京沪高铁济南局管段弹条断裂浅析(全文)

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京沪高铁济南局管段弹条断裂浅析(全文
A1概述
京沪高铁是中国“四纵四横”客运专线XX的其中“一纵”也是中国《中长期铁路XX规划》中投资规模大、技术水平高的一项工程。是世界上一次建成线路最长标准最高的高速铁路。京沪高铁扣件类型主要有福斯罗300-1A型、福斯罗300-1U型、WJ-7型、Ⅴ型,自高铁开通以来,京沪高铁正线弹条发生弹条大批量断裂现象,针对弹条断裂情况进行分析,找出断裂原因并制定整治措施。
2京沪高铁正线弹条裂损2.1问题概况
2021816日,在京沪高铁下行k661-k663,上行k676-k681发现有弹条断裂情况后,及时组织了全线的弹条专项检查,截止目前,累计检查发现弹条伤损合计558个(其中裂纹456处、折断102处),不含新接管的裂损279个(其中裂纹268个,折断11个)
202151日以来,没有发现新增弹条伤损。2.2弹条伤损原因的初步分析
⑴按行别分析。上行占46.4%下行占53.6%初步结论:弹条伤损分布与行别无关。

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K661-K66340个占7.8%,新接管地段(下行K669-K689主要集中在K676K681未打磨区段)173个占33.7%,以上先导段合计占41.5%;非先导段(上行K358-K361301个占58.6%。初步结论,弹条伤损分布与运量(通过总重)无关。⑶按左右股分布分析。对出现裂、断地段左、右股进行统计,左股258个占50.2%,右股256个占49.8%。初步结论,弹条伤损与股别无关。
⑷按里外口分析。里口198个占38.5%,外口316个占61.5%。初步结论,外口弹条伤损几率是里口弹条的近2倍。⑸按线形分析。直线地段210个占40.9%,缓和曲线地段158个占30.7%,圆曲线地段146个占28.4%。即直线地段与曲线地段出现的弹条伤损数量相当。初步结论,弹条伤损与线形无关。
⑹按照纵断面条件分析。平坡区段7414.4%,下坡44085.6%;竖曲线地段无伤损;变坡点前后100m范围内无伤损。初步结论,弹条伤损分布与竖曲线、变坡点无关,下坡区段分布几率较大。
⑺按照轨道结构分析。弹条断裂均位于CRTSII型轨道板区段,其中桥梁上的II型板地段484个,占94.2%;路基上的II型板地段30个,占5.8%,二者之比为16.2:1。管内II型板铺设长度桥梁地段与路基地段长度之比为2.7:1初步结论,弹条裂损在桥梁地段和路基地段均有发生,但桥梁地段伤损几率是路
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基地段的6倍。
VOSSLOH300-1A型弹条的后肢中间,初期呈环状裂纹,后期垂直断裂。初步结论,弹条后肢中部是应力集中点,是弹条的最薄弱部位。
⑼按照弹条伤损在轨道上的分布特征分析。弹条伤损区段相对集中,一般以30m-130m为一个区段;弹条伤损区段内伤损连续出现,且集中在一股钢轨上(一块II型板的一股有10个承轨台20只弹条)已发现伤损中,R55106裂纹16只,80%R55078R55582分别伤损12只(其中折断4只),占60%初步结论,弹条伤损集中且连续出现,若不能及时发现并更换,极易造成钢轨失去约束、向一侧倾倒,导致脱轨事故。⑽按照伤损弹条的生产批次号分析。此次弹条伤损的批次号总计27种,主要批次所占百分比如下:15C09-615.2%15C10-3U15.7%15C10-CX10.5%15C10-D47.2%15C10-MT6.8%15C11-M710.1%15V117.6%其余各批次裂、断所占比例较小。初步结论,伤损弹条分布与批次号无关。
⑾按照弹条生产地分析。原装进口弹条安装1880个,已出现伤损合计18个(裂纹);其余为国产弹条,合计伤损224(其中折断18个)。管内II型板铺设105660块,国产VOSSLOH300-1A弹条4215500只,伤损概率是53万分之一;
