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摘 要:自2010年开始,京广铁路线上行区间正线64km-16km轨枕立柱螺栓和扣件受客车排放的废水腐蚀比较严重,每年季节性螺栓涂油工作没有跟进,造成锈蚀问题开始加重,部分地段存在连续5根及以上的轨枕立柱螺栓细脖现象。受腐蚀严重的轨枕立柱螺栓直径不足10mm,扣件锈透失去承压力,平垫失效,螺母外径变小。个别轨枕因接头空吊或存在轨距变化率不合适,锈蚀的立柱螺栓在车轮外闯力及钢轨内部应力的作用下容易折断,造成轨距无法保持,严重危及行车安全。目前较好的整治办法就是对立柱螺栓进行凿锚作业,加强季节性扣件涂油工作。
关键词:立柱螺栓锈蚀;凿锚;除锈涂油
1 立柱螺栓及扣件锈蚀概况
京广既有线是运行100km/h重载货车和140-160km/h的直达和快速旅客列车的有碴线路。重载列车的运行和列车的多次提速给线路维修带来很大的压力,线路设备受重载列车冲击的影响,道岔配件伤损频繁,道岔框架变化加快,成段线路扣件锈蚀严重,设备普遍进入疲劳期,设备维修周期缩短。随着时间的推移,许多原先没有预想到的困难和问题逐步暴露。
1.1 锈蚀发生地段
通过对京广线16km-64km来看,轨枕立柱螺栓及扣件锈蚀呈逐年上升的趋势,每年以1%-3%的速度增长。截止到2016年,最严重的出现连续17根轨枕同侧立柱及扣件锈蚀严重,在作业过程中经常出现螺栓折断,经测量立柱螺栓最细处直径不足10mm。立柱螺栓及扣件锈蚀更换工作已经到了刻不容缓的地步,一旦延误将严重危及行车安全。
1.2 锈蚀发展程度
轨枕立柱螺栓及扣件锈蚀主要发生在京广上行线左右股外侧,锈蚀已是普遍现象,锈蚀严重地段钢轨内侧的立柱出现连续锈蚀细脖现象,轨枕外侧立柱锈蚀细脖严重的达到80%左右,用检查锤敲掉立柱锈蚀部位的铁锈后直径基本不足14mm。锈蚀严重的地段以直线居多,直线地段多为II型砼枕,上线时间为1996年8月至1997年12月,到2016年底已经上线19年,受腐蚀程度和抗疲劳强度已经接近极限,要求我们按计划尽快逐步解决。曲线地段多为2005年以后上线的III型砼枕,立柱螺栓及扣件锈蚀不明显,状态较好。
2 立柱螺栓及扣件銹蚀程度及成因
2.1 立柱螺栓及扣件锈蚀程度
2016年末在线路上发现的轨枕立柱螺栓最小直径不足10mm,一般出现在轨枕顶面10mm对应轨底部分,锈蚀长度为15~25mm(螺杆中往上无丝扣部分)。在轮对的冲撞力或夏季内部应力作用下,锈蚀严重的立柱螺栓易发生自然折断。在夏季高温季节下午13点至15点间可以在线路路上听到扣件受钢轨温度应力作用下发出的嘣嘣的响声。受锈蚀影响立柱螺栓顶部丝扣变细或生锈造成螺母无法松动,同时存在扣件不同程度的锈蚀问题。当扣件完全锈蚀透,只剩方形边框时,扣件失去扣压作用,造成扣件失效。平垫锈蚀严重,残缺不全时,造成扣件松动。螺母锈蚀变小时,标准的24mm管拧子或电动扳手无法松卸螺母。在区间线路作业时必须携带轨距拉杆和破拆器,防止因立柱螺栓螺母变小无法松动,必须使用破拆器将螺母切断。当发生连续3条立柱螺栓折断时必须增设1根轨距拉杆,保持轨距正常,确保行车安全。
2.2 立柱螺栓及扣件锈蚀原因
京广铁路六次提速前大部分列车厕所都是直排式的,旅客排泄物都是直接排放在线路上,排泄物直接喷洒在钢轨外侧轨枕及扣件上。排泄物虽然很快就会分解,但是排泄物对铁质的扣件及立柱有很大的腐蚀作用。经过长期的腐蚀,使得扣件及立柱不断锈蚀脱落,造成现在的立柱及扣件锈蚀。
在二十世纪的50~60年代,无缝线路开始在干线上大量应用,工务段每年会在春秋季安排线路放散涂油工作,经过放散涂油,线路扣件上线后锈蚀发展较慢。后期保养到位,锈蚀不明显,使得对后续涂油保养工作有所轻视。自二十世纪的90年代后,北京铁路局管辖的京广线推行了跨区间无缝线路,取消了缓冲区,区间线路全部变成了固定区。每年春秋季的集中修大机作业大幅提高了线路设备质量,区间线路病害不断减少,随之区间线路维修作业不断减少,线路放散涂油工作有所松懈。这样区间线路立柱及扣件的锈蚀问题随着时间推移不断积累加重。
