大跨度连续桥梁上无缝线路钢轨伸缩调节器病害整治研究
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摘 要：本文以合武客运专线有碴高速线路为例，详细介绍高速铁路无缝线路钢轨伸缩调节器常见病害及养护经验，提高钢轨伸缩调节器的寿命和养护效率。加强无缝伸缩调节器的病害整治及加强养护已是无缝线路安全生产上迫在眉睫之事。
一、引言
钢轨伸缩调节器是无缝线路大跨度桥上的一个重要设备，能保证钢轨的自由伸缩而不受桥梁温度及活载位移的影响，在许多线路上都有着广泛的应用。然而，它的结构特点又决定了伸缩调节器同时也成为线路上的一个薄弱环节。目前，很多线路上伸缩调节器病害已经凸显，越来越影响着列车的运行安全。因此，为了满足高速、重载以及安全需求，迫切需要我们能够准确掌握伸缩调节器的状态并且找出相关病害产生的具体原因，从而，据此制定出一套有效的控制和相关维修措施。
二、基本概况
合武线是我国第一条有砟轨道客专线路，设计时速为250km/h。竹根河大桥是该线路上的一座重要的大桥，全长1483.7m，中间有一长度为400米的四跨连续梁，两端为简支梁。长连续梁受温度影响较大，易产生较大的变形。为了减少该变形对无缝线路的影响，保证其稳定性和安全性，特在连续梁两端设置了钢轨伸缩调节器来降低线路胀轨指数。伸缩调节器设置于连续梁两端伸缩缝位置，上下行各设置一组。实际线路上钢轨伸缩调节器的单股平面示意图如下：
然而随着线路服役时间的增加，伸缩调节器的问题逐渐显现。在日常的线路检查中，我们发现在伸缩调节器位置产生了多种病害，给日常的养护维修工作带来了极大的困扰。现场发现的病害主要有以下几点：
1、伸缩调节器几何尺寸不良
钢轨伸缩调节器在尖轨与基本轨的几何尺寸全靠轨撑及导向轨撑来控制。然而在过往列车的长期冲击下，钢轨伸缩调节器在尖轨处经常会出现高低不平顺、轨距变化、水平变化等不良状况，造成线路动静态数据不良。
2、结构病害
①、尖轨爬行
由于钢轨伸缩调节器采用相错式连接，在列车高速运行的长期冲击下，极易造成尖轨爬行，同时冲击力对尖轨尖端容易形成肥边等不良病害。在气温条件作用下，尖轨爬行的位移量最大能达到70 mm以上，会出现较严重的尖轨侧磨、基本轨伤损等状况，进而造成尖轨与基本轨不密贴，严重影响了伸缩调节器的整体性和稳定性。具体表现如图所示：
②、轨枕偏移
由于在列车运行过程中的冲击力较大，加上扣件及扣压力扭矩等因素影响，极易带动轨枕爬行，尤其在尖轨尖端前后，轨枕爬行严重，造成钢轨受力不均匀，极易出现断轨。
③、扣件松动
伸缩调节器中扣板、轨撑、导向轨撑及接头螺栓容易松动，严重的甚至出现轨撑螺栓弯曲、变形甚至折断，进而引起伸缩器大垫板移位、桥枕方动、基本轨侧轨撑变位等状况。
三、钢轨伸缩调节器产生病害的原因
结合现场调查及相关数据检测，我们对上述病害产生的原因进行了初步的分析。我们认为主要有以下几个方面：
1、季节性及昼夜温差大，桥梁变形较大，在不断往复的收缩及伸长条件下，钢轨伸缩调节器由于其可动性的特点，在一定程度上放大了其受桥梁变化影响，产生了不可恢复的变形，导致了方向、高低等线路动静态数据不良。
2、伸缩器尖端加宽量在热胀冷缩的作用下会不断变化。并且由于焊接技术的缺陷，极易造成钢轨伸缩器前后焊缝高低，导致动态数据不良。
3、在过往列车（尤其单向列车）带来的长期震动和对钢轨的冲击的影响下，尖轨与基本轨结合部这一薄弱部位的扣件极易疲劳，造成扣压力扭矩不足甚至折断扣件。
4、由于养护不到位，在日常作业过程中未及时加强捣固作业，道砟支承刚度及道砟阻力不足或不均匀，使得钢轨及道床受力不均匀，轨枕位置发生偏移。
四、钢轨伸缩调节器的病害整治
1、定期检查钢轨伸缩调节器
在对设备的日常养护工作中，定期对钢轨伸缩器尖端的加宽进行仔细检查，每月至少一遍结构检查并对螺栓涂油、复紧（基本轨撑螺栓较尖轨螺栓可稍松1-2扣），保证联结零件齐全完好，重点要对调节器垫板进行检查，如发现夹轨垫块与垫板脱焊、松动要及时处理或更换，基本轨轻伤、尖轨垂磨超过6 mm或尖轨顶面宽度50 mm及以上断面处尖轨顶面低于基本轨顶面2 mm，应及时组织更换，确保伸缩器尖端的加宽变化量在可控范围内。
