钢轨焊接接头平直度研究

钢轨焊接接头平直度研究

张云庆

昆明工务机械段

摘要：钢轨焊接接头是轨道无缝线路建设的重要保证，其接头的平直度会对车体运行速度、平稳度以及旅客舒适度造成严重的影响。文章通过对钢轨厂焊焊接接头的平直度进行深入研究，探讨控制焊头平直度的有效手段。从而建立系统性的钢轨焊接接头平直度研究制度，以便促进我国无缝线路的发展，加快我国道路运输事业的发展。

关键词：钢轨接头；接头平直度；无缝线路

随着我国经济的快速发展，对道路建设的需求也越来越高，目前我国大多的钢轨厂和焊轨基地通过钢轨固定式闪光焊接方式进行焊接，并采用感应加热进行焊后热处理，但无论哪种方式，都应保证钢轨线路都能够为其提供良好的运行环境，但我国对无缝线路技术探究还存在一定的局限性。其中钢轨接头的焊接技术就是无缝线路建设的关键环节，因此，对钢轨焊接接头平直度的研究具有十分重要的意义，就我国目前所掌握的技术现状，进行深入的探索，研制出有效的提高钢轨接头水平的技术，保证我国高速铁路的安全平稳运行。

一、我国钢轨焊接接头平直度的发展现状

列车的快速运行在铁路上会造成钢轨形状和空间位置的移动偏差，导致轨道的不平顺。在相互作用的理论中，轨道不平顺会对车辆运行造成巨大影响，增加车辆的振动程度、增加钢轨的作用力。这就导致车辆运行速度越来越快，振动幅度越来越大，加大了对铁道的破坏率，长期会导致道床的下陷、钢轨断裂，造成严重的脱轨事故。

钢轨焊接接头是轨道结构中最为薄弱的环节，其接头的质量对轨道的作用力有着显著的影响。虽然我国目前钢轨焊接技术发展相对成熟，但钢轨焊接过程中一些注意事项还不能够有效的控制，例如焊接设备、工艺与钢轨性能之间的差异。如果钢轨在运行的反作用力下，会造成焊接接头处的磨损、凹陷和凸台，会对钢轨的平稳性造成严重的影响[1]。比如，当高速铁路上，焊接接头轨顶面1米范围平直度允许范围是0-0.2mm，如果平直度为0.2mm时，在列车时速300km时，可引发铁轨720kN的振动频率，低频也超过了300kN以上，这分别是自重列车五倍和三倍的效果。在反复碾压过程中，会严重的影响到列车的运行速度，为运行带来安全隐患。

钢轨焊接接头的平直度不仅会对轨道的正常使用造成影响，还会影响轨道的荷载能力，扩大平直度的影响范围，导致不平顺轨道的恶化，这样会对列车运行的安全造成影响。因此，对钢轨焊接接头平直度的研究，要注意对不平顺现象的控制，防止频繁短波不平顺现象发生，进行接头的修正，寻找平直度的最佳值[2]。

二、我国现役钢轨接头平直度现状

现阶段我国钢轨焊机接头平直度还与相关钢轨焊接标准存在差距，为了对我国现役钢轨焊接接头现状进行真实有效的了解，通过对我国焊轨厂和焊轨基地500m长的固定式闪光焊接进行检测，为无缝线路建设的铺设提供数据基础。

通过对沪昆及桂昆线部分焊接接头平直度的测量，钢轨厂焊接头平直度优于现场移动闪光焊接头平直度。铁路线路基础也会对焊头平直度的测量结果有影响。目前我国焊轨基地内对焊头平直度测量平台都有要求（即在测量平台上用3米弦线测量钢轨的平直度不大于1mm），所以在焊轨基地内测量焊头平直度是合格的，但铺设在铁路线路上时由于受线路基础的影响，导致焊头平直度可能出现超标情况。因此，铁路线路基础的平顺性整治也迫在眉睫。

三、控制钢轨焊接接头平直度的措施分析

为保证列车运行的安全性和平稳性，适用于钢轨焊接接头平直度的控制措施，主要需要注意以下几个方面：

首先，要加强对钢轨焊接接头平直度的卡控。通过对钢轨日常的平顺性的测量，并用光带的分析方法，对造成平直度偏差的原因进行分析，并针对钢轨焊接接头出现短波不平顺的现象，可以运用小型的养路机器进行打磨或用大型钢轨打磨车进行修复[3]。对于接头处，根据线路平直度测量结果对接头处进行修磨，对于现场存在的塌陷接头，可以先进行打磨，改善行车面的平直度，再将轨枕进行垫高，可以采用高弹的胶垫，减少接头的缓冲。

其次，钢轨使用中要提高路基的平顺性。焊接接头的母材在力学范畴内的性能较低，所以长波不平顺现象就是由焊接接头平直度超标引起的，因此在该处的路基会出现局部下陷的现象。要想保证轨道坚固、稳定的高平顺性，保证好路基高平顺性是基本的前提条件，特别是对焊接的接头位置，必须要将道床压实，不给道床下沉留有空间[4]。例如：铁道科学院做了相关动力学实验，在相同的列车条件下，经过总重130t后，经过压实的道床下沉程度要比未压实的下沉程度相差3倍多。这也是日本轨道建设平直度优于我国轨道平直度的原因，日本在轨道建设中将道碴压实后再进行轨枕的铺设，而不是像我国这样直接在不平不实的道碴肩上进行焊接。

最后，在钢轨选配初始严格对平顺度做出要求。钢轨母材的平顺性要满足不同的使用要求，所以必须对钢轨平直度进行严格控制。在对钢轨进行现场测试后发现，除了钢轨焊接技术和设备对钢轨平直度造成的影响，钢轨母材自身的平直度不符合标准也是重要的影响平直度的原因。因此，选择钢轨母材时要严格的考证母材的平顺度是否符合钢轨建设的要求，这对保持钢轨的正常使用有着重要的作用。

结束语

钢轨焊接接头技术是我国无缝线路建设的重要环节，接头的平直度会对线路的平顺性造成直接的影响。因此，在对钢轨焊接接头平直度进行探究和钢轨建设过程中，要摒弃传统的建设理念，不要只重视钢轨的质量，要找到影响钢轨质量的因素，全面的提高钢轨质量。对于设备和方法上也要根据钢轨建设的不同情况进行应用，并采用专门的打磨设备对钢轨进行针对性的修复，只有这样才能够保证我国无缝线路建设的质量和安全。

参考文献：

[1]张耀德.长钢轨焊接接头平直度缺陷分析与控制[J].上海铁道科技，2014，17（2）：98-99，148.

[2]李力，高文会，宋宏图等.钢轨焊接数据库的开发与应用[J].铁路计算机应用，2012，21（7）：33-35，51.

[3]高文会.钢轨闪光焊接头平直度控制技术[J].铁道建筑，2010，11（9）：103-107.

[4]王振强.钢轨焊接接头平直度曲线分析及控制[J].铁道技术监督，2012，40（9）：25-27.