关键词：道岔；滑床板；断裂
1.系统概况
1.1研究背景和意义
道岔滑床板断裂是道岔常见病害之一，目前在昆明地铁也已多次发生。通过对地铁道岔滑床板故障进行系统性统计分析，统计滑床板断裂故障特点和规律，分析滑床板断裂原因，指导日常维修养护工作。同时对管理现状和整改效果进行跟踪，不断总结和提高管理水平。
1.2道岔滑床板故障统计情况
自2016年5月10日首次接报道岔滑床板故障以来，截止2020年2月共接报道岔滑床板类故障47条，故障类型大致可分为五类：滑床板断裂、滑床板脱焊、滑床板缺陷、滑床板松动、联结零件松动。其中滑床板断裂27块，滑床板脱焊1块，滑床板类故障中断裂故障占比50.94%、滑床板脱焊占比2.12%。
1.3道岔滑床板断裂规律及特点
1）道岔滑床板断裂均是是由于力的因素造成，结合道岔滑床板结构受力特点，选取影响道岔滑床板结构受力的主要外在条件进行对比分析，断裂滑床板所在道岔存在以下统计特点：道岔所处位置为地下线、道床类型为整体道床、轨枕类型为混凝土短轨枕。该统计规律和上海地铁滑床板断裂规律一致[2]。
2）目前昆明地铁出现的道岔滑床板断裂均为滑床板滑床台边角断裂，如图1，并未出现道岔滑床板整体折断的严重故障。
.png)
图1 道岔滑床板滑床台边角断裂
3）道岔滑床板断裂故障自2016年5月10日首次发现以来，每年断裂数量随地铁运营时间推移，滑床板断裂故障数量呈逐年上升趋势。
2.道岔滑床板断裂原因分析
道岔作为重要行车设备，同时也是轨道专业三大薄弱设备之一，道岔滑床板断裂故障处置在国铁、地铁已经积累丰富实践经验，对断裂原因基本达成共识（查阅了上海地铁、天津地铁和西安地铁相关资料），认为滑床板断裂主要原因：1.滑床板结构受力不良；2滑床板强度不足。通过分析地铁道岔自身轨道结构特点、施工质量控制，同时考虑地铁车辆轴重因素，结合断裂滑床板外观及断口形貌检查，认为昆明地铁滑床板断裂、脱焊问题结构受力不良是直接原因，轨道结构选型和施工质量是根本原因，维修养护经验不足也是一方面原因[3]。
2.1滑床板结构受力不良
1）道岔是列车从一股道转向另一股道的转辙设备，转辙机牵引道岔转辙部分，两根尖轨在滑床板上移动从而改变原来所处位置，实现道岔定、反位切换。本文以道岔左侧滑床板为分析对象，车轮通过道岔转辙部分时，左侧车轮荷载从道岔曲基本轨逐步过渡到直尖轨，车轮荷载传递路径如下：
车轮踏面 直尖轨 滑床板 橡胶垫板 短轨枕 整体道床。
道岔区段设计无轨底坡，施工浇筑短轨枕面理论应处于同一水平面。但实际情况施工后短轨枕浇筑位置要么外低内高，要么外高内低，本文以短轨枕浇筑位置外高内低进行滑床板结构受力分析。无列车通过时滑床板结构状态如图2所示，列车通过时直尖轨荷载传递到滑床板，进而传递到橡胶垫板，橡胶垫板在荷载作用下将发生弹性压缩变形，变形量和荷载大小、橡胶垫板厚度线性正相关，也与不同垫板材质和垫板间缝隙有关，橡胶垫板厚度越大弹性压缩变形量越大。由于短轨枕浇筑位置外高内底，滑床板外侧竖向位移小于内侧位移，滑床台边角顶部与尖轨轨底相互作用，滑床台边角底部与基本轨轨底相互作用[1]，进而造成不过车-过车时滑床台边角处于应力拉-压循环状态，伴随列车通过量累积，滑床台边角（图3标蓝色部分）材料疲劳强度减低，一旦外力作用导致钢材受力面应力超过滑床板材质极限应力，将发生断裂现象。
.png)
图2 无列车通过时滑床板结构状态 图3 列车通过时滑床板结构状态
