1、京沪高铁济南局管段弹条断裂浅析摘 要 京沪高铁开通两年多以来，京沪高铁正线弹条发生过大批量断裂现象，根据弹条断裂情况的统计，从多方面对弹条折断情况进行了调查分析，找出弹条断裂的原因，并提出整治弹条断裂的措施。 关键词 高铁 弹条 断裂 中图分类号： F293 文献标识码： A 1 概述 京沪高铁是中国“四纵四横”客运专线网的其中“一纵” ，也是中国中长期铁路网规划中投资规模大、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、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
2、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 2011 年 8 月 16 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） 。2013 年 5 月 1 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 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。 按分布区段分析。
3、主要分布在我局先导段（下行 K661-K663）40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-K361）301 个占 58.6%。初步结论，弹条伤损分布与运量（通过总重）无关。 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。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。 按线形分析。直
4、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。 按照纵断面条件分析。平坡区段 74 占 14.4%，下坡 440 占85.6%；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。 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
5、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基地段的 6 倍。 按照弹条伤损部位分析。伤损部位均位于 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。 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，占 80%；R55078、R55582
6、 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。 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：15C09-6 占 15.2%，15C10-3U 占15.7%，15C10-CX 占 10.5%，15C10-D4 占 7.2%，15C10-MT 占6.8%，15C11-M7 占 10.1%，15V11 占 7.6%，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。 按照弹条生产地分析。原装进口弹条安装 1880 个，已出现伤损
7、合计 18 个（裂纹） ；其余为国产弹条，合计伤损 224 个（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；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。 按照轨面平直度分析。弹条伤损处所下行 K661-663、K669-671、K676-681、上行 K358-361 轨面平直度平均 0.07mm，最大值0.21（焊缝位置） 。初步结论，弹条伤损与轨
8、面平直度无关。 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 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
9、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。 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。 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，缩短故障处理时间，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。 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，于 2011 年 9 月中旬完成（下行 K676+0-K681+0 因试验对比需要暂时未打磨，201
10、1 年 12 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 K428、K438 和上行K550-551，到目前为止共打磨 83.5km。 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。 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
11、运用好巡检资料指导现场的检查工作，已专门制作了教学录像片 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、轨道板裂纹等病害，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。
