鐵路線路小半徑曲線病害成因及預(yù)防措施

任虎　王琨　楊國(guó)強(qiáng)　袁寶明

摘要：鐵路的正常運(yùn)行和人們的生活息息相關(guān)，只有保證其不出現(xiàn)故障，才能夠使得鐵路線路正常工作，從而不影響人們的正常出行。鐵路的曲線軌道由于受力情況，小半徑曲線生成很大的病害，嚴(yán)重影響了鐵路的正常運(yùn)行。文章對(duì)鐵路的小半徑曲線病害的成因進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：鐵路線路；曲線軌道；小半徑曲線；鐵路病害；預(yù)防措施 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U216 文章編號(hào)：1009-2374（2015）35-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.046

1 鐵路曲線線路

1.1 曲線成因

鐵路線路在列車運(yùn)行的過程中需要承受列車的負(fù)荷，并且起到引導(dǎo)列車前行的作用，因此在理論上既直又平的線路應(yīng)該是最好的。然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)，由于山水、沙漠等自然因素的限制，很難實(shí)現(xiàn)理想中的過分平坦。為了減少施工量、提高施工的質(zhì)量，在鋪設(shè)鐵路的時(shí)候一般都會(huì)隨著地形的條件來進(jìn)行鋪設(shè)，因此形成曲線的鐵路線路在所難免。

1.2 曲線軌道受力

列車在曲線軌道上運(yùn)行時(shí)，軌道受到的力十分復(fù)雜。首先，在軌道上運(yùn)行的列車會(huì)提供給軌道豎直向下的力，這是由于列車的重力提供的壓力。在某些曲線地段，還會(huì)出現(xiàn)由于外軌超高而對(duì)車產(chǎn)生的橫向壓力從而產(chǎn)生的豎直方向的分力的作用；其次，軌道還會(huì)受到橫向的水平力的作用，這些橫向的作用力主要是由車輪對(duì)鐵軌的側(cè)向的壓力以及曲線軌道的附加的橫向力構(gòu)成的。列車在曲線的軌道上進(jìn)行轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，需要外側(cè)軌道、內(nèi)向軌道以及重力的合力水平防線的分力提供向心力。在速度一定的情況下，如果轉(zhuǎn)彎的半徑很大，那么需要的向心力就會(huì)較小，反之則需要較大的向心力。如果軌道受到的壓力過大，超出了軌道所能承受的范圍，就會(huì)使軌道內(nèi)側(cè)或者外側(cè)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)a(chǎn)生脫軌的現(xiàn)象，是十分危險(xiǎn)的。除此之外，軌道還會(huì)受到縱向的水平力的作用，這主要是由于軌道的爬行以及溫度的作用產(chǎn)生的力。在軌道的曲線部分，鋼軌上還具有滑動(dòng)引起的摩擦力。而軌道的爬行主要是指鋼軌會(huì)在列車的作用下產(chǎn)生副作用，在列車制動(dòng)的地方這些現(xiàn)象會(huì)更加明顯。

2 鐵路曲線線路問題

2.1 曲線主要病害

鐵路曲線線路產(chǎn)生的病害主要有：

2.1.1 鋼軌傷損病害。鋼軌的側(cè)向磨損、波磨以及接頭處的損害是最常見的問題，其中側(cè)向磨損是最嚴(yán)重的，直接影響著鐵路的軌道的使用時(shí)限。

2.1.2 軌道幾何尺寸超限。在鐵路的曲線線路上，由于曲線的高低問題以及軌道的間距是很難進(jìn)行改變的，可是在使用的過程中軌道的間距很容易進(jìn)行擴(kuò)大，且隨著列車的運(yùn)行，軌道側(cè)向的磨損，軌道間距會(huì)變得更加明顯，這可能會(huì)使得正在運(yùn)行的火車出現(xiàn)出軌等情況，嚴(yán)重地危害了人們的安全。

