浅析道岔挤岔故障分析及处理

李景

合肥市轨道交通集团有限公司 安徽省合肥市 230000

摘要：针对自主研发高速道岔上道后出现影响列车通过平顺性的问题及其他病害，从设计、制造、维护等多方面分析其形成的原理，并提出了整治措施及优化建议，对高速道岔设计、制造工艺优化及现场养护维修方面具有一定的参考价值。

关键词：轨道交通；道岔；挤岔；故障

1概述

道岔是铁路线路的交叉点及薄弱环节，因其结构与轮轨界面的关系复杂，是影响行车平稳性与安全性的关键基础设施。同时，道岔集成了轨道系统的各类结构部件与技术特征，也集中体现了一个国家铁道工程行业的技术水平。自主研发高速道岔通过十余年来的安全运营，验证了其在关键结构、制造工艺、维护技术等方面的合理性，为进一步在制造与维护方面的优化提升积累了宝贵经验，但在细节方面还存在一定的提升空间。本文结合高速道岔多年来上道运营的常见问题，针对其形成的原理进行了分析论证并提出优化措施。

2高速道岔影响列车通过平顺性的常见问题及措施

高速铁路必须有高平顺性的轨道和道岔，分析高速道岔平顺性的影响类型并制定控制措施，是工务工作始终面对的关键技术问题，也是贯穿于高速道岔设计、制造、铺设、养护等各个环节中的最为重要的指导思想。

列车通过道岔区过程中，因钢轨轮廓不良而引起接触点的变化，形成了轮轨接触不平顺，也是造成行车过程“蛇行运动”的激励源，其最直观的反应就是轨顶光带异常。部分高速道岔上道运营后出现局部晃车，轨顶面出现光带的反复变化或形成了双光带(如图1，图2所示)，尤其在转辙器尖轨或辙叉心轨范围内较为常见，这是由于轨顶轮廓不良，导致轮轨接触点的反复变化造成的。造成高速道岔尖轨或心轨轨顶轮轨接触不良，是多方面因素共同作用形成的，主要从以下几个方面分析其成因及措施:1)尖轨与心轨在制造和检验过程中，未正确理解轨顶轮廓的设计要求。在自主研发高速道岔的研制初期，国内部分道岔制造企业未正确理解道岔设置“轨顶坡”的设计要求，错误地认为尖轨与心轨的轨顶坡是1∶40的斜平面与轨顶面多段圆弧相切而形成的轨顶“帽形”，进而设计了不合理的轨顶轮廓仿形铣刀刀具进行加工(见图3)，虽然后期逐步演化为通长60AT2钢轨的轨冠轮廓，但仍与理论设计要求存在差异。由此造成了行车过程中列车轮对通过道岔尖轨与心轨范围时，形成了轮轨的接触不良，造成光带异常和晃车。

解决的措施:高速道岔的尖轨、心轨均采用60AT2钢轨加工，其轨头轮廓与基本轨的60kg/m钢轨轨头轮廓存在一定差异，为保证列车轮对通过转辙器尖轨或辙叉心轨过程中同一轮对的两轮具有相同的行车条件，即理论状态下轮对的两侧轮轨接触的轨面“廓形”相同，从刀具设计与制造检验方面确保轨顶接触轮廓的合理性。2)轨顶轮廓的加工与制造工艺不合理，形成了轮廓加工的接刀不平顺。高速道岔研制初期，尖轨与长心轨的轨顶轮廓加工采取“先数控铣削，后刨削接刀”的方式，即在跟端范围之前的轨顶轮廓采用成形铣刀机加工成形，跟端锻压段轨顶则采用刨削方式进行二次接刀的方式加工。此工艺由于同一轨顶面前后段分两工序生产，降低了废品率，但易在跟端锻压段轨顶面轮廓形成两工序的接刀不平顺，现已被广泛采用的“先跟端扭斜1∶40，后一次性通长轮廓铣削”的工艺方式代替，但后者仍存在如下问题:尖轨跟端轨顶轮廓通长铣削的工艺受跟端锻压段1∶40扭斜工艺的效率及精度影响严重，扭斜偏差较大则易造成轨头铣削加工切削过量形成废品。因此在铣床加工前，必须预先控制好跟端斜度及直线度，并在铣床设置斜度复检和调整措施。对于尖轨跟端扭斜1∶40并完成轨顶轮廓通长铣削后的制成品，因跟端范围采用冷态扭斜，在静置一段时间后易出现扭斜的斜度回弹，由此形成了尖轨成品的跟端轨顶轮廓不平顺。

