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[摘要]钢轨接头病害是铁路线路养护薄弱环节之一，简单阐述钢轨接头病害成因，并提出相应的解决方案
[关键词]钢轨接头病害 整治
中图分类号：U213.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0125-02
众所周知，钢轨接头和曲线是铁路行车的两大薄弱环节，而随着养护能力的不断提升，特别是大型机械养道车的运用，铁路曲线病害已经慢慢趋于减少，但是钢轨接头病害并不是一两次大型机械捣固能够解决的。相反钢轨接头是工务部门日常维修的重点，接头的养护维修工作量占到轨道维修工作量的一半左右，钢轨接头的整治应该是全面的，包含的项目较多，从而成为铁路线路养护中的难题。
1、接头病害的类型及其形成原因分析
1.1 轨端淬火层剥离掉块和鞍形磨耗形成的病害，轨端淬火层剥离掉块和鞍形磨耗的病害形成原因主要有：
钢轨的制造工艺问题。由于钢轨接头处承受的轮对冲击荷载远远大于钢轨踏面上的冲击荷载。因此，在制造钢轨时，对于钢轨接头lm范围内均进行淬火处理，且处理方式只对钢轨表面进行处理，在处理过程中，难免有厚薄不一的情况出现。在长时间的轮对冲击荷载作用下，其表面的淬火层逐渐的磨耗，淬火层薄的地方先磨耗完，下面未进行淬火处理的耐磨程度远远低于其他地方，形成轨端淬火层剥离掉块和鞍形磨耗。
大轨缝的原因。由于钢轨接头承受的冲击荷载大于钢轨踏面，而大轨缝的存在加剧了这一现象。
1.2 低接头及鞍马形接头病害的形成原因主要有：
钢轨接头在列车冲击荷载反复作用下，道床应力和振动加速度远远高于非接头部位，而在钢轨接头存在大轨缝，其道床应力将大大的增加，因此，大轨缝和接头道床捣固质量不好是低接头病害的形成的主要原因。
1.3 钢轨破损、螺孔裂纹、夹板弯曲或裂纹、混凝土枕损坏破裂等病害形成的主要原因有：
钢轨接头处存在大轨缝是造成钢轨破损、螺孔裂纹、夹板弯曲或裂纹、混凝土枕损坏破裂等病害的主要原因。钢轨接头处的存在轨缝，其受到冲击荷载的作用大于钢轨的其他部位。根据轨道计算用的赫兹理论计算，轨缝在8mm时，普通钢轨接头承受的冲击荷载是其他部位的的1.5倍左右，而轨缝增大4mm，钢轨接头承受的冲击荷载则增大到其他部位的大三倍左右。由于钢轨冲击荷载的增加，发生钢轨破损、螺孔裂纹、夹板弯曲或裂纹、混凝土损坏破裂等病害的幾率大大的增加了，给维修养护工作增加了工作量。
2、接头病害的预防
2.1 锁定钢轨，防止爬行，不使轨缝拉大。
2.2 经常上紧接头夹板螺栓，保持接头紧固。
2.3 加强接头捣固，保持道床丰满、坚实。接头轨枕材质必须一致，间距必须符合规定，保持支承条件一致。
2.4 及时清筛接头范围内的不洁道碴，以免造成板结失去弹性，或引起翻浆冒泥。
2.5 做好路基排水，防止路基发生永久变形。
防止措施归纳起来是：一匀（轨缝均匀）；二锁（将接头螺栓、扣件螺栓扭矩锁定）；三捣（加强捣固）；四筛（及时清筛）；五排（基床排水）。
3、接头病害的整治措施
在上面的病害分析中，可以看出，大轨缝、捣固、吊轨等原因时是造成接头病害的主要原因，因此，在整治病害时，应从以下几个方面人手：
3.1 控制轨缝
为了保证较合理的接头轨缝值，在养护中应该注意以下问题：
3.1.1 钢轨接头存在轨缝时接头病害产生和发展的根本原因，在规范要求的前提下、限定并控制轨缝是25Tn钢轨混凝土枕线路养护的重要内容。因此，必须按表一的规定拧紧螺栓，以保证足够的接头阻力（见表1）。
3.1.2 及时调整轨缝。一旦出现大轨缝时，要及时调整。
