普通鋼軌接頭

（1）接頭構(gòu)造的缺陷 　鋼軌接頭構(gòu)造的缺陷有軌縫、臺(tái)階(動(dòng)載條件下的高低錯(cuò)臺(tái))、折角，使車輪通過(guò)時(shí)引起附加動(dòng)力荷載，具有沖擊荷載性質(zhì)。這些沖擊附加力為正常輪載的2至3倍。沖擊力的作用使鋼軌端部、夾板撓曲，使鋼軌頂面、夾板及連接零件磨耗。由于軌縫的存在，車輪通過(guò)鋼軌接頭時(shí)，駛?cè)攵烁哂隈偝龆水a(chǎn)生臺(tái)階，產(chǎn)生接頭下陷形成的折角。三種情況是同時(shí)出現(xiàn)的，以軌縫存在為前提，是車輪通過(guò)接頭產(chǎn)生沖擊動(dòng)力荷載的主要因素。沖擊附加動(dòng)壓力的大小與輪重、輪徑、行車速度及接頭狀態(tài)有關(guān)。沖擊附加動(dòng)壓力與軌縫、階、折角的關(guān)系表現(xiàn)為：①在輪重、輪徑及行車速度相同情況下，與軌縫大小成線性關(guān)系，縫越大，附加動(dòng)壓力越大。在重載的情況下，大軌縫的危害更加嚴(yán)重。②車輪的下向動(dòng)力沖擊速度與臺(tái)階高度平方根成正比，與車輪半徑平方根成反比。由于車輛輪半徑小，列車編組中車輛占絕大多數(shù)，就車輪的動(dòng)力沖擊作用，車輛比機(jī)車要大得多。若存在靜態(tài)的鋼軌接頭錯(cuò)臺(tái)，相錯(cuò)量越大，車輪的動(dòng)力沖擊作用越大。③對(duì)于存在折角的鋼軌動(dòng)力接頭，下向沖擊速度與軌道剛度成正比，與軌端下沉量成正比，與行車速度成正比。

（2）鋼軌接頭部位道床變形原因

普通軌道的結(jié)構(gòu)形式必然產(chǎn)生軌道變形。軌道變形分為彈性變形和永久變形，其中道床變形是軌道產(chǎn)生永久變形積累的主要來(lái)源。

在機(jī)車車輛的荷載壓力與振動(dòng)沖擊作用下，引起道床松動(dòng)和不均勻下沉，進(jìn)而形成不平順軌面，與鋼軌接頭構(gòu)造上的缺陷疊加所引起的具有沖擊性質(zhì)的附加動(dòng)力是正常輪載的4至5倍，使軌頭內(nèi)部剪應(yīng)力、局部應(yīng)力及彎曲應(yīng)力增加明顯，大幅度減少鋼軌所能承受的荷載循環(huán)次數(shù)，縮短了鋼軌使用壽命。鋼軌接頭的缺陷及軌面的不平順，加快了道床的振動(dòng)頻率，形成強(qiáng)迫振動(dòng)，使道碴顆粒間的摩擦系數(shù)減小，道床彈性減弱，剛度增加，是鋼軌接頭溜坍、空吊、板結(jié)、翻漿冒泥及軌枕破壞等接頭病害發(fā)生的主要原因。鋼軌接頭是軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，其原因在于軌結(jié)構(gòu)的組合性和散體性與接頭構(gòu)造上的非連續(xù)性。

1.道床狀態(tài)不良

經(jīng)過(guò)對(duì)濱綏單線488K 500～492K 000的接頭調(diào)查，發(fā)現(xiàn)只要是低接頭處所，80%伴隨有道砟磨圓、翻白；60%伴隨有下沉及空吊板；30%的伴隨有翻漿冒泥。道砟磨圓不僅破壞了道床的彈性，而且降低了道砟跟軌枕的黏合力。這在一定程度上破壞了正常的車輪與接頭的動(dòng)力響應(yīng)關(guān)系，由此引起的附加動(dòng)力荷載變化率非常大，類似于沖擊荷載。接頭處的道床板結(jié)或翻漿冒泥，破壞了道床的整體性和連續(xù)性，從而接頭會(huì)受到劇烈的沖擊和振動(dòng)，久而久之形成了低接頭。另外，道床給軌道結(jié)構(gòu)的阻力不夠，例如道床的厚度不足、砟肩堆高不足及寬度不夠等，這也是加劇接頭病害產(chǎn)生的原因之一 。

