城市轨道交通道岔伤损分析及控制措施研究

摘要：现阶段，我国交通行业发展迅速，城市轨道交通设备设施的运营维护中不可避免的出现一系列病害现象，一些设备设施的病害严重影响到城市轨道交通运营的安全性、经济性和耐久性。随着运营时间和通过轴重数的增加，城市轨道交通道岔设备不可避免地出现伤损，因而必须对设备进行周期性修复和更换。本文对轨道交通的辙叉伤损情况进行统计分类，通过伤损的数量和种类，分析主要伤损的成因，并提出切实可行的对策建议；通过各方面的控制，减缓辙叉的伤损恶化速度，确保列车运行安全。

关键词：城市轨道交通；道岔；缺陷；伤损；整治措施 引言

随着我国近年来轨道建设的飞速发展，轨道道岔的市场份额不断扩大，是现今道岔产品中不可或缺的一个重要组成部分。随着轨道运营单位对道岔重视程度不断加强，其对轨道道岔的铺设也提出了越来越高的要求，长期以来线路铺设反映问题也越来越多，因此在中铁山桥集团提出针对轨道道岔成套制造及运输技术进行研究，以期全面提升轨道道岔综合质量，为线路铺设提供最大程度的便利。 1道岔缺陷及伤损分类、统计

城市轨道交通正线使用较多的钢轨型号为P60，材质一般为U71Mn或U75V，一般选用P60-1/9号、P50-1/7号道岔。道岔辙叉较多采用高锰钢整铸式辙叉，尖轨多采用60AT弹性可弯尖轨，尖轨尖端为藏尖式。辙叉和尖轨下设垫板和滑床板，并用高强螺钉固定于轨枕上。在正常运营条件下，钢轨受列车轮对的作用较复杂，其受外界作用大小、方向和位置都有很大的不确定性，与静态作业条件下有很大不同。在荷载和温度作用下，钢轨发生压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨耗、裂纹等各种复杂的变形。钢轨内部受力更加复杂，常因温度急剧变化、外界作用力较大而拉断。另外，冶炼过程的缺陷以及运输、使用过程中的不良条件也会导致钢轨的伤损。对于道岔而言，其基本轨、尖轨均为钢轨刨切弯制，辙叉为高锰钢整铸，受力和伤损原因更加复杂。为做好城市轨道交通线路设备的检查、巡视、更换和日常管理等工作，行业内将钢轨伤损程度划分为轻伤、重伤和折断三大类，伤损类型分为九类32种。日常城市轨道交通轨道伤损管理中通常对辙叉伤损判定为轻伤、轻伤有发展、重伤。城市轨道交通列车因其车辆轴重轻、车型单一，轨道结构及运营条件等都与国铁有着明显的区别，形成的伤损类型也有自身的特点。随着运营时间的不断增长，各道岔出现不同程度的伤损，出现的道岔伤损主要类型有裂纹、掉块、剥离、尖轨变形、飞边等。通过统计管段内加固和更换的尖轨、辙叉伤损情况，可将导致尖轨、辙叉伤损的原因大致分为材质、制造工艺、轮轨作用、维护管理和环境等五类。 2道岔缺陷及伤损原因分析 2.1线路铺设问题

线路施工中对小号码道岔尖轨翘头、弓腰、扭曲等问题的反映较多，分析原因如下:(1)线路铺设人员技能参差不齐，对轨道道岔产品及图纸理解不彻底，铺设时只以轨距为准，不控制其他关键项点，如道岔方向，枕木间距等，且容易发生安装错误现象。(2)线路铺设时技术文件及技术要求与厂内制造标准有时产生冲突，应加强技术文件的统一整理。(3)基尖轨不密贴、滑床板空吊板等产品本身存在的问题。