3.1.3 接头涂油。接头涂油包括夹板和螺栓涂油。
2.1.4 做好轨枕扣件养护工作和加强道床工作，保证足够的线路纵向横向阻力。
3.2 捣固
钢轨在接头列车冲击荷载反复作用下，道床应力和振动加速度远远高于非接头部位，残余变形累计加剧。为了提高抵抗冲击的能力，接头道床应有良好的捣固质量。
3.2.1 起道
接头起道应该将轨面抬平，然后进行捣固，切忌高抬接头，形成鼓包。高抬接头的做法，会造成人为的轨道不平顺，加大列车冲击力。
3.2.2 加强捣固工作
捣固前，要先拧紧接头夹板螺栓和轨枕扣件螺栓，以加强接头的整体性和防止捣固后有空吊板；打橇塞时，应打在靠接头的两根轨枕的枕头一侧，以防止扭断轨枕和来车时压伤轨枕、钢轨和夹板；轨底捣固必须加强，机械捣固应增加轨底部位的捣固时间6～8s；捣固顺序以小腰向接头捣固，促使道碴向接头挤紧，这样既能防止低接头，又能消除高小腰或小腰吊板。选用级配合理的新石碴换填原接头石碴。捣固前，先拧紧各种螺栓，以加强接头整体性和防止捣后空吊板，起道时应将轨面抬平，不要形成过高的鼓包，保证捣固质量，拨道床要做到“三够一清”、捣固顺序从小腰向接头捣固，促使道砟向接头挤紧。这样既能防止低接头，又能消除高小腰、空吊版等病害，捣固后应立即回填并夯实拍好，保持道床均匀饱满。
3.2.3 接头道碴级配应符合规定要求，道碴过大影响捣固质量、损坏轨枕；道碴过小会使道床承载力降低。另外还要注意及时更换磨圆道碴。
3.2.4 夯拍：列车运行时，使枕底道碴挤压、振动、并向轨枕盒和轨枕底挤出，为了提高接头线路的稳定性和保持枕底捣固的效果，应对接头轨枕盒和轨枕头的道床进行夯拍。
3.3 吊轨
通过轨检车的检查，低接头在线路上大量存在，低扣量达到6mm2～以上的接头，一般占线路总缺点分的15%-20%。列车通过低接头会产生周册l生的垂直振动，在接头处车轮对轨道加载，通过接头后车轮对轨道卸载，不仅加速了道床的变形，而且轮对对轨道卸载时，如与其他轨道几何尺寸超限构成不利组合（即复合病害），还有可能发生脱线事故。因此，预防低接头的产生和整治低接头是养护中重要的内容。 新铺或大、中修以后的线路，经过一段时间的列车运行，一般都会出现低接头，这时，利用起道捣固或加轨下调高垫片的方法可以起平接头。经过列车运行又会产生低接头，几次反复以后或对低接头长时间不作整治，都会使钢轨端部1m以内出现垂直方向的硬弯，这时，再采取抬平接头的方法就会产生高小腰。就会在接头前后2rn范围内出现两高一低的波浪型轨面，对行车显然是不利的。这种情况下，必须利用吊轨器整直钢轨硬弯。
3.4 上弯接头夹板
钢轨端部已经出现垂向硬弯的接头一般夹板也有下弯，有的钢轨端部没有垂向硬弯，仅是普通的低接头，夹板也普遍存在下弯现象。在这种情况下，仅仅依靠抬平接头，加强捣固或整直钢轨垂向硬弯是不能奏效的，必须配合采用上弯夹板的方法整治低接头，以保持轨面平顺，减少接头的养护工作量，为行车创造良好的条件。
上弯夹板，就是利用专用设备把已经存在下弯的夹板矫正，并使它产生2mm以内的反向矢度（即上弯量）。
3.5 轨面整修
轨端的不均匀磨耗和掉块、擦伤，是钢轨在运营过程中产生的各种伤损和缺陷的主要形式之一。在我段管辖的线路中，轨端不均匀磨耗、轨面擦伤是接头处轨端的伤损主要形式。这些病害与轨缝组合在一起，引起机车车辆巨大附加冲击，使线路变形加剧，大胶垫串动，不仅缩短轨道各部件的使用寿命，而且对增大接头的养护维修工作量也又直接关系。因此，对以上接头轨面的病害要及时整治。钢轨接頭轨面整治工作主要包括磨修和焊修。
3.6 道床弹性
