钢轨断裂原因分析及防治措施.docx

钢轨断裂原因分析及防治措施摘 要：通过对钢轨断裂原因及其规律进行分析，提 出针对 性的预防措施，并对发生钢轨断裂后的紧急处理措施进行探讨发生断轨后的紧急处理方法1 钢轨断裂原因分析1．1 钢轨材质方面存在先天不足钢轨先天性的质量缺陷，是导致钢轨断裂的主要原因2002 年 1 月，长图线 DK152+573 处和长图线 DK317+450 处发生两次 线路右侧长轨折断，引起两起断轨事故的主要原因是钢轨内部存 在暗核由于两处暗核的径长分别为2. 5、1. 8mm，且均存在 于钢轨的底部，又是 目前钢轨探伤设备很难探测到的核伤粒径 （既有探伤设备所能探测到的最小核伤粒径为3mm）,再加上管内 持续低温且温差大，钢轨内应力增大，导致断轨事故发生钢轨 材质上的某些缺陷，如暗核、细小裂纹、空隙或杂质等，经过车 轮重复荷载作用，逐步发展成一个疲劳源，并不断向轨头内部扩 展，使钢轨的有效截面很快削弱，以至最后发生断轨1 . 2 现场轨缝的焊接强度低我国无缝线路钢轨现场施工焊接一般采用小型移动气压焊和 铝热焊铝热焊焊接方法因其具有设备简单、焊接作业效率高、 操作简便等特点，被广泛应用但 由于各工序间相互影响程度密 切，特别是在低温环境下焊接钢轨时，使得焊接接头的质量难以 控制。

钢轨焊接接头的质量优劣，直接影响着无缝线路的安全据统计，由于钢轨焊缝断裂而造成断轨事故的，占断轨总数的80％ 以上大部分有缺陷的钢轨焊缝其强度不能承受降温所产生的温度 拉力，在冬季钢轨内部强大的温度拉力作用下焊缝被拉开特别 是铝热焊缝，质量受操作工艺优劣影响较大，难免发生断轨事故1．3 养护维修上的原因2002 年 3 月，长图线威虎岭站 1 号道岔辙叉后右直股钢轨折 断所断钢轨为鞍钢 1988年产，于 1996年道岔大修时铺设，属 自制轨，轨孔加工时存在误差由于线路养护维修质量低，有空 吊板，导致岔后钢轨集中受力，发生断裂2002 年 l1 月，长图 线 DK187+ 646 处，右股钢轨发生断裂该股钢轨 10 月份曾使 用 K286 焊条进行焊补此次造成钢轨折断的直接原因就是焊补 作业不按照规定进行预热，致使钢轨内部结构发生变化，发生钢 轨断裂由上述断轨事故可以看出，日常的养护维修非常重要 线路养护不良，如轨面不平顺、道床和路基出现病害、连结零件 不密贴等，都会严重地影响钢轨的使用寿命再者作业时不按规 定的尺寸、步骤进行，违章作业，也会引起不良后果因此，提 高工作质量，精心养护好线路，这是防止断轨的重要环节。

2 钢轨断裂发生的特征及规律2．1 常发生断轨的地段 线路不平顺处，断轨发生的频率大 断轨地段的分布特点：曲线地段比直线地段断轨 次数多；坡 道上比平坡地段断轨多；制动地段比其他地 段断轨多；无缝线路 固定区断轨多；道岔基本轨比导曲轨断轨多；岔后夹直线的断轨 是直向多，侧向少2．2 常发生断轨的部位 断轨多发生在焊缝及其附近，钢轨小腰处，曲线上股，桥梁 和道 口两头部位就同一钢轨断面而言，断轨多发生在轨头、轨 颚和轨腰部位2．3 常发生断轨的时间 断轨多发生在冬春两季，一般在每年的11月下旬至次年的 3 月上旬寒冷地区断轨较普通地区严重而且多发生在一昼夜中 气温最低的0时至4 时3 发生钢轨断裂后紧急处理措施3．1 及时发现断轨发挥 “五道防线”作用，开展全员防断主要发挥专 业探伤队伍的主力作用，手工检查队伍的补充作用，层层 落实钢轨检查责任制，以便能在第一时间内发现断轨3．2 发现断轨后会处理3．2．1 断轨处理原则 最主要的是发现断轨后必须严格执行一防护、二加固、三放 行的作业程序在拦停列车作业时，区间力争在 30min 内，站内 力争在 60min 内加固完毕，并随即放行列车3．2．2 断轨处理方法(1)普通线路① 应按 《铁路工务安全规则》第 2．2．11 条的规定设置停 车信号防护。

