学文网摘 要：本文通过对影响高速铁路道岔行车平稳性的因素进行分析，针对性地提出了一些相应的养护维修措施，确保高速道岔结构和几何尺寸达到最佳状态，从而提高高速道岔的平稳性与舒适性。
关键词：无缝道岔、养护维修、平稳性
高速道岔是高速铁路轨道结构的重要组成部分，也是轨道的薄弱环节，其结构复杂、技术要求高，并对列车运行的安全性、平稳性、旅客的舒适性具有重要影响。为此，高速道岔应遵循"严检慎修"的养护维修理念，妥善安排好周期检修、经常保养和临时补修，合理地使用劳力、机具和材料。从道岔检查入手，注意发现问题和分析研究解决问题的对策和方法，精心养护，提高道岔的整体平顺性，延长养护维修周期和道岔各部件的使用寿命。
1.影响高速道岔行车平稳性的主要因素
1.1轨道不平顺
为保证高速行车的需要， 轨道必须为列车提供平顺的运行表面。轨道不平顺可视为平稳随机过程，随机性轨道不平顺的波长范围很宽，0.01～200m波长的不平顺均常见。轨道不平顺不仅幅值和波长的变化范围大，而且影响也各不相同。短波不平顺可能引起簧下质量与钢轨间的冲击振动，产生很大的轮轨作用力。周期性成份可能引起机车车辆的谐振。中、长波尤其是敏感波长成分常常是引起车体产生较大振动的重要原因。正是由于轨道不平顺的存在，形成了轮轨复杂的接触关系，影响轮轨系统的动力特性。机车车辆因激扰产生振动，通过轮轨接触关系传递给轨道结构，形成车辆-轨道系统的相互作用。目前我国采用的车体横向自振频率为1～1.5Hz。列车横向共振摇摆的线路横向不平顺敏感波长L=v/（3.6f），其中v为行车速度（km/h）；f为车体横向自振频率。轨道不平顺值在容许范围内偏大时列车明显的反应就是晃车，当超过一定值时会危及行车安全。高速铁路道岔应具有良好的稳定性和平顺性，以确保行车安全和旅客乘坐舒适度。《高速铁路设计规范（试行）》要求正线道岔铺设精度标准应符合表1的规定。
表1 道岔（直向）静态铺设精度标准
轨道的不平顺从结构上大致可以分为3种类型， 即结构不平顺、附加不平顺和动态不平顺；结构不平顺是轨道结构及部件固有的不平顺， 钢轨表面由于轧制工艺造成的钢轨垂向弯曲、焊缝凸凹不平、轨道铺设和整道时会形成结构不平顺； 附加不平顺是在运行过程中由于各种原因形成的不平顺，如钢轨表面不均匀磨耗、钢轨踏面剥离掉块、有碴轨道因道碴飞溅在轨面辗压形成的轨面伤损、钢轨弹性垫层破损等； 动态不平顺是在列车运行中产生的不平顺。动态不平顺一般有2种情况： 一种是轨道弹性不匀和荷载波动， 轮轨接触点轨迹呈波浪形； 另一种是存在暗坑掉板和道床不均匀的弹性下沉。这2种不平顺只有在动态情况下才会表现出来， 这种动态不平顺增大了列车运行中的冲击和振动。
1.2道床阻力
由于无砟轨道采用混凝土整体道床，道床阻力大，道岔稳定性好。而道床阻力更是保证有砟轨道道岔稳定的重要因素。一旦道床阻力降低，将会减弱道岔的整体性和稳定性，使得道岔几何尺寸发生变化，加速道岔各部件的损耗，严重时将影响铁路运输安全。影响道床阻力的因素有道床的材料、肩宽以及维修作业等。
1.2.1道砟
道砟的材质不同，道砟间的摩阻力不同，道床刚度也不同。道砟粒径和道床饱满程度对其也有影响。
1.2.2道床肩宽
据现场试验，在混凝土轨枕线路上，道床肩宽从330mm起加宽，道床横向阻力随砟肩宽度的增加而增大，增加到550mm达最大值，总阻力值增加16%。若再加宽阻力值就不再增大了。《高速铁路有砟轨道线路维修规则》规定正线有砟道床砟肩宽度不小于0.5m。
1.2.3 砟肩堆高
现场经验表明，对于道床横向阻力的提高，道床肩部堆高比肩部加宽效果更明显，且节约道砟。《高速铁路有砟轨道线路维修规则》规定：速度等级200～250km/h，砟肩堆高150mm，速度等级250～300km/h，砟肩堆高100mm。
1.2.4维修作业
在道岔维修作业中，凡扰动道床，影响道砟间的相互咬合和道砟与岔枕的接触状况，都将导致道床阻力下降。采用机械化作业对道岔进行维修，能在较短时间内恢复道床的横向阻力。
1.3轨道框架刚度