改善混凝土轨枕线路接头的弹性是提高轨道抗振能力，减缓接头病害发展的重要措施之一，而改善接头道床弹性则是改善轨道弹性的主要内容。
混凝土枕线路道床病害主要是道床不清洁引起板结和翻浆，钢轨接头部位比非钢轨接头更为严重。钢轨接头道床板结和翻浆出现以后，不仅承载能力显著降低，而且线路刚度大为提高，不能吸收轨道的振动，线路的残余变形及各种病害的发展更为急剧。整治钢轨接头道床病害，恢复道床弹性，主要有以下措施：清筛道床；更换磨圆石碴。
3.7 轨下及枕下弹性垫层
我国规定，钢轨接头处垫板静刚度为500kn/cm。采用10mm厚纵沟槽型式的高弹性橡胶垫板时，静刚度基本可以满足这个要求。为了达到这个要求，采用如下措施：
3.7.1 铺设材质为高弹性橡胶和厚度为10mm的垫板作为接头轨下垫层，接头部位包括轨缝前后各三根枕木。
3.7.2 铺设普通橡胶垫板时，可采用加厚弹性垫层的措施，但要注意提高弹性的限度和由接头向小腰的均匀顺坡，同时轨下垫层的总厚度不得超过17mm，层数不超过三层。
3.7.3 及时更换破损失效的接头轨下垫层，以保持轨下垫层的完好状态。
凡进行接头轨下垫板的铺设、更换等作业时，都要按规定安装轨枕扣件，并达到“紧、密、靠、正”的要求。
4、结束语
钢轨接头病害种类很多，造成病害的原因也很复杂，而且相互关联，互相影响，因此，整治接头病害必须坚持“预防为主，预防与整治相结合”的原则。根据接头的构造弱点，从提高接头的整体性和平顺性人手，采取综合整治的措施。对以上各单项措施由什么病害消灭什么病害，有什么项目作什么项目的办法，任何一个单项措施都不是万能的。例如加厚胶垫、改善轨下垫层弹性是一个简单易行的方法，但如果不打磨轨面的不均匀磨耗，对低接头钢轨的垂向硬弯或夹板下弯问题不解决，即使加厚胶垫也不会有什么效果。又如低接头约有80%出现夹板下弯，采取上弯夹板的措施较好，但如果不配合加强道床捣固，调整轨缝等工作，也是难以奏效的。因此，整治接头病害必须采取综合整治措施。
[关键词]钢轨接头病害 整治
中图分类号：U213.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0125-02
众所周知，钢轨接头和曲线是铁路行车的两大薄弱环节，而随着养护能力的不断提升，特别是大型机械养道车的运用，铁路曲线病害已经慢慢趋于减少，但是钢轨接头病害并不是一两次大型机械捣固能够解决的。相反钢轨接头是工务部门日常维修的重点，接头的养护维修工作量占到轨道维修工作量的一半左右，钢轨接头的整治应该是全面的，包含的项目较多，从而成为铁路线路养护中的难题。
1、接头病害的类型及其形成原因分析
1.1 轨端淬火层剥离掉块和鞍形磨耗形成的病害，轨端淬火层剥离掉块和鞍形磨耗的病害形成原因主要有：
钢轨的制造工艺问题。由于钢轨接头处承受的轮对冲击荷载远远大于钢轨踏面上的冲击荷载。因此，在制造钢轨时，对于钢轨接头lm范围内均进行淬火处理，且处理方式只对钢轨表面进行处理，在处理过程中，难免有厚薄不一的情况出现。在长时间的轮对冲击荷载作用下，其表面的淬火层逐渐的磨耗，淬火层薄的地方先磨耗完，下面未进行淬火处理的耐磨程度远远低于其他地方，形成轨端淬火层剥离掉块和鞍形磨耗。
大轨缝的原因。由于钢轨接头承受的冲击荷载大于钢轨踏面，而大轨缝的存在加剧了这一现象。
1.2 低接头及鞍马形接头病害的形成原因主要有：
钢轨接头在列车冲击荷载反复作用下，道床应力和振动加速度远远高于非接头部位，而在钢轨接头存在大轨缝，其道床应力将大大的增加，因此，大轨缝和接头道床捣固质量不好是低接头病害的形成的主要原因。
1.3 钢轨破损、螺孔裂纹、夹板弯曲或裂纹、混凝土枕损坏破裂等病害形成的主要原因有：