2、加强对伸缩器前后线路养护
（1）对伸缩器前后的线路加强养护，使伸缩器前后的线路稳定
我们在对设备日常养护工作中，要对钢轨伸缩器前后的线路重点养护，对检查发现伸缩器前后的高低、方向和水平不良处所要及时整治，确保钢轨伸缩器前后线路良好。将10m弦绳放置在伸缩器前后线路状态良好部位，使用起道机起平钢轨伸缩器附近的高低，然后用道尺量得水平，根据现场需要，对好水平，扒开道砟进行全面捣固，加强捣固质量控制，频繁捣固作业容易造成道砟粉化，引起道床板结。捣固完毕以后，要回填好道砟，然后对捣固作业区段的线路认真回检，确保线路养护质量。
（2）对钢轨伸缩器前后线路方向不良处所要及时拨正
使用20米弦绳对伸缩器前后线路的方向进行认真检查，对检查出的方向不良处所组织人员，使用拨道器将线路拨正。如果拨道量过大，可以反复使用拨道器进行拨道，直至将线路拨正为止，但是，拨道量不得大于30mm。
（3）加强对加宽部位（加宽5mm）轨距递减的控制，控制轨距变化率。随着季节更替，温度的变化，我们要定期检查伸缩器加宽部位的轨距，确保轨距变化率在可控范围内。
（4）使用木枕在两线间以两横两纵的形式固定线路，确保线路方向稳定。将线路方向拨正以后，要对线路的方向、高低和水平进行一次全面回检，经过回检，线路状态良好以后，使用木枕，以两横两纵的方式对线路进行固定，确保线路保持稳定。
3、合理调整钢轨伸缩调节器及前后钢轨的应力
根据爬行及伸缩量观测情况，对单向伸缩调节器前后锁定轨温不到位的，利用维修、施工天窗，对其进行应力调整，严格按照标准要求调整伸缩调节器及前后线路扣件的扣压力；如发现基本轨伸缩位移不足，伸缩调节器上拱、空吊现象，可根据前后线路钢轨位移观测情况，局部调整扣件扣压力，也可适当对基本轨外侧轨腰及轨下垫板进行涂油从而减少伸缩阻力，更好的实现钢轨伸缩调节的目的。
4、强化钢轨伸缩调节器的大平、大纵
强化对单向伸缩调节器平面和纵断面的控制，随着高铁陆续开通以来的动态添乘及检查情况表明，平纵断面的好坏对高速状态下的动车平稳性和人体舒适度有着直接和重要的影响。为此，务必要加强单向伸缩调节器的线型控制。要充分发挥激光扫平仪和激光测距仪在测量横、纵距中的作用。在对纵断面进行拉坡时要严格控制坡道长度和起道量，不得产生碎坡，伸缩调节器及前后至少两百米线路应保持同一坡度，在进行起道量内插时，要充分发挥抄平仪的作用。精确测量计算后，尽量利用大机严格按照资料做好伸缩调节器及前后线路的线形控制，认真做好大机作业后小机群作业配合工作和日常人工作业的组织工作。使作业后伸缩调节器平纵断面全部达到预定标准。
5、整正单向伸缩调节器细部尺寸，保持结构完整、良好
（1）通过人工捣固或局部采用调高垫板调整小高低，通过细拨细改、矫直钢轨硬弯，达到方向良好，通过定期结构检查，对零部件进行补缺及更换，保证结构完整良好。起、拨道道作业中尽量利用20米弦线对细部方向及高低进行控制，避免起、拨道过量，改道作业尽量使用标准轨距块调整轨距，轨距尺寸除应符合标准外，还要注意轨距变化率不得超过0.3‰，为适应轮轨关系该种伸缩调节器设计尖轨尖端至1100mm处最大构造轨距1440mm，改正轨距的同时应利用弦线控制好方向，防止一侧外鼓。
（2）对尖轨侧弯、尖轨与基本轨不密贴进行整治，矫正尖轨侧弯、消除竖切不靠，保证尖轨的平直性，使尖轨位置保持平行一致，通过调整扣件等手段，保证尖轨纵向阻力，防止尖轨位移。
6、做好单向伸缩调节器钢轨及焊缝的打磨工作
（1）用道岔打磨车对伸缩调节器钢轨，按照铁道部《既有线提速200～250km/h线桥设备维修规则》进行了预防性打磨。重点对单向伸缩调节器焊接接头平直度进行打磨
（2）组织专业打磨队伍，利用小型打磨机及时消除尖轨及基本轨肥边，同时对光带不良处，再进行局部精细打磨，修正光带，矫正轮轨接触点位置，避免造成晃车。
五、总结
本文对合武线大跨度连续桥梁上的伸缩调节器的几种典型病害进行了分析，并阐述了导致其产生的可能原因，结合相关可借鉴经验，结合日常养护维修工作，提出了几种病害整治的方法，以期为合武线连续梁上的伸缩调节器病害整治提供一套可行的养护维修方法，从而为铁路线路同类病害问题的解决提供一定的经验支持和理论指导。