重載鐵路無縫線路穩(wěn)定性分析

摘要：文章根據(jù)不同鐵路會(huì)出現(xiàn)的特殊因素對(duì)無縫線路在穩(wěn)定性這一特性上會(huì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，同時(shí)提出了有關(guān)無縫線路在能夠確保穩(wěn)定性上的措施和方法。通過對(duì)軌道自身的鋪設(shè)、維修、設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)、無縫線路設(shè)備的確認(rèn)、鎖定軌道自身的溫度、對(duì)軌道進(jìn)行大修或者更換長軌條以便于施工等多方面的問題提出要求并實(shí)施具體措施。

關(guān)鍵詞：重載鐵路；無縫線路；穩(wěn)定性；脹軌跑道；鐵路交通 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U213 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.046

在無縫線路中，最為重要的就是鐵路的養(yǎng)護(hù)和管理，特別是在行駛重載鐵路中，無縫線路軌道的結(jié)構(gòu)有一個(gè)突出的問題就是在鐵路的設(shè)計(jì)上限制了鐵道中所用的鋼軌的伸縮度，當(dāng)軌道自身的溫度處在較高的狀態(tài)中，鋼軌的內(nèi)部可能會(huì)出現(xiàn)積存較大的溫度壓力這一問題，這一溫度壓力有可能會(huì)造成軌道出現(xiàn)膨脹彎曲，同時(shí)也會(huì)對(duì)行車安全造成威脅，因此在對(duì)重載鐵路無縫線路的穩(wěn)定性進(jìn)行分析的時(shí)候具有十分重要的意義。

1 無縫線路出現(xiàn)跑道的含義

當(dāng)軌道的結(jié)構(gòu)局部中出現(xiàn)一種爆發(fā)性的破壞，就會(huì)被稱為脹軌跑道，但是本質(zhì)上來講這一破壞就是重載鐵路無縫線路的膨脹和彎曲。這種膨脹和彎曲是由于軌道自身的問題升高而出現(xiàn)的，當(dāng)軌道的溫度高于零應(yīng)力軌道問題的時(shí)候，當(dāng)鋼軌內(nèi)部的溫度高于軌道正常溫度的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生與其相對(duì)應(yīng)的溫度壓力，但是在此時(shí)軌道仍能夠保持自身的初始狀態(tài)，當(dāng)軌道處在這種狀態(tài)中，軌道的自身并不會(huì)出現(xiàn)任何的變形，但是隨著軌道內(nèi)部的溫度處在不斷持續(xù)的升高的狀態(tài)中，那么鋼軌內(nèi)的軌內(nèi)壓力也會(huì)隨之不斷增大，會(huì)導(dǎo)致鋼軌出現(xiàn)變形的狀態(tài)，同時(shí)軌道的結(jié)構(gòu)也會(huì)開始出現(xiàn)微小的橫移，進(jìn)而產(chǎn)生脹軌。當(dāng)軌道的膨脹達(dá)到一個(gè)臨界的狀態(tài)，軌道的溫度繼續(xù)出現(xiàn)升高的狀態(tài)的話，那么在鋼軌內(nèi)最薄弱的位置，就會(huì)出現(xiàn)溫度迅速增大的問題，同時(shí)軌道的框架也會(huì)突然的進(jìn)行膨曲，進(jìn)而導(dǎo)致軌枕裂損。

2 影響無縫線路穩(wěn)定性的因素

影響重載鐵路無縫線路的主要因素包括以下內(nèi)容：軌道自身的溫度升高的數(shù)值、軌道的框架自身所出現(xiàn)的抗彎剛度、軌道的初始不平順、道床中出現(xiàn)橫向的分布阻力。

2.1 溫升幅值

影響無縫線路在穩(wěn)定性上出現(xiàn)問題的最根本的原因是，鋼軌軸向出現(xiàn)溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致了軌道自身的溫度的上升，同時(shí)軌道的壓力也隨之增大，鋼軌在溫度壓力偏高的時(shí)候，無縫線路自身會(huì)十分容易喪失穩(wěn)定性。

2.2 初始不平順

在軌道的各種不同的問題中，影響無縫線路最直接的原因就是軌道自身的初始彎曲，然而軌道的初始彎曲是由軌道的塑性彎曲和軌道的初始彈性彎曲而組成的。

2.3 軌道框架的抗彎剛度

一個(gè)線路的軌道的框架剛度指的是鋼軌和軌枕之間用扣件而聯(lián)結(jié)形成的框架后的整體剛度。

2.4 道床的橫向分布阻力

當(dāng)軌道自身出現(xiàn)巨大的溫度的時(shí)候，在壓力下，軌道框架自身的抗力往往不夠，所以還需要依靠道床自身存在的橫向約束阻力來進(jìn)行相關(guān)的改變。

3 無縫線路在穩(wěn)定性差的解決措施

第一，在對(duì)無縫線路的鐵輪進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先需要根據(jù)不同地區(qū)的溫度以及不同地區(qū)對(duì)于軌道的使用頻率的狀態(tài)來確定出一個(gè)合理的鎖定軌道的溫度。

第二，在對(duì)無縫線路進(jìn)行鋪設(shè)之前，需要盡可能地矯直好長軌條的初始的彎曲狀態(tài)，同時(shí)需要保持整條線路的方向順直；在對(duì)重載鐵路無縫鐵路進(jìn)行相關(guān)的鋪設(shè)時(shí)，需要注意無縫線路自身的鎖定軌溫是否已經(jīng)符合設(shè)計(jì)的要求，如果沒有符合相關(guān)的要求，需要在鋪設(shè)的過程中采取以下措施來進(jìn)行調(diào)整，其中包括邊撥邊鎖、強(qiáng)制性對(duì)軌道進(jìn)行相關(guān)的擠壓和拉伸就位，同時(shí)最為重要的一點(diǎn)就是必須重新對(duì)軌道進(jìn)行一個(gè)應(yīng)力的放散；在無縫軌道進(jìn)行鋪設(shè)之后，需要相關(guān)的工作人員立即做好在軌道位移上的觀測(cè)標(biāo)記以及觀測(cè)縱向的位移，并且相應(yīng)地做好記錄。