② 断缝在夹板范围内，紧固接头夹板螺栓和断缝两侧扣件， 限速5km/h放行列车③ 断缝在夹板范围以外，用夹板、急救器或夹板、螺栓进行 加固当断缝小于30mm时，限速15km / h放行列车;30—50mm, 限速5km/h放行列车；50—150mm,必须插入短轨头，并在断 缝下垫枕木头后，限速5km/h放行列车④ 更换钢轨时，应按《铁路工务安全规则》第2. 2. 2条办 理，更换前要拧紧两端各 50m 范围内扣件，首次放行列车限速 25km/ h2)无缝线路(包括焊头)① 应按 《铁路工务安全规则》第 2. 2. 11 条的规定设置停 车信号防护② 在断缝处上好鼓包夹板和急救器加固，限速5 km / h放行 列车随即，在断缝两端各 50m 范围内拧紧扣件如断缝小于 30mm，限速可提高至15km/h；断缝在50〜150mm，必须插入 短轨头，并在断缝下垫枕木头，限速 5km/ h 放行列车已上鼓 包夹板的焊缝断裂后，如断缝小于30mm，可紧固接头夹板螺栓, 限速15km / h放行列车③ 锯掉断缝前后各一段钢轨，插入不短于6m的短轨，上好 夹板和拧紧螺栓，首次放行列车限速25km/h,以后恢复正常。

④ 在接近并低于实际锁定轨温时，插入不短于6 m的焊接短 轨，进行焊接⑤ 若断缝具备原位焊复的条件时，可采用原位焊复法进行焊 接修复3．3 新型弹性扣件的应用由于重轨刚度和重枕刚度相结合将使轨道刚度增大，过大的 轨道刚度又会恶化轮轨动力相互作用关系只要车轮踏面或轨道 上有微小的不圆顺或不平顺，都会引起动力作用的增长，这些动 力又随行车速度的提高而急剧增长此外，过大的轨道刚度还会 引起波磨轨的生成与扩展因此，设法降低重轨、重枕轨道刚度 是十分必要的用新型系列III型枕取代木枕和II型枕，明显增大了曲线轨道 的稳定性，轨道承载能力提高 37％，减小了轨枕加速度和道床加 速度，有效地抑制了道床残变，积累速率，大大减轻了养护维修 工作量及其费用为达此目的，成都铁路局研发并使用了新型弹条扣件其主 要特征:一是采用了与III型系列轨枕配套的厚14mm、静刚度60〜 70MN/ m 的纳米复合橡胶垫板；二是采用了与新型胶垫配套的 60Si2CrA材质的加强III型弹条扣压件，提高了弹条强度，有效控 制了扣压力衰减，增加了轨道弹性；三是采用了在承力面增设 L 形、C形钢片的加强III型绝缘轨距块，有效地解决了既有III型绝 缘轨距块在山区铁路曲线轨道使用中抗压、抗弯、抗剪强度不足 的缺陷。

铺设实践表明，效果明显3．4 工务新技术、新材料、新产品的应用(1) 为解决桥上轨道道床厚度不足，刚度较大，道碴粉化严重， 病害突出的问题，采用加厚轨下胶垫的减振型调高扣件，有效地 提高了轨道弹性，减缓了列车的冲击作用今后如能在桥上有碴 轨道发展弹性轨枕将是又一重大技术举措2) 为防止列车在小半径 曲线上发生悬浮脱轨事故及减缓曲 线外轨侧磨，在 3000 多个小半径 曲线缓圆点或圆缓点前后下股 轨道内侧安装了防脱、防磨护轮轨装置，取得了良好效果3) 为解决山区铁路混凝土枕及岔枕中螺旋道钉普遍锈蚀严 重、寿命缩短的问题，成功地开发并采用了多元共渗防锈新技术， 以取代传统的防腐处理方法，提高了螺栓的抗蚀性能和使用寿命， 现已在全路推广应用4 结语为适应我国铁路既有线提速战略工程，全面提升山区铁路工 务设备技术装备水平势在必行，根据成都铁路局的做法和经验， 在曲线轨道结构综合强化方面，采用新理论、新技术、新材料、 新设备是以提高运输效率、保证行车安全和旅客乘坐舒适为基础， 并以其经济效益的大小来评价其合理性和决定其发展规模和速 度因此，轨道结构的现代化与合理化进程，应密切结合路局所 辖线路的具体条件和实际情况，本质上是在有利于取得最佳技术 经济效果基础上的统一。

参考文献：[1] 铁道部．铁路线路设备大修规则[2] 徐小龙．小半径曲线脱轨原因分析及对策措施．铁道标准 设计，2003(2)[3] 侯德杰，蒲保新，陶联明．强化轨道结构，适应提速需要[J].铁道标准设计2002(2)。