无缝线路胶接绝缘接头处病害原因分析及整治措施

王金山 南京铁道职业技术学院

无缝线路胶接绝缘接头处病害原因分析及整治措施

王金山 南京铁道职业技术学院

胶接绝缘接头是超长无缝线路中的重要设备单元，针对重载快速区段运营线路中胶接绝缘接头处产生的病害类型，综合设备自身质量，养护维修中存在的问题以及电务设备平台对接头处病害的影响的原因进行分析，提出工电设备顶层设计、合理布局，联合整修，并根据大中修及日常养护维修任务的不同，充分做足各阶段的工作，以保证胶接绝缘接头部位设备稳定。

无缝线路；胶接绝缘接头；病害；整治措施

道岔、曲线、钢轨接头是线路养护中的三大薄弱环节，是线路病害集中产生的部位。近年来，在各大繁忙干线，随着提速改造和轨道结构的现代化发展，提速道岔的大量使用，曲线地段使用淬火钢轨及防侧磨润滑技术的发展，跨区间无缝线路的铺设，使得上述的道岔、曲线、钢轨接头病害大量减少，养护维修的投入消耗也随着减少。但传统线路病害减少的同时，在使用新技术新工艺强化轨道结构，提高轨道运行质量的过程中，一些新的病害类型也随之产生。

如在铺设跨区间的超长无缝线路中，因取消缓冲区而大量使用胶接绝缘接头，胶接绝缘接头具有增强钢轨与联接配件的整体性能，减少机车车辆动力荷载对接头部位的冲击力，提高轨道电路的稳定性和可靠性等优点。但在线路运营的过程中，线路胶接绝缘接头处逐渐产生诸多病害，尤其是在繁忙干线重载快速区段，胶接绝缘接头处病害已然成为设备质量提升的瓶颈，严重时更是影响行车安全。

本文结合近年来胶接绝缘接头在重载快速区段运营无缝线路中的使用状态，根据现场调研情况，以京沪线胶接绝缘接头处病害为例，分析其产生的原因，并提出有益的整治措施。

1 病害类型

在无缝线路胶接绝缘接头处包括钢轨及联接部件、绝缘垫片、混凝土枕及联接部件、道砟等，根绝现场调查的情况，病害主要呈现以下几种情况。

1.1 钢轨及联接部件伤损

钢轨主要表现为轨端肥边、轨端压塌或压溃掉块。轨端肥边发展会延伸到绝缘片表面，严重时会造成连电，而轨端压塌、掉块直接表现为轨道几何尺寸不良，水平、高低不平顺。联接部件主要表现为绝缘夹板出现螺栓孔裂纹并沿螺孔径向逐步发展，甚至出现夹板断裂。

1.2 绝缘片挤压变形及轨缝变化

新胶接的绝缘垫片几何尺寸完好且与两轨端无缝衔接，而投入使用一段时间后，绝缘接头垫片会呈现挤压变形，厚度逐渐变小，甚至压溃。绝缘片与两轨端之间也存有离缝，在冬季低温时段，离缝明显。

1.3 轨枕相关病害

该病害主要是与轨枕相关联的病害，主要表现为轨枕与钢轨底部、轨枕与道床之间存在吊板、空板，扣件松弛及沿站立螺栓径向混凝土轨枕出现裂缝，裂缝发展到后期甚至会呈贯穿状态，导致混凝土枕失效。

1.4 道床及基床部分病害

主要表现为轨端道砟塌滑，轨端道砟阻力不足，轨端及轨枕间道砟打白。道床板结弹性不足及翻浆冒泥，基床饱水陷槽或不均匀沉降。

2 病害原因分析

新铺筑或更换的胶接绝缘接头状态良好，在上述的构成部分中若一部分产生状态不良往往会带入其他相关部件进入一个恶性循环。因此，在分析胶接绝缘接头处病害时要将各个组分纳入到一个关联系统中，结合其自身及外部影响因素，综合分析病害产生的原因。

2.1 材质的因素

主要表现为钢轨与绝缘片材质差异，绝缘片自身材质力学性质不足，混凝土耐久性等因素。钢轨与绝缘片之间因材质差异明显表现为材料弹性模量不同、刚度差异过大。在上部车轮踏面作用于轨端-绝缘片-轨端时，会有一个明显的受力差异，这样会导致对于绝缘片因抵抗车轮压力不足而自身挤压变形，并逐渐压溃，在轨端与绝缘片之间产生离缝，对于两轨端会承受一个附加冲击力的作用。在双线线路中，在沿着列车行进的一侧轨端所受附加冲击力更大，更易压溃。