2) 目前发现的所有道岔滑床板断裂故障，道岔所处位置均为地下线、道床类型为整体道床、轨枕类型为混凝土短轨枕，以上条件都不利于短轨枕浇筑位置控制，进而导致轨道结构受力不良、轮轨关系恶化。轨道结构选型主要优缺点对比见下表。
.png)
2.2滑床板强度不足
现阶段尚未对断裂滑床板断口采取金相组织检测、显微硬度检测以及原材化学成分、力学性能检验等手段，通过对滑床板断口进行查看分析，断口材质均匀，未见肉眼可见疲劳源，初步判断滑床板材质问题不是昆明地铁滑床板对断裂主要因素。
2.3维修养护经验不足
短轨枕浇筑位置存在偏差，调整轨道高低、水平采取的维修方法和常规方法不同，部分施工人员实践经验不丰富，维修后还存在调高垫板间离缝的质量问题，也是造成滑床板断裂的原因之一。
3.管理现状及整改效果
3.1突出检查重点，提高检查水平
1）通过对滑床板类故障原因及规律进行系统统计分析，重视检查工作的效果，将如下地段作为侧重检查处所：（1）将地下线、整体道床、混凝土短轨枕区段道岔作为检查重点；（2）侧重检查出现过滑床板折断故障的道岔；（3）侧重检查位于正线运营线路过车径路上的道岔。
2）针对道岔滑床板缺陷（制造缺陷和施工缺陷），短轨枕反坡的典型病害，建立病害库，利用日常线路周检、道岔电联检进行观察，伤损达到更换标准及时更换。
3）通过典型案例分析和实例讲解，对轨道检查人员进行培训教育，提高检查人员技能水平。道岔工电联合检查时，信号专业人员配合操动道岔，对道岔左右侧滑床板进行全面检查，避免出现滑床板检查盲区。
3.2道岔短轨枕浇筑偏差整改效果及跟踪
针对地下线、整体道床、混凝土短轨枕区段道岔因短轨枕浇筑偏差，造成滑床板受力不均，滑床台边角集中受力进而导致滑床台边角断裂的问题，采取以下措施进行整改：
1）采用定制楔形橡胶垫板对道岔短浇筑偏差问题进行调整[4]。目前已对大部分道岔短轨枕反坡进行调整，使用楔形橡胶垫板大约120块，目前跟踪观察绝大部分效果良好,使用楔形橡胶垫板处理处所无滑床板再次断裂情况发生。
2）使用楔形橡胶垫板调整短轨枕浇筑偏差，和常规轨道调整方法不同,对施工人员技能要求较高。针对部分施工负责人实践经验不足的问题，该类施工均安排线路工技师进行现场指导，卡控施工质量。
3）通过楔形橡胶垫板处理后一定时间内也可能出现部分垫板压溃的问题，部分车站已发现更换后的楔形橡胶垫板较薄一侧出现橡胶被压溃的问题，经检查橡胶被压溃是一个逐渐缓慢发展的过程，将在日常检查过程中予以关注，及时进行更换。
4.总结
滑床板断裂数量随运营年限增加呈逐年增加趋势，通过重点检查，及时发现问题并进行预防性更换。同时使用楔形橡胶垫板处理道岔短轨枕浇筑偏差改善轨道结构受力，将在一定程度减缓滑床板的损耗，道岔滑床板断裂故障目前处于整体可控状态。
参考文献：
[1] 张建国. 铁路道岔滑床板断裂分析[B].中国学术期刊电子出版社,2011（47）
[2]鹿俊强.地铁终点折返道岔发生病害的原因及对策[J].城市轨道交通,2010.12（06）
[3]张建强.天津地铁线路病害分析及整治方法[B].智慧城市与轨道交通,2018
[4]邓新建.整体道床短轨枕道岔病害及整治技术运用[J].西部大开发,2013.02
论文作者:钱智敏
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第4期
论文发表时间:2020/4/23
标签：床板论文; 道岔论文; 轨枕论文; 垫板论文; 橡胶论文; 故障论文; 结构论文; 《城镇建设》2020年2月第4期论文;