钢轨接头处存在大轨缝是造成钢轨破损、螺孔裂纹、夹板弯曲或裂纹、混凝土枕损坏破裂等病害的主要原因。钢轨接头处的存在轨缝，其受到冲击荷载的作用大于钢轨的其他部位。根据轨道计算用的赫兹理论计算，轨缝在8mm时，普通钢轨接头承受的冲击荷载是其他部位的的1.5倍左右，而轨缝增大4mm，钢轨接头承受的冲击荷载则增大到其他部位的大三倍左右。由于钢轨冲击荷载的增加，发生钢轨破损、螺孔裂纹、夹板弯曲或裂纹、混凝土损坏破裂等病害的幾率大大的增加了，给维修养护工作增加了工作量。
2、接头病害的预防
2.1 锁定钢轨，防止爬行，不使轨缝拉大。
2.2 经常上紧接头夹板螺栓，保持接头紧固。
2.3 加强接头捣固，保持道床丰满、坚实。接头轨枕材质必须一致，间距必须符合规定，保持支承条件一致。
2.4 及时清筛接头范围内的不洁道碴，以免造成板结失去弹性，或引起翻浆冒泥。
2.5 做好路基排水，防止路基发生永久变形。
防止措施归纳起来是：一匀（轨缝均匀）；二锁（将接头螺栓、扣件螺栓扭矩锁定）；三捣（加强捣固）；四筛（及时清筛）；五排（基床排水）。
3、接头病害的整治措施
在上面的病害分析中，可以看出，大轨缝、捣固、吊轨等原因时是造成接头病害的主要原因，因此，在整治病害时，应从以下几个方面人手：
3.1 控制轨缝
为了保证较合理的接头轨缝值，在养护中应该注意以下问题：
3.1.1 钢轨接头存在轨缝时接头病害产生和发展的根本原因，在规范要求的前提下、限定并控制轨缝是25Tn钢轨混凝土枕线路养护的重要内容。因此，必须按表一的规定拧紧螺栓，以保证足够的接头阻力（见表1）。
3.1.2 及时调整轨缝。一旦出现大轨缝时，要及时调整。
3.1.3 接头涂油。接头涂油包括夹板和螺栓涂油。
2.1.4 做好轨枕扣件养护工作和加强道床工作，保证足够的线路纵向横向阻力。
3.2 捣固
钢轨在接头列车冲击荷载反复作用下，道床应力和振动加速度远远高于非接头部位，残余变形累计加剧。为了提高抵抗冲击的能力，接头道床应有良好的捣固质量。
3.2.1 起道
接头起道应该将轨面抬平，然后进行捣固，切忌高抬接头，形成鼓包。高抬接头的做法，会造成人为的轨道不平顺，加大列车冲击力。
3.2.2 加强捣固工作
捣固前，要先拧紧接头夹板螺栓和轨枕扣件螺栓，以加强接头的整体性和防止捣固后有空吊板；打橇塞时，应打在靠接头的两根轨枕的枕头一侧，以防止扭断轨枕和来车时压伤轨枕、钢轨和夹板；轨底捣固必须加强，机械捣固应增加轨底部位的捣固时间6～8s；捣固顺序以小腰向接头捣固，促使道碴向接头挤紧，这样既能防止低接头，又能消除高小腰或小腰吊板。选用级配合理的新石碴换填原接头石碴。捣固前，先拧紧各种螺栓，以加强接头整体性和防止捣后空吊板，起道时应将轨面抬平，不要形成过高的鼓包，保证捣固质量，拨道床要做到“三够一清”、捣固顺序从小腰向接头捣固，促使道砟向接头挤紧。这样既能防止低接头，又能消除高小腰、空吊版等病害，捣固后应立即回填并夯实拍好，保持道床均匀饱满。
3.2.3 接头道碴级配应符合规定要求，道碴过大影响捣固质量、损坏轨枕；道碴过小会使道床承载力降低。另外还要注意及时更换磨圆道碴。
3.2.4 夯拍：列车运行时，使枕底道碴挤压、振动、并向轨枕盒和轨枕底挤出，为了提高接头线路的稳定性和保持枕底捣固的效果，应对接头轨枕盒和轨枕头的道床进行夯拍。
3.3 吊轨
