[科普中國]-軌道接頭阻力

鋼軌接頭形式

由于鋼軌接頭減弱了鋼軌的整體性,魚尾板不可能完全傳遞鋼軌的抵抗力矩,接頭本身結(jié)構(gòu)薄弱,列車通過接頭時(shí),產(chǎn)生的沖擊力較大,使鐵道接頭處受到的破壞比其他部位大,因而在接頭地點(diǎn)所產(chǎn)生的病害較多。

接頭的形式，按其對(duì)軌枕的位置，可分為懸接式和承接式兩種；按其在兩股鋼軌上的相互位置分為相對(duì)式和相互式兩種。

按對(duì)軌枕位置分1.懸接式接頭

這種接頭如下圖所示。其特點(diǎn)是鋼軌接頭懸于兩軌枕之間，當(dāng)車通過時(shí)，因車輪碾壓后鋼軌撓曲，軌端下落，魚尾板和軌端受力較大。容易使軌道產(chǎn)生低接頭，魚尾板彎曲和斷裂現(xiàn)象。為了加強(qiáng)接頭，在配置軌枕時(shí)，可適當(dāng)?shù)匕呀宇^軌枕間距縮小，以增加接頭的抗撓曲能力，這種接頭的有點(diǎn)是彈性較好。

2.承接式接頭

其接頭位于軌枕之上，由一根或兩根軌枕承墊。在鋼軌接頭之下有一根軌枕承接的叫單枕承接式接頭，如下圖所示。在列車通過時(shí)，傳到軌枕上的壓力，有先有后，當(dāng)車輪壓在一側(cè)軌頭時(shí)，軌頭與其下部軌枕一側(cè)發(fā)生彈性沉陷，而另一側(cè)軌頭與軌枕之間出現(xiàn)空隙，使軌枕搖動(dòng)，軌枕失去穩(wěn)定性。

有兩根軌枕承接在接頭之下的叫雙枕承墊式接頭，如下圖所示。兩根軌枕分別承墊在兩個(gè)軌頭之下，軌枕之間要有20-30mm的間隙，使軌頭有自由撓曲的可能，并具有彈性。為使軌枕間距不變可夾入木片，用螺栓固定，可以避免單枕承墊的缺點(diǎn)。

雙枕承墊式接頭與懸接式接頭比較，優(yōu)點(diǎn)是承墊式接頭魚尾板受力輕，因軌枕支持軌頭，接頭處所發(fā)生撓曲較小，缺點(diǎn)是接頭較強(qiáng)，搗固作業(yè)困難。

懸接式接頭與雙枕承墊式比較，那種優(yōu)越，還沒有定論。我國準(zhǔn)軌和窄軌鐵道采用懸接式接頭。

按兩股鋼軌上的相互位置分1.相對(duì)式接頭

也稱對(duì)接，即兩股鋼軌接頭左右相對(duì)，如下圖所示。

2.相互式接頭

又稱錯(cuò)接，即一般鋼軌接頭與另一股鋼軌中點(diǎn)相對(duì)。如下圖所示。

兩種接頭對(duì)比，其相互式接頭的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）沖擊力分散，道床維修工作量少。

（2）兩股鋼軌間斷在不同地方，易于保持曲線的圓順。

相對(duì)式接頭的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）在列車通過接頭時(shí)，兩股鋼軌的沖擊作用用時(shí)發(fā)生，因此沖擊次數(shù)比錯(cuò)接（相互式）少一半。

（2）在對(duì)接的情況下，所發(fā)生的沖擊作用是平衡的，易于保持水平，而在錯(cuò)接的情況下，所發(fā)生的沖擊是時(shí)左時(shí)右不平衡的。不易保持水平。

（3）對(duì)接鋼軌可采用機(jī)械成節(jié)鋪設(shè)，錯(cuò)接鋼軌只能逐根鋪設(shè)。

礦井窄軌鐵道曲線采取錯(cuò)接，直線采取對(duì)接。使用抱枕式人車的斜井鐵道就應(yīng)該采取錯(cuò)接。1

理論分析根據(jù)鋼軌接頭結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行理論分析計(jì)算，接頭上一枚螺栓產(chǎn)生的夾板和鋼軌間的摩擦阻力與它承受的拉力近似相等，螺帽擰得越緊，螺栓受的拉力越大，則接頭阻力越大。中國軌道采用的是高強(qiáng)度螺栓，通過應(yīng)用測(cè)力扳手測(cè)定螺帽的扭力矩大小來反映螺帽的擰緊程度，從而確定接頭阻力的大小。扭力矩與螺栓拉力的關(guān)系可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示：

式中，T為擰緊螺帽時(shí)的扭力矩（N·m）；K為扭矩系數(shù)，K=018~0.24；P為螺栓拉力（kN），D為螺栓直徑（mm）。

列車通過鋼軌接頭時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)使扭力矩下降，接頭阻力降低。據(jù)測(cè)定，其阻力可下降到靜力測(cè)定值的40%~50%。所以，在長(zhǎng)期運(yùn)營過程中，定期檢測(cè)接頭螺栓扭力矩，并重新擰緊螺帽，保持一定的接頭阻力，是一項(xiàng)十分重要的措施。2