2.接頭不平順

接頭不平順一般情況主要有高低錯(cuò)牙、左右錯(cuò)牙、軌頭掉塊、鞍形磨耗、支嘴等。這些病害的存在，使接頭上鋼軌駛?cè)攵撕婉偝龆塑壝嫠纬傻恼劢窃龃?，在一定程度上加大了?duì)軌道連續(xù)性的破壞，使接頭完全接受了來(lái)自車輪的各種荷載，加速了低接頭的形成。

3.夾板及軌縫狀態(tài)不良

對(duì)于新上線路的接頭，由于列車車輪對(duì)接頭無(wú)數(shù)次的沖擊，使得夾板在一定時(shí)間后形成了臺(tái)式磨耗，如果接頭螺栓再有松動(dòng)情況，這樣就容易出現(xiàn)空吊板，在一定程度上也加速了低接頭的出現(xiàn)。軌縫也是造成低接頭的原因之一，因此，如何正確的設(shè)置軌縫，對(duì)于接頭的養(yǎng)護(hù)也很關(guān)鍵。

4.養(yǎng)護(hù)維修不到位

低接頭的出現(xiàn)跟平時(shí)的養(yǎng)護(hù)和檢查有很大的關(guān)系。搗固不及時(shí)或者說(shuō)搗固不到位，平時(shí)缺少對(duì)接頭不平順的檢查和打磨，有些情況下只墊不搗，導(dǎo)致接頭墊片越來(lái)越厚，而接頭也越來(lái)越低，對(duì)松動(dòng)的接頭螺栓沒(méi)有及時(shí)的復(fù)緊等。

對(duì)既有低接頭的整治必須建立一套完整科學(xué)的養(yǎng)護(hù)模式，并且要提高其質(zhì)量?jī)?chǔ)備期，從根源上和基礎(chǔ)上控制設(shè)備病害的發(fā)生和發(fā)展。必須樹(shù)立全方位、立體化養(yǎng)護(hù)的理念，使接頭的整治從基礎(chǔ)到上部、從附屬到主體，既能提高設(shè)備的整體穩(wěn)定性，又能使設(shè)備出現(xiàn)的病害及早消除，相對(duì)減少接頭養(yǎng)護(hù)成本的支出，提高接頭的保安能力。

鋼軌接頭病害是線路三大薄弱環(huán)節(jié)之一。要養(yǎng)護(hù)好鋼軌，我們必須對(duì)鋼軌接頭病害的原因有所了解，下面我先談一談我對(duì)鋼軌接頭病害分析及焊補(bǔ)方法 。

鋼軌接頭病害主要表現(xiàn)為接頭區(qū)鋼軌破壞和道床破壞。接頭區(qū)鋼軌破壞表現(xiàn)為軌頭的打塌、剝離、鞍型磨耗及螺栓孔裂紋。接頭區(qū)道床破壞表現(xiàn)為道床的沉陷、坍塌和板結(jié) 。

1.道床的整治

對(duì)于低接頭處所的5～7孔范圍內(nèi)的道床首先進(jìn)行全面的清篩處理。清篩前應(yīng)準(zhǔn)備一定量的優(yōu)質(zhì)道砟，對(duì)原來(lái)的磨圓道砟進(jìn)行更換。枕下清砟厚度最好保持300mm以上，并做好排水坡，以防止接頭處所的翻漿冒泥，消除接頭處所的線路板結(jié)?；靥畹理臅r(shí)一定要飽滿，以增加道砟跟軌枕的粘著力，并且道床斷面應(yīng)符合《修規(guī)》規(guī)定，堆高砟肩，適當(dāng)增加外股道床寬度，并分層次夯拍，增加道床阻力。

2.軌枕及配件的整治

對(duì)接頭處所的10根軌枕進(jìn)行方正處理，對(duì)于低接頭的整治效果十分明顯。察看枕木底部是否有掉塊現(xiàn)象，如果有必須進(jìn)行更換新枕，否則接頭處所會(huì)因軌枕支撐面不足而產(chǎn)生空吊板現(xiàn)象，同時(shí)平時(shí)的搗固也起不到應(yīng)有的作用，不能提高整體的穩(wěn)定性。