通过轨检车的检查，低接头在线路上大量存在，低扣量达到6mm2～以上的接头，一般占线路总缺点分的15%-20%。列车通过低接头会产生周册l生的垂直振动，在接头处车轮对轨道加载，通过接头后车轮对轨道卸载，不仅加速了道床的变形，而且轮对对轨道卸载时，如与其他轨道几何尺寸超限构成不利组合（即复合病害），还有可能发生脱线事故。因此，预防低接头的产生和整治低接头是养护中重要的内容。 新铺或大、中修以后的线路，经过一段时间的列车运行，一般都会出现低接头，这时，利用起道捣固或加轨下调高垫片的方法可以起平接头。经过列车运行又会产生低接头，几次反复以后或对低接头长时间不作整治，都会使钢轨端部1m以内出现垂直方向的硬弯，这时，再采取抬平接头的方法就会产生高小腰。就会在接头前后2rn范围内出现两高一低的波浪型轨面，对行车显然是不利的。这种情况下，必须利用吊轨器整直钢轨硬弯。
3.4 上弯接头夹板
钢轨端部已经出现垂向硬弯的接头一般夹板也有下弯，有的钢轨端部没有垂向硬弯，仅是普通的低接头，夹板也普遍存在下弯现象。在这种情况下，仅仅依靠抬平接头，加强捣固或整直钢轨垂向硬弯是不能奏效的，必须配合采用上弯夹板的方法整治低接头，以保持轨面平顺，减少接头的养护工作量，为行车创造良好的条件。
上弯夹板，就是利用专用设备把已经存在下弯的夹板矫正，并使它产生2mm以内的反向矢度（即上弯量）。
3.5 轨面整修
轨端的不均匀磨耗和掉块、擦伤，是钢轨在运营过程中产生的各种伤损和缺陷的主要形式之一。在我段管辖的线路中，轨端不均匀磨耗、轨面擦伤是接头处轨端的伤损主要形式。这些病害与轨缝组合在一起，引起机车车辆巨大附加冲击，使线路变形加剧，大胶垫串动，不仅缩短轨道各部件的使用寿命，而且对增大接头的养护维修工作量也又直接关系。因此，对以上接头轨面的病害要及时整治。钢轨接頭轨面整治工作主要包括磨修和焊修。
3.6 道床弹性
改善混凝土轨枕线路接头的弹性是提高轨道抗振能力，减缓接头病害发展的重要措施之一，而改善接头道床弹性则是改善轨道弹性的主要内容。
混凝土枕线路道床病害主要是道床不清洁引起板结和翻浆，钢轨接头部位比非钢轨接头更为严重。钢轨接头道床板结和翻浆出现以后，不仅承载能力显著降低，而且线路刚度大为提高，不能吸收轨道的振动，线路的残余变形及各种病害的发展更为急剧。整治钢轨接头道床病害，恢复道床弹性，主要有以下措施：清筛道床；更换磨圆石碴。
3.7 轨下及枕下弹性垫层
我国规定，钢轨接头处垫板静刚度为500kn/cm。采用10mm厚纵沟槽型式的高弹性橡胶垫板时，静刚度基本可以满足这个要求。为了达到这个要求，采用如下措施：
3.7.1 铺设材质为高弹性橡胶和厚度为10mm的垫板作为接头轨下垫层，接头部位包括轨缝前后各三根枕木。
3.7.2 铺设普通橡胶垫板时，可采用加厚弹性垫层的措施，但要注意提高弹性的限度和由接头向小腰的均匀顺坡，同时轨下垫层的总厚度不得超过17mm，层数不超过三层。
3.7.3 及时更换破损失效的接头轨下垫层，以保持轨下垫层的完好状态。
凡进行接头轨下垫板的铺设、更换等作业时，都要按规定安装轨枕扣件，并达到“紧、密、靠、正”的要求。
4、结束语
钢轨接头病害种类很多，造成病害的原因也很复杂，而且相互关联，互相影响，因此，整治接头病害必须坚持“预防为主，预防与整治相结合”的原则。根据接头的构造弱点，从提高接头的整体性和平顺性人手，采取综合整治的措施。对以上各单项措施由什么病害消灭什么病害，有什么项目作什么项目的办法，任何一个单项措施都不是万能的。例如加厚胶垫、改善轨下垫层弹性是一个简单易行的方法，但如果不打磨轨面的不均匀磨耗，对低接头钢轨的垂向硬弯或夹板下弯问题不解决，即使加厚胶垫也不会有什么效果。又如低接头约有80%出现夹板下弯，采取上弯夹板的措施较好，但如果不配合加强道床捣固，调整轨缝等工作，也是难以奏效的。因此，整治接头病害必须采取综合整治措施。