2010年以后,随着重型列车的开通,钢轨及配件受到的冲击和破坏力不断增大,维修周期变短。天窗修作业制度虽然在不断完善,但是受到铁路设备使用寿命的影响,钢轨及道岔部件不断疲劳、老化,作业人员也在不断减少,所以在维修保养工作上还存在很大的不足。
3 对锈蚀立柱螺栓整治及维护方法
3.1 立柱螺栓凿锚作业程序及要求
目前立柱螺栓凿锚作业的原材料有两种,一种是现场熬制锚固剂,使用的原材料有硫磺、沙子、水泥、石蜡、燃料。锚固料配合比根据气候和材料需要的技术条件比较复杂。在熔制过程中,为防止燃烧,宜用小火加热熔化。加热时要注意观测,当熔液开始呈现暗红色时,即停止加热,开始搅拌,等块状的熔融物全部熔化后,再继续加热搅拌至呈胶凝状为止。需要作业人员经验丰富,作业人员数量较多,虽然经济性能较好,但是费时、费力,现场作业使用较少。第二种是采用现成的锚固剂加水调制后直接浇灌锚固。锚固剂用水按照配比调匀即可浇灌,省去了熬制硫磺和水泥的过程,既省去了人工也节省了时间,凝固速度要比现场熬制锚固剂快很多。
3.2 扣件日常维护方法
一是加强春秋季的扣件涂油工作,采用黑油和废机油进行勾兑后涂抹均匀。采取平推涂油的方法,最好保持每年春秋季各1遍,减缓锈蚀现象的发生。二是加强设备状态检查,对锈蚀较严重的扣件等及时申请天窗进行更换配件并除锈涂油。三是日常作业时养成作业过程中进行螺栓丝扣涂油的习惯,确保作业后的地段解决立柱或扣件锈蚀现象。
4 锈蚀立柱螺栓凿锚后效果分析
经过凿锚更换新的立柱螺栓及扣件后,新的配件使轨道框架结构重新得到了加强,线路几何尺寸得到了有效的保证。若对锈蚀螺栓整修更换不及时,当发生一侧立柱连续锈蚀,严重时会导致立柱连续折断,轨距无法保持,将会导致发生翻车掉道的重大交通事故,其影响将是国际性的,造成的人员伤亡和财务损失将是难以估量的。在凿锚更换立柱及扣件后能使轨道框架强度保持10年以上。
5 结论
目前锈蚀立柱螺栓在丰台工务段管辖的京广、西长线普遍存在,凿锚工作应尽快着手整治。常言道:千里之堤,毁于蚁穴,我们必须长期坚持锈蚀立柱螺栓凿锚工作,确保线路设备质量良好,行车安全畅通。
参考文献
[1]线路工.中国铁道出版社,2013年
[2]铁路线路修理规则.中国铁道出版社,2014年
[3]铁道运输概论.中国铁道出版社,2007年
关键词:立柱螺栓锈蚀;凿锚;除锈涂油
1 立柱螺栓及扣件锈蚀概况
京广既有线是运行100km/h重载货车和140-160km/h的直达和快速旅客列车的有碴线路。重载列车的运行和列车的多次提速给线路维修带来很大的压力,线路设备受重载列车冲击的影响,道岔配件伤损频繁,道岔框架变化加快,成段线路扣件锈蚀严重,设备普遍进入疲劳期,设备维修周期缩短。随着时间的推移,许多原先没有预想到的困难和问题逐步暴露。
1.1 锈蚀发生地段
通过对京广线16km-64km来看,轨枕立柱螺栓及扣件锈蚀呈逐年上升的趋势,每年以1%-3%的速度增长。截止到2016年,最严重的出现连续17根轨枕同侧立柱及扣件锈蚀严重,在作业过程中经常出现螺栓折断,经测量立柱螺栓最细处直径不足10mm。立柱螺栓及扣件锈蚀更换工作已经到了刻不容缓的地步,一旦延误将严重危及行车安全。
1.2 锈蚀发展程度
轨枕立柱螺栓及扣件锈蚀主要发生在京广上行线左右股外侧,锈蚀已是普遍现象,锈蚀严重地段钢轨内侧的立柱出现连续锈蚀细脖现象,轨枕外侧立柱锈蚀细脖严重的达到80%左右,用检查锤敲掉立柱锈蚀部位的铁锈后直径基本不足14mm。锈蚀严重的地段以直线居多,直线地段多为II型砼枕,上线时间为1996年8月至1997年12月,到2016年底已经上线19年,受腐蚀程度和抗疲劳强度已经接近极限,要求我们按计划尽快逐步解决。曲线地段多为2005年以后上线的III型砼枕,立柱螺栓及扣件锈蚀不明显,状态较好。
2 立柱螺栓及扣件銹蚀程度及成因
2.1 立柱螺栓及扣件锈蚀程度