第三，加強(qiáng)重載鐵路無縫線路軌道自身的穩(wěn)定性，可以對(duì)軌道加強(qiáng)安裝防爬器、加強(qiáng)拉桿等不同的加強(qiáng)設(shè)備，以便于更好地防止軌道的線路爬行；在軌道的聯(lián)接零件必須全部都處在齊全有效的狀態(tài)中，同時(shí)扣件的扣壓力需要達(dá)到我國國家要求的標(biāo)準(zhǔn)。

第四，當(dāng)施工季節(jié)處在高溫季節(jié)的時(shí)候，減少或者不安排綜合性的維修作業(yè)。如果出現(xiàn)必須對(duì)軌道進(jìn)行一個(gè)綜合維修或者進(jìn)行成段的保養(yǎng)的時(shí)候，應(yīng)該先進(jìn)行一個(gè)有計(jì)劃地放散，然后再一次性進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于這一個(gè)形式的修繕可以采取調(diào)整作業(yè)時(shí)間這一辦法來進(jìn)行

工作。

第五，無縫線路的鎖定軌溫必須掌握準(zhǔn)確，對(duì)于鎖定溫度不明、偏高、不準(zhǔn)、偏低、不勻的軌道線路需要及時(shí)進(jìn)行應(yīng)力放散。在進(jìn)行無縫線路的維修作業(yè)的過程中，必須對(duì)軌道有一個(gè)掌握，其中包括軌溫、觀測(cè)的位移以及對(duì)鎖定軌溫變化的分析，嚴(yán)格依據(jù)軌道作業(yè)的軌溫條件來進(jìn)行，同時(shí)要求工作人員嚴(yán)格執(zhí)行“兩清”（兩清即對(duì)軌道進(jìn)行綜合維修以及軌道的成段保養(yǎng)作業(yè)的半日一清）、“三測(cè)”（三測(cè)就是指在軌道的工作中做到在作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量軌溫）、“四不超”（四不超指的是作業(yè)過程不超溫、扒碴過程不超長、起道的過程需要不超高、撥道的過程不超量），同時(shí)區(qū)間內(nèi)的無縫線路在相鄰的兩單元應(yīng)該在最終進(jìn)行焊接端的前后150m的范圍內(nèi)，按照最不利的軌道溫度進(jìn)行條件作業(yè)。

第六，道床清篩，道床石碴必須充足，作業(yè)必須在無縫線路作業(yè)軌溫要求范圍內(nèi)進(jìn)行，嚴(yán)禁在對(duì)軌道進(jìn)行保養(yǎng)的過程中出現(xiàn)超長作業(yè)的狀況，在進(jìn)行清篩作業(yè)之后必須對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的整理。

第七，軌道大修時(shí)，需要對(duì)軌道中的長軌條進(jìn)行更換，更換后需要按設(shè)計(jì)鎖定軌溫進(jìn)行施工，如果無法滿足軌道溫度在設(shè)計(jì)鎖定上的條件，就應(yīng)該有計(jì)劃地去進(jìn)行軌道應(yīng)力的放散。

第八，當(dāng)脹軌的跑道出現(xiàn)的范圍比較小的時(shí)候，可以迅速向有關(guān)部門進(jìn)行通報(bào)，盡可能快地進(jìn)行相關(guān)問題的維修和養(yǎng)護(hù)，特別是養(yǎng)線路車間以及工務(wù)段。

4 結(jié)語

在行駛重載鐵路的過程中，由于重載鐵路在鐵路中的重要性，所以重載鐵路無縫鐵路自身的穩(wěn)定性在鐵路的應(yīng)用中顯得十分重要。而影響重載鐵路無縫鐵路的原因主要有以下因素：溫度升高的數(shù)值、軌道框架自身所出現(xiàn)的抗彎剛度、軌道的初始不平順和道床中出現(xiàn)的橫向的分布阻力，針對(duì)這些不同的因素可以根據(jù)本文所論述的措施，如：根據(jù)不同的氣溫和使用頻率來對(duì)軌道進(jìn)行設(shè)計(jì)；在軌道鋪設(shè)前后做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作；加強(qiáng)軌道自身的穩(wěn)定性；當(dāng)處在高溫季節(jié)的時(shí)候，減少對(duì)綜合性軌道的維修或者是影響線路穩(wěn)定的作業(yè)進(jìn)行相關(guān)的安排，對(duì)軌道進(jìn)行更換的時(shí)候應(yīng)該有一定的計(jì)劃，來進(jìn)行相關(guān)問題的解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 李秋義.高速鐵路無縫線路動(dòng)力穩(wěn)定性概率分析理論研究[D].中南大學(xué)，2003.

[2] 劉峰.無縫線路穩(wěn)定性有限元分析[D].北京交通大學(xué)，2009.

[3] 柴文博.高速鐵路無縫道岔溫度力及穩(wěn)定性分析[D].蘭州交通大學(xué)，2014.

[4] 劉鶯春，周晶，田英，孫文科.重載鐵路無縫線路穩(wěn)定性分析[J].中國鐵路，2009，（6）.

[5] 陳彥明.重載鐵路無縫線路鋼軌應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D].石家莊鐵道大學(xué)，2013.

作者簡(jiǎn)介：魏朝雄（1985-），男，河北定州人，中國神華神朔鐵路分公司助理工程師，研究方向：鐵路工程。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）