3.搗墊結(jié)合的整治

如果由于某些條件限制，清篩和換枕都無(wú)法完成的情況下，就需要采取搗墊結(jié)合的整治方法。對(duì)墊板較厚的接頭，撤除接頭處4根軌枕上的大膠墊，更換為2mm的調(diào)高墊片，然后反復(fù)的進(jìn)行搗固，不斷的加強(qiáng)道床的強(qiáng)度，消除下沉和空吊板。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的穩(wěn)定期后，觀察如果有下沉或者空吊板達(dá)到3mm以上時(shí)，就需把原來(lái)2mm的調(diào)高墊片更換為5mm的大膠墊，并且再次進(jìn)行反復(fù)的不起道搗固。這個(gè)過(guò)程可以反復(fù)循環(huán)的進(jìn)行，唯一的缺點(diǎn)就是比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。以上所更換的大膠墊最好使用TD型高彈性復(fù)合橡膠墊板，增加接頭部位的彈性，減少列車對(duì)接頭的沖擊作用。

4.夾板的整治

普通夾板經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，基本上都形成了一定的硬傷。一種做法就是互換里外口夾板，目的是消除或減少接頭駛?cè)攵撕婉偝龆说能壝娌黄巾槨５@種做法最好不要用在正線，因?yàn)橐坏A板有問(wèn)題，不管如何互換都不會(huì)解決問(wèn)題，只是減輕問(wèn)題的嚴(yán)重性而已。此時(shí)最好是更換新夾板，或者加工預(yù)彎夾板，預(yù)彎夾板的上彎量盡量保持在2～4mm為宜。預(yù)彎夾板的使用還要注意綏佳線的接頭杜絕使用，一般用在低接頭病害比較嚴(yán)重的處所。另一種做法就是外口安裝減震夾板，主要是減緩車輪對(duì)鋼軌接頭的沖擊力。安裝減震夾板必須注意觀察鋼軌狀態(tài)，如果鋼軌垂磨比較嚴(yán)重，安裝時(shí)就需考慮是否會(huì)引起晃車，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，靈活掌握。新安裝的夾板要注意接頭螺栓的扭力矩一定要達(dá)到要求，安裝當(dāng)天就應(yīng)復(fù)緊至少3列車，次日再?gòu)?fù)緊一遍。只有這樣，理論上才能達(dá)到螺栓扭力矩的要求，從而減小列車對(duì)軌頭和夾板的破壞。

5.軌端的處理

軌端的處理包括打磨、勻縫，鋼軌有硬彎的可以進(jìn)行彎軌。對(duì)馬鞍形接頭進(jìn)行打磨，用1m的直尺進(jìn)行測(cè)量，矢度不大于0.2mm。有一點(diǎn)需要說(shuō)明的是打磨的前提必須保證接頭附近高低、水平相對(duì)沒(méi)有超限的情況下進(jìn)行的。使用碗形砂輪研磨時(shí)，先研磨中部到要求深度，再向兩端側(cè)研磨，最后整修圓弧。使用平形砂輪研磨時(shí)，可從一側(cè)向另一側(cè)來(lái)回進(jìn)行研磨。研磨后軌面高度相當(dāng)于小腰部位的鋼軌高度。用1m直尺檢查，要求達(dá)到平整、均勻。馬鞍形打磨可以保證軌面的平順。其次是對(duì)軌端和軌頭內(nèi)側(cè)肥邊的打磨，及時(shí)消滅軌頭高低、左右錯(cuò)牙，軌面及軌距線內(nèi)側(cè)錯(cuò)牙不得超過(guò)0.2mm，可采用液壓直軌器矯直接頭小硬彎，上緊接頭螺栓，達(dá)到規(guī)定扭力矩，保持接頭堅(jiān)固，也保證接頭處的方向和軌距良好。接頭的平順性即接頭的作用邊和軌面的平直度，是直接造成低接頭的因素之一。打磨可以按照周期進(jìn)行，一般按照一季度一遍較為合理，但遇到特殊情況時(shí)就需要靈活調(diào)整計(jì)劃。同時(shí)對(duì)于軌縫，特別注重軌縫的均勻和保持。在《修規(guī)》允許的范圍內(nèi)盡量減小軌縫，對(duì)超過(guò)構(gòu)造軌縫（18mm）的軌縫及軌縫成段偏大的地段及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以減小列車對(duì)接頭的沖擊力，同時(shí)要有計(jì)劃的加強(qiáng)接頭螺栓和扣件螺栓的復(fù)緊工作。尤其是每年的3～4月份和9～10月份，分兩次進(jìn)行全面的復(fù)緊，既可以保持軌縫的均習(xí)，也有利于提高軌道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。勻縫時(shí)不應(yīng)太小，也不宜過(guò)大。軌縫不足，鋼軌升溫時(shí)無(wú)伸長(zhǎng)余地，造成瞎縫，嚴(yán)重時(shí)使軌道臌曲。軌縫過(guò)大，列車通過(guò)時(shí)沖擊作用增大，并在鋼軌因降溫縮短時(shí)，有可能把夾板螺栓拉彎或拉斷。