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德国进口弹条的伤损概率是千分之9.6(因进口弹条均安装在已经发现弹条伤损的区段,轨面光带不良)。初步结论,弹条伤损与弹条产地关联度不大,原装进口弹条不能解决京沪高铁的弹条伤损问题。
⑿按照轨面平直度分析。弹条伤损处所下行K661-663K669-671K676-681K358-3610.07mm,最大值0.21(焊缝位置)。初步结论,弹条伤损与轨面平直度无关。
⒀铁科院现场实测数据表明,光带异常区段弹条的垂向振动加速度(过车时)最大值800g,是其他区段的10倍多。按照伤损弹条处所轨面光带情况分析,通过比照光带情况发现出现弹条裂、断现象处所的光带都出现异常情况,光带存在周期性宽窄变化,波长140mm左右,光带最窄15mm,最宽32mm,且光带最窄处轨顶面R300处均存在横向的打磨划痕1-5道,打磨划痕的间距与光带波长一致。
初步结论,弹条伤损分布与轨面上存在的周期性打磨划痕密切相关。
2.3采取的措施
⑴制定制度,加强周期性检查。下发《关于加强京沪高速铁路扣件弹条检查工作的通知》,对发现弹条裂损的地段每周检查一遍,其余地段每月检查一遍。将弹条检查纳入重点检查任务,每天利用天窗点进行平推检查。
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⑵及时更换伤损弹条。进行弹条检查时,规定携带一定数量的弹条和建议工具,发现伤损弹条立即更换。同时对每一个伤损弹条拍照片、贴标签,建立档案。
⑶细化应急抢险预案。一是对可能发生的故障(弹条断裂)做好预想,借鉴外局应急处理经验,科学制定应急抢险预案,短故障处理时间,提高设备故障处理能力。二是开展设备故障应急处理演练,提高干部职工故障应急处理能力。
⑷打磨钢轨。按照基础部的统一安排,对伤损弹条集中的枣庄至徐州东下行线进行钢轨打磨,20219月中旬完成(下K676+0-K681+0因试验对比需要暂时未打磨,202112月与上行K358-K363一起安排了打磨)。根据巡检车检测数据和现场复核结果。确定了新的需打磨区段205km,其中已经出现弹条伤损的集中在下行K428K438和上行K550-551到目前为止共打磨83.5km
⑸配合现场测试试验,探索弹条伤损原因。按照铁道部运输局基础部和京沪公司的统一安排,我局配合铁科院、西南交大等科研机构在下行K676-K681、上行K358进行了大量的现场测试试验。
⑹以铁道部巡检车的检测资料作为辅助手段,进行认真分析,指导确定弹条检查的重点区段。利用巡检车资料分析弹条伤损、光带不良、轨道板裂纹等病害,建立档案,指导现场重点复查。为充分运用好巡检资料指导现场的检查工作,已专门制作了教学
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录像片3集,并专门邀请检测中心专家,组织了专题培训班一期,指导现场技术人员利用巡检车资料分析弹条伤损、光带不良、道板裂纹等病害,建立档案,指导现场重点复查。在一定程度上缓解了人员少、上线检查速度慢等困难。3结语
综合以上情况,京沪高铁济南局管段弹条断裂主要发生在光带异常处所,而光带异常与钢轨打磨车留下的周期性划痕呈密切相关,根据京沪高铁目前的运输实际情况,制定打磨钢轨计划、合理确定打磨方式、优化打磨车砂轮选型及搭配,消除轨面上140mm左右的周期性划痕,是缓解京沪高铁弹条伤损问题的最优解决方案。同时还应加强设备检查,对新增折断弹条立即更换,这样才能保证京沪高铁的安全运行。


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京沪高铁济南局管段弹条断裂浅析(全文)

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