2.2出现钢轨疲劳裂纹

道岔钢轨在长期卸载和加载载荷的循环过程之中一直处于疲劳的状态，影响钢轨的使用寿命，长此以往，会导致钢轨疲劳裂纹的产生，对列车的正常运行产生干扰。钢轨所处的运行环境比较复杂，损伤机制也相对复杂，根据相关研究表明，不仅载荷的循环加卸载会破坏钢轨的正常形态，外界极端天气以及自然灾害也会对钢轨产生极大的损伤。在长期载荷加载与卸载的过程中，钢轨的抗拉容许应力会得到一定的提升，但是钢轨弹性恢复能力会下降并最终丧失，导致钢轨在弯矩的作用下出现横向与竖向的裂纹，裂纹逐渐向周围扩展到一定程度时，材料强度会断崖式地下降，影响城市列车的正常通行。 2.3维护管理问题

道岔构造复杂、养护困难，是工、电、运等多专业和多部门管理的结合部分又是事故的多发处所。在铺设和日常维护中，尖轨的最小跟距、尖轨尖端开口宽度、尖轨动程、尖轨跟端轮缘槽宽度等几何尺寸严重影响尖轨的状态。铺设和维护检修不到位，容易导致尖轨或基本轨异常磨耗，缩短设备使用寿命，更可能产生列车掉道、挤岔等事故。 3道岔缺陷及伤损控制措施 3.1项目部组织道岔检修工作

季度道岔检修工作需要交给各个项目部层面进行统一组织和管理，在道岔检修布置工作召开前期，项目部技术人员和工区需要对季度道岔实际使用情况进行综合分析，对质量进行有效控制，组织相关维修人员学习，对道岔设备进行检修，明确检修标准基本的步骤和程序，对检修工作中存在的各种问题进行综合分析，结合现场实际情况进行详细分析，进而提出检修工作的重点需求和内容，对关键的道岔以及关键人员进行针对性的跟踪和监察。 3.2钢轨疲劳裂纹的处理方案

技术人员首先需要准确预估钢轨所要承受的设计载荷值，并判定钢轨的抗弯抗剪容许值和抗拉压能力，从而选择正确的轨道材料进行钢轨的搭建，提高钢轨搭建质量，使得钢材可以符合相应的力学性能。对特殊道岔区域可以采取冷拔形式增加钢轨的强度，在进行钢轨铺设之前的抗疲劳实验时，需要模拟钢轨使用的实际环境特点，综合考虑各种因素并形成环境影响因子，提高钢轨抗疲劳实验的准确度，为后续钢轨搭建工作提供有效的数据支持。 3.3提高道岔的整体质量

（1）提高道岔的整体质量。控制尖轨刨切母材钢轨中各化学成分的含量，如，钢轨中锰元素可以提高钢的强度和韧性；硅元素易与氧元素产生化学反应，能除去钢中的气泡，增加钢轨的密度；锰、硅能提高钢轨的耐磨性；严格控制高锰钢的碳、锰、硅、磷、硫等化学成分，并严格按照要求进行水韧处理；根据轮对硬度匹配性进行预硬化处理，增加辙叉表面材质的强度。（2）改进制造工艺。尖轨可以采用全长作用面淬火技术；在母材钢轨的冶炼过程中采用精炼、真空托起等先进的锻造技艺使钢质净化，尽量减少钢中非金属夹杂物，以减少夹灰和疲劳剥离等伤损的发生；在高锰钢辙叉铸造后期可采用较先进的爆破淬火技术，提高高锰钢辙叉接触面的前期强度。 3.4维修质量控制措施

对于设备的减振以及抗振，在局部可以进行技术改造，解决结构上的一些缺陷以及环境上的问题。但是道岔能否保持良好的使用质量，主要还是需要日常进行检查以及维修，这才是质量保障的重点。道岔属于使用频率非常高的一种设备，在轨道的实际运行中，道岔的实际价值是不可忽视的，在日常的维护以及检修上，

需要加强制度上的完善以及管理上的强化，需要保证足够的管理力度，这样才能让道岔保持更加良好地运用状态，并让轨道的实际运行不会受到负面的影响。相关部门需要加强道岔的检查以及维修，在工作上做出严格的要求以及约束。 结语

综上所述，道岔是城市轨道的薄弱区域，在长期重载载荷的影响下，道岔位置容易出现病害而影响城市的正常运行，增加了运行的安全隐患，不利于我国城市运输行业的持续稳定发展。因此，必须要加强对道岔病害的分析，采取针对性的综合整治措施保证城市轨道交通能够更好地运行。 参考文献

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