1.對(duì)于既有線上已經(jīng)狀態(tài)嚴(yán)重不良的低接頭，可以采取移除接頭的方法進(jìn)行整治。即在接頭處插入12.5m～16m的短軌，且對(duì)新增加的接頭進(jìn)行焊接，這樣在一定程度上能緩解列車的部分沖擊力。

2.制作彈性軌枕，即在鋼軌底部的軌底槽上刨切一定的深度，安裝高強(qiáng)橡膠彈性底座，鋼軌直接置于彈性底座上。在一定程度上能緩沖列車的沖擊力，不至于接頭受損。

對(duì)于既有低接頭的整治主要堅(jiān)持搗固為主，墊片為輔，經(jīng)常打磨的原則。平時(shí)應(yīng)該特別注意接頭處所的幾何尺寸保持良好的狀態(tài)。在如今高速、重載、客貨混跑的新形勢(shì)下，必須樹(shù)立科學(xué)養(yǎng)護(hù)維修的理念，不斷的探索，不斷的試驗(yàn)，才能保證行車安全及旅客的舒適性。

鋼軌接頭螺栓(joint bolt, fish-bolt)又稱魚(yú)尾螺栓 。鋼軌接頭夾板的緊固件。按材質(zhì)分為普通接頭螺栓和高強(qiáng)接頭螺栓。

普通螺栓做成半圓球頂面的方形頭部；8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓在方頭部位的半圓球頂面加上兩圈凸棱，以便與普通螺栓相區(qū)別；10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓的方頭頂面則做成平錐臺(tái)狀。螺栓長(zhǎng)度為150-170mm；緊接方頭部位制成橢圓凸頸，組裝鋼軌接頭時(shí)凸頸進(jìn)入接頭夾板的長(zhǎng)圓孔，能防止擰緊螺帽時(shí)發(fā)生螺栓空轉(zhuǎn)現(xiàn)象。與高強(qiáng)螺栓配合使用的高強(qiáng)螺帽，在其頂部30°倒角面上有高寬各1mm的凸圈標(biāo)志。

鋼軌接頭是線路軌道結(jié)構(gòu)的三大薄弱環(huán)節(jié)之一，是長(zhǎng)期困擾提高線路速度和質(zhì)量的主要原因，是工務(wù)部門日常維修的重點(diǎn)，接頭的養(yǎng)護(hù)維修工作量占到軌道維修工作量的60%。鋼軌接頭的病害，加劇了平時(shí)的軌檢車出分率和添乘的明顯晃車。鋼軌接頭病害的發(fā)生，最根本的原因在于軌道接頭存在軌道結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)和軌面的不平順，這就導(dǎo)致輪軌之間產(chǎn)生較大的附加動(dòng)力的作用 。

過(guò)大的附加動(dòng)力作用又促使不連續(xù)性和不平順性的發(fā)展和附加動(dòng)力的增加，同時(shí)也就是促進(jìn)了接頭病害的發(fā)展。另外養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)也會(huì)促使接頭病害產(chǎn)生和發(fā)展。由于對(duì)接頭的反復(fù)起搗、標(biāo)準(zhǔn)不高、形成的接頭兩端軟硬不勻、軌縫過(guò)大、接頭螺栓扭矩不足、接頭高低、左右錯(cuò)牙，在列車輪對(duì)的沖擊下，造成接頭鋼軌掉塊，軌枕裂紋失效，夾板傷損增加。致使接頭的維修周期縮短，加大了線路人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)鐵路運(yùn)輸留下了不安全因素。

鋼軌接頭夾板(joint har,fish-plate)又稱魚(yú)尾板。是指鋼軌接頭的聯(lián)結(jié)板。按接頭結(jié)構(gòu)特征分為普通夾板和異型接頭夾板。按材料分為碳素鋼夾板和絕緣夾板。按斷面型式分為平板式、角鋼式和雙頭式等 。