2016年末在线路上发现的轨枕立柱螺栓最小直径不足10mm,一般出现在轨枕顶面10mm对应轨底部分,锈蚀长度为15~25mm(螺杆中往上无丝扣部分)。在轮对的冲撞力或夏季内部应力作用下,锈蚀严重的立柱螺栓易发生自然折断。在夏季高温季节下午13点至15点间可以在线路路上听到扣件受钢轨温度应力作用下发出的嘣嘣的响声。受锈蚀影响立柱螺栓顶部丝扣变细或生锈造成螺母无法松动,同时存在扣件不同程度的锈蚀问题。当扣件完全锈蚀透,只剩方形边框时,扣件失去扣压作用,造成扣件失效。平垫锈蚀严重,残缺不全时,造成扣件松动。螺母锈蚀变小时,标准的24mm管拧子或电动扳手无法松卸螺母。在区间线路作业时必须携带轨距拉杆和破拆器,防止因立柱螺栓螺母变小无法松动,必须使用破拆器将螺母切断。当发生连续3条立柱螺栓折断时必须增设1根轨距拉杆,保持轨距正常,确保行车安全。
2.2 立柱螺栓及扣件锈蚀原因
京广铁路六次提速前大部分列车厕所都是直排式的,旅客排泄物都是直接排放在线路上,排泄物直接喷洒在钢轨外侧轨枕及扣件上。排泄物虽然很快就会分解,但是排泄物对铁质的扣件及立柱有很大的腐蚀作用。经过长期的腐蚀,使得扣件及立柱不断锈蚀脱落,造成现在的立柱及扣件锈蚀。
在二十世纪的50~60年代,无缝线路开始在干线上大量应用,工务段每年会在春秋季安排线路放散涂油工作,经过放散涂油,线路扣件上线后锈蚀发展较慢。后期保养到位,锈蚀不明显,使得对后续涂油保养工作有所轻视。自二十世纪的90年代后,北京铁路局管辖的京广线推行了跨区间无缝线路,取消了缓冲区,区间线路全部变成了固定区。每年春秋季的集中修大机作业大幅提高了线路设备质量,区间线路病害不断减少,随之区间线路维修作业不断减少,线路放散涂油工作有所松懈。这样区间线路立柱及扣件的锈蚀问题随着时间推移不断积累加重。
2010年以后,随着重型列车的开通,钢轨及配件受到的冲击和破坏力不断增大,维修周期变短。天窗修作业制度虽然在不断完善,但是受到铁路设备使用寿命的影响,钢轨及道岔部件不断疲劳、老化,作业人员也在不断减少,所以在维修保养工作上还存在很大的不足。
3 对锈蚀立柱螺栓整治及维护方法
3.1 立柱螺栓凿锚作业程序及要求
目前立柱螺栓凿锚作业的原材料有两种,一种是现场熬制锚固剂,使用的原材料有硫磺、沙子、水泥、石蜡、燃料。锚固料配合比根据气候和材料需要的技术条件比较复杂。在熔制过程中,为防止燃烧,宜用小火加热熔化。加热时要注意观测,当熔液开始呈现暗红色时,即停止加热,开始搅拌,等块状的熔融物全部熔化后,再继续加热搅拌至呈胶凝状为止。需要作业人员经验丰富,作业人员数量较多,虽然经济性能较好,但是费时、费力,现场作业使用较少。第二种是采用现成的锚固剂加水调制后直接浇灌锚固。锚固剂用水按照配比调匀即可浇灌,省去了熬制硫磺和水泥的过程,既省去了人工也节省了时间,凝固速度要比现场熬制锚固剂快很多。
3.2 扣件日常维护方法
一是加强春秋季的扣件涂油工作,采用黑油和废机油进行勾兑后涂抹均匀。采取平推涂油的方法,最好保持每年春秋季各1遍,减缓锈蚀现象的发生。二是加强设备状态检查,对锈蚀较严重的扣件等及时申请天窗进行更换配件并除锈涂油。三是日常作业时养成作业过程中进行螺栓丝扣涂油的习惯,确保作业后的地段解决立柱或扣件锈蚀现象。
4 锈蚀立柱螺栓凿锚后效果分析
经过凿锚更换新的立柱螺栓及扣件后,新的配件使轨道框架结构重新得到了加强,线路几何尺寸得到了有效的保证。若对锈蚀螺栓整修更换不及时,当发生一侧立柱连续锈蚀,严重时会导致立柱连续折断,轨距无法保持,将会导致发生翻车掉道的重大交通事故,其影响将是国际性的,造成的人员伤亡和财务损失将是难以估量的。在凿锚更换立柱及扣件后能使轨道框架强度保持10年以上。
5 结论
目前锈蚀立柱螺栓在丰台工务段管辖的京广、西长线普遍存在,凿锚工作应尽快着手整治。常言道:千里之堤,毁于蚁穴,我们必须长期坚持锈蚀立柱螺栓凿锚工作,确保线路设备质量良好,行车安全畅通。
参考文献
[1]线路工.中国铁道出版社,2013年
[2]铁路线路修理规则.中国铁道出版社,2014年
[3]铁道运输概论.中国铁道出版社,2007年