3道岔挤岔故障处理措施

3.1尖轨、心轨不足位移引起的几何不平顺

扳动力和不足位移是道岔转换及使用的两个关键性问题，尖轨与心轨扳动是否到位直接影响到列车的过岔速度及行车安全。尖轨与心轨的不足位移主要表现为局部轨距偏小，轨向不良等病害现象。不足位移与牵引点的设置位置、摩擦力等因素有关，在现有客专道岔牵引点位置一定的情况下，分析其尖轨与心轨不足位移的成因及措施主要考虑以下方面:1)滑床台板摩擦系数的影响。滑床台的摩擦力是产生不足位移的根源，扳动力和尖轨最大不足位移均随摩擦系数的增加近似成正比增加。道岔制造厂通过11．2m长60AT2尖轨进行了“一机一点”扳动转换的厂内试验，发现在仅通过间隔更换为辊轮滑床板且其他工况不变的情况下，尖轨扳动力与不足位移均出现显著下降。因此，针对道岔在铺设运营过程中存在的尖轨不足位移问题，应逐项排查。首先，检查辊轮的安装状态是否满足要求，滑床台板有无生锈导致摩擦增大;其次，检查辊轮是否工作正常且转动灵活;第三，应检查滑床板的空吊板，杜绝最后一个牵引点至固定端范围内仅一至两块滑床板轨底密贴的情况，同时检查此垫板的水平状态，进行两侧的高低调整，避免出现局部摩擦力过大;第四，检查存在不足位移范围内的顶铁间隙并适当调整。

3.2带轨撑滑床板技术改造分析

带轨撑滑床板主要是在基本轨的外侧增加轨撑，抑制基本轨外翻变形，有效改善滑床板受力状态。

更换滑床板材质及结构，加装外侧轨撑，增大滑床板抗挠强度，从而减小滑床板受力所产生的变形量。

加装配套扣件技术改造后轨下垫板钢度达100～120kN/mm²，能够减小道岔的转换阻力，提高道岔运行的可靠性。

3.3调整密贴和表示，进行拉力测试

首先对道岔定反位的密贴和表示进行粗调，先使动接点打到位道岔有表示后再进行细微调整。确保定反位2mm锁闭，4mm不锁闭。表示缺口在2mm±0.5mm范围内，如现场时间比较紧迫，在确保密贴无问题后表示口可先进行粗略调整，待晚上停运后进行深度调整，现场如有条件对道岔进行拉力测试，使道岔转换力、密贴力、摩擦力各项指标均在标准范围内。

3.4调试恢复设备

3.4.1恢复线路状态

施工专业人员安装尖轨、安装轨距块、弹条，紧固扣件，恢复线路。线路恢复后进行工电联调，搬动道岔转动正常。

3.4.2道岔联调

施工和相关配合专业人员按照各自检修标准对道岔进行全面联调，确保道岔基本参数恢复至初始状态，确保道岔具备行车条件。

3.4.3回检出清

由施工现场总体负责人组织回检，确认工器具材料无遗漏后，人员撤离施工现场。

4其他常见问题分析及优化措施

自主研发高速道岔在制造与运营的过程中，除上述问题外，还存在一些局部细节有待优化和改进:1)可动心辙叉后部的部分顶铁因调整和拆卸困难，另外由于60kg/m钢轨的轨头上下斜面影响，现有宽幅面顶铁调整片安装后使得顶铁在轨腰中部形成局部间隙，导致顶铁结构不稳定，宜优化整合为组合式顶铁。2)部分间隔铁或防跳顶铁螺栓断裂，主要原因一方面是设计或制造的钢轨垫圈未对螺栓进行合理找平，导致螺栓受力状态差;另一方面是螺栓连接副缺乏有效可靠的防松方式、轴向拉力不稳定，在温度应力作用的同时，叠加车轮对钢轨的冲击导致螺栓断裂。针对此问题，有必要进一步细化钢轨垫圈结构及类型，改善螺栓连接副的服役条件，同时改进防松形式，确保螺栓拉结后的总体结构稳定可靠。

结束语

综上所述，城市轨道交通已广泛运用于生活的方方面面，而道岔作为其核心部分，在未得到防范的情况下偶发故障或多或少都会影响到电客车正常运营。经对比分析技术改造前后滑床板的使用寿命明显增加，减小了设备日常保养维修的强度，提高了道岔转辙部分的稳定性，降低了道岔故障，对已出现的故障进行针对性的分析，对未出现的故障加以防范。

参考文献

[1]赵欣然,展明星.基于智慧交通的道岔转辙机控制系统设计研究[J].中国设备工程,2021(22):16-17.

[2]汪张晶.铁路道岔偶发故障分析及防范[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2021(10):188-190.