轨道框架刚度越大，弯曲变形越小。道岔结构零部件较多，它们的工作是紧密相关的。任何一个零部件的性能、强度和结构的变化都会影响所有其他零部件的工作条件， 因此道岔结构是一个系统，它对列车运行平稳产生直接的影响。
1.4温度压力
无缝道岔基本轨除承受正常的温度力以外，还要承受附加温度力。因此，无缝道岔的尖轨与心轨的伸缩位移较大。控制无缝道岔与相邻线路的铺设轨温差，对降低无缝道岔的受力与变形是十分必要的。
2.道岔的养护维修
根据普速和提速线路的养护与维修经验，道岔由于其结构复杂、轮轨相互作用强烈导致其病害较多，是线路养护与维修的重点和难点。高速铁路是白天全封闭运行，只有在夜间天窗时间才能对其进行检测与维护。为长期保持道岔的高技术性能，有效掌控其工作状态，尽可能减少养护与维修工作量，我国已经开始对高速道岔养护与维修技术进行研究。目前，针对高速道岔提出了长短波不平顺、轨道刚度均匀化、几何形位精细调整、转换不足位移及尖轨跟端"碎弯"控制等系列养护与维修方法和手段。保持道岔的整体稳定性和平顺性，达到纵不爬、横不移，各部尺寸准确。
（1）加强对道岔结构不平顺的检查和修理。由于高速道岔部件多，结构复杂，精度要求高，必须要加强对各部分构件的检查，重点是尖轨与基本轨、心轨与翼轨、可动部件与滑床台板、弹条中舌的密贴状况，对超过标准值的处所同电务一起进行调整。各牵引点开口值与锁闭量，关键是确保两侧数值均衡，偏差控制在2mm以内。对尖轨与基本轨、心轨与翼轨顶面高差进行测量，对不符合设计标准值部位进行调整。对电务各转辙机拉杆状况进行检查，对位置不符合标准的进行调整，使电务设备达到最佳状态。
（2）对道岔区钢轨光带、几何尺寸的检查和修理。特别对尖轨尖端处基本轨和心轨尖端处翼轨部位光带，尖轨、长心轨变截面处轨顶坡至轨底坡扭转部位轨顶面光带，焊接、胶结接头部位光带进行检查，如果发现光带不良及钢轨肥边情况及时进行打磨处理。对转辙、辙叉框架尺寸及道岔每根枕直股、曲股的几何尺寸进行检查修理。在整治岔区几何尺寸偏差时，应坚持"先外直后内直、先方向后轨距、先高低后水平"的原则。在调整中要特别注意把道岔两端线路和道岔作为一个单元进行测量，注意发现和消除道岔区存在的长波不平顺，提高列车过岔稳定性。
（3）做好对各部位联结零件的检查和复紧，确保零部件的齐全，有效，作用良好。轨距螺栓扭矩达到250N.m，弹条的中圈环与轨距挡板前突起部分空隙0～0.5mm；支撑挡肩的螺栓扭矩达到180N.m，双圈弹簧垫圈上下弹簧圈的间隙为1～1.4mm；电务框架与基本轨轨腰固定的螺栓扭矩（300？0）N.m；框架上扣压基本轨轨底的螺栓扭矩（160？5）N.m；为保证尖轨自由伸缩，锁闭框固定支架与尖轨轨腰间螺栓上弹簧垫圈间隙保持在0.5～1mm。
（4）加强局部捣固和全面捣固，整理道床，确保道床均匀、饱满、无板结，控制道岔爬行。加强道岔侧向连接线路的养护，减少侧向爬行对道岔稳定的影响。
（5）为避免附加温度力带来的不利影响，要确保岔内焊接接头质量，拧紧扣件，夯实与堆高转辙器部分的砟肩道床。
3.结束语
总之，为了保证高速道岔平顺性和稳定性，在养护维修时一定要遵行"多查少动，分析病害、制定详细方案"的基本原则。要重视长波不平顺，加强扣件和几何尺寸养护，控制各部件的状态，保证道岔刚度的均匀性。同时，要关注钢轨光带，保持光带在变截面处的均匀过渡，保证尖轨和心轨降低值的正确。对于有砟轨道，还要保证道床质量，适时对道岔进行应力调整和放散，确保道岔的几何尺寸良好及线形位置正确。 参考文献：
[1]中华人民共和国铁道部。铁运[2012]83号，高速铁路无砟轨道线路维修规则[S]。
[2]中华人民共和国铁道部。铁运[2013]29号，高速铁路有砟轨道线路维修规则[S]。
[3]TB10621-2009 高速铁路设计规范[S]。
[4]李成辉主编.轨道.[M].西南交通大学出版社，2004.11。
[5]李超雄，寇东花等。高速铁路无砟轨道线路养护维修。 北京：中国铁道出版社，2011。
作者简介：王建红（1986年10月-），上海铁路局上海职工培训基地，助理工程师，2009年毕业于兰州交通大学，专业：土木工程。