 调整后的检查及精整（1）作业完毕后，施工负责人应用弦绳回检作业质量。刨切起点至尖轨尖端拉弦线，用塞尺测量，抗线或凹线不超过1.5mm;刨切起点至尖轨跟端拉弦线，抗线或凹线不超过1.5mm; 用道尺检查轨距，应符合铁路修理规则规定的标准。（2）如检查达不到上述标准时，可按上述流程进行进一步的精调与精整。（3）各项检查符合标准后，安装上齐顶铁，如顶铁仍有大于2mm的间隙时，可采用加垫垫片的方法解决。7.3 尖轨尖端不密贴的矫直方法7.3.1具体调整方法如下图所示： （1）根据尖轨尖端与基本轨不密贴间隙的状态，用塞尺仔细检查尖轨在转动过程中先与基本轨密贴的部分（一般在距尖轨尖端300-450mm先密贴）确定尖轨弯曲位置后，用石笔划出标记。(2) 确认封锁计划“天窗”点下达后，电务配合人员拆除转辙器动作杆、表示杆及与尖轨相连的部件。(3)将垫铁垫在距尖轨尖端先行密贴的突出点处，（必须垫紧、靠贴牢固），千斤顶应放在尖轨尖端处。(4)在一动、二动转辙器间安装螺旋锁定装置（钩锁器）锁紧尖轨，使得后部尖轨与基本轨形成固定的整体，防止二动转辙器处尖轨鼓出。（5）先把短钢轨头靠贴、顶紧在另一侧尖轨上，千斤顶前部活塞顶头顶于尖轨尖端处，再用手把扳动加载装置上的扳手，使活塞顶头顶紧尖轨的轨腰。（6）将加长手把插入千斤顶把手内上下扳动即可向尖轨加载。（7）在加载过程中，扳动手把应均匀加力，动作不宜过快，并随时观测尖轨尖端弯曲程度，以免弯过量。矫直量较大时，要分多次进行。（8）在调整尖轨尖端不密贴作业时，请电务配合人员必须拆除转辙器动作杆、表示杆。防止损坏电务转辙器内部锁闭杆件。.7.4道岔转辙器的安装与调试电务人员安装与尖轨相连的部件，恢复调整转辙机械，并由电务、工务共同检查道岔转辙器，确定状态正常，在车站运统46消记，开通线路。8 注意事项（1）当天上道作业前，必须在不侵入限界处进行性能实验，检查齿条式千斤顶作用良好后，才能联系上道。（2）尖轨调整作业，必须在天窗点内进行作业，必须在电务有关人员的配合下进行。（3）调整器与短钢轨头间要垫好绝缘胶垫，防止连电，造成红光带。（4）尖轨校直作业一般应由8人组成。即施工负责人（车间干部）1名，车站及现场防护人员各1名，操作手3名，电务配合人员2名。(5) 尖轨校直作业一般一处需用20-40分钟。如病害较大时，也可在一个维修天窗内完成。9 推广运用前景该项作业方法可广泛运用于各种线路道岔转辙部分的尖轨校直作业，尤其是在跨区间无缝线路中的运用。由于跨区间无缝线路中的道岔也是无缝化的，道岔尖轨也是被焊接或胶结的。如尖轨出现侧弯，无法整治，影响行车安全时，就必须进行更换。从经济利益考虑，一根P60AT尖轨（专线4228）的成本价为2.26万元，一个铝热焊接头的成本价约为2千多元，一个胶结接头的成本约为3.5千元，再加上运输费、更换人工费等，更换一根尖轨的费用合计将近3万多元，而我段每年大约需更换侧弯尖轨20根左右，从长远仔细算账，将是一笔很大的数目。自从我们研制开发了这一尖轨调整器后，经过一年多来的使用，共整治校直尖轨10根，从根本上解决了尖轨与基本轨不密贴，转辙部分轨距小超标的病害，列车通过时再没有出现过因尖轨侧弯，方向不良造成的二级、三级报警。转辙部分几何尺寸均达到技术要求。该机具技术上可靠，施工安全，机具轻便，运输方便，校直效果理想，可在全局范围内推广使用。10 结束语总之，为确保道岔质量的稳步提高，我们应该做好道岔设备养护的各个环节，及时消灭隐患，确保设备处于良好的运营状态，为我段安全生产的顺利进行做出新的更大的贡献。2011年12月 8