另外，对于混凝土轨枕，由于空吊板的存在，在上部列车荷载的作用下，会导致混凝土枕上下震动，在站立螺栓与混凝土之间产生细裂纹，在震动荷载及雨水的作用，裂纹逐步扩展最终出现轨枕贯穿裂纹或枕头断裂。

2.2 荷载的差异及影响

在普速线路客货混跑，作用在胶接绝缘接头处的机车车辆轴重、荷载作用频率的差异，结合空吊板的存在及道床弹性不足，反应到轨道结构上，会表现出不同的附近动力，进而在钢轨、联接部件、轨枕内部会产生附近动应力，加剧材料的变形破坏。

2.3 电务设备平台的影响

在胶接绝缘接头处，道床边侧设置的电务设备平台，往往为了平台的稳固，而与工务部门缺乏必要的沟通与协调，砌筑砖石设备平台，直接表现为阻碍道床排水，如图1所示。道床中窝水会渗入路基，在荷载作用下产生翻浆冒泥。

图1 原电务设备平台

2.4 养护维修投入不足

在日常的养护维修中，由于一线生产人员对胶接绝缘接头病害缺乏整体的认识，不注重系统考察病害，加之维修天窗点时间限制。对胶接绝缘接头处出现的接头钢轨损伤、肥边，绝缘片压溃、联接零件松动、轨枕偏斜等处理不够彻底，手工捣固质量不佳。在线路大中修时，道床清筛深度不足，道床脏污板结不能彻底处理。

2.5 环境因素等其他原因

线路设备置于暴露的自然环境中，会受到温度的变化、雨水的侵扰等自然因素的影响，这些因素会加剧设备病害的发展。如温度变化会导致无缝线路钢轨内部应力和胶接绝缘接头处轨端对于绝缘片作用力的变化，进而会导致轨下垫片离缝，钢轨与联接零件之间作用力减弱，大气降雨频繁会加剧道床翻浆冒泥等。

3 病害治理措施

通过对病害的调查及原因分析，对于胶接绝缘接头处病害应结合工务与电务设备特点，工务设备病害原因的整体把握，制定有针对性的治理措施。

3.1 工电联合治理道床排水不畅

通过胶接绝缘接头处病害原因分析可知，电务设备平台的设置是接头处排水不畅的重要原因。通过工务部门与电务部门协商，重新设计电务设备平台，以往的电务设备平台是四面砌筑的砖石平台，上部砂浆抹面，现设计的电务平台为四角砌筑砖柱，平台以预制钢筋混凝土盖板搭设，并在平台下设置钢筋网片，靠近道床侧填筑级配较单一的大粒径的石子，如图2所示。

图2 现电务设备平台

同时，工务线路工区在电务设备平台改造的同时，对胶接绝缘接头下的道床进行彻底清筛，工电联合作业彻底治理接头处排水不良的顽疾。

3.2 加强日常养护维修投入

工务部门应将胶接绝缘接头病害作为一个系统病害，综合分析各个分部病害产生原因及其联系。根据设备大中修及日常维修的任务不同，利用大中修彻底更换伤损设备、彻底清筛，日常维修时注重钢轨及其联接部件的配件紧固，加强接头保养，及时更换伤损配件，注重接头处线路捣固质量，消灭空吊板，方正轨枕，保持道床饱满等综合整治措施。

4 结束语

胶接绝缘接头以其整体性能好，联接性能稳固，在超长无缝线路中发挥重要作用。而胶接绝缘接头处病害处理涉及工务、电务两家设备管理部门，同时涉及设备大中修及日常维修中的工作分配，因此，要彻底整治胶接绝缘接头处病害必须工电联合顶层设计，联合作业养护，并做足设备大中修及日常维修中的工作，才能保持胶接绝缘接头设备稳定，减少病害的产生。

[1]易思蓉.铁道工程[M].北京：中国铁道出版社.2009.

[2]中华人民共和国铁道部.铁路线路修理规则[S].铁运（2006）146号部令发布.

[3]谷爱军.铁路轨道[M].北京：中国铁道出版社.2004.

[4]刘永孝，李斌.铁路线路养护维修[M].成都：西南交通大学出版社.2010.

责任编辑：许耀元

来稿日期：2016-10-08