2.1.3 聯(lián)接件松動(dòng)。列車后運(yùn)行的過程中，對(duì)鐵軌有著很大的沖擊作用以及橫向力的作用，尤其是在轉(zhuǎn)彎的半徑較小的時(shí)候。當(dāng)鐵軌超過了其承受的能力，線路的夾板以及接頭處的螺栓很容易出現(xiàn)松動(dòng)的情況，軌距桿也可能會(huì)發(fā)生折斷。

2.1.4 出現(xiàn)曲線“鵝頭”。如果曲線附近的直線方向不正確或者撥道的作業(yè)量沒有計(jì)劃準(zhǔn)確等情況，都會(huì)導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生。這種“鵝頭”的出現(xiàn)，在曲線鵝頭的方向上由于線路不圓順會(huì)造成鋼軌的磨損程度更加嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了列車的正常運(yùn)行。

2.1.5 曲線接頭支嘴。這是由于鋼軌的彈性以及鋼軌的硬彎引起的，在小半徑的彎道上，接頭處的危害會(huì)加重曲線的接頭處的支嘴現(xiàn)象。

2.2 曲線病害成因

鐵路線路的小半徑造成的病害的成因是受到多種因素影響的：首先，線路的先天不足是使得鐵軌磨損嚴(yán)重的主要原因。在曲線的線路中，鐵軌的側(cè)向難免會(huì)受到壓力，導(dǎo)致鐵軌的側(cè)面磨損十分嚴(yán)重，影響了鐵軌的使用壽命；其次，我國(guó)目前對(duì)鐵路上的運(yùn)量的增加，使得列車對(duì)鐵軌的沖擊破壞變得更加嚴(yán)重，且近年來列車普遍都進(jìn)行了提速，高速列車使得鋼軌首要的碾壓力更大，從而磨損加劇。并且，鐵軌的超高偏大，會(huì)導(dǎo)致車輪在向心力的作用下對(duì)鐵軌造成嚴(yán)重的摩擦樁基，導(dǎo)致了上股的鋼軌的側(cè)向磨損。而且，在通常情況下軌枕預(yù)留軌底坡是1/40，這在直線軌道中是適用的，可是曲線的地段由于超高的因素會(huì)使得車輪的踏面和鐵軌的頂部難以得到全面的接觸，這就導(dǎo)致鋼軌的內(nèi)頂接觸面受到的壓力過大，形成了偏載，破壞了鋼軌。除此之外，出輪的踏面對(duì)鋼軌的沖擊造成的摩擦以及車體和車體、車體和車輪之間的摩擦都會(huì)造成鐵軌的磨損、接頭處松動(dòng)等區(qū)縣病害，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行一定的預(yù)防措施。

3 曲線病害預(yù)防措施

3.1 曲線地段養(yǎng)護(hù)

首先應(yīng)該對(duì)小半徑曲線鋼軌進(jìn)行定期的撥道，對(duì)鋼軌進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要堅(jiān)持預(yù)防為主的思想來加強(qiáng)列車的安全運(yùn)行，尤其是小半徑的曲線地段。在對(duì)曲線進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過程中，要特別注意緩和的曲線的養(yǎng)護(hù)，超高、軌距以及正矢遞減是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是緩和曲線養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵。除此之外，對(duì)鐵軌的曲線的設(shè)計(jì)要保證參數(shù)能夠符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)路基的問題進(jìn)行整治，防止由于路基的問題導(dǎo)致鐵軌的變形，在鐵軌的首尾處進(jìn)行標(biāo)識(shí)來固定曲線的位置。

3.2 調(diào)整曲線各部尺寸

要定期、有計(jì)劃地對(duì)小半徑的曲線范圍中存在的漫坑現(xiàn)象進(jìn)行整治，對(duì)出現(xiàn)的小坑以及低接頭要及時(shí)消除，每年定期地按照檢修的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋼軌進(jìn)行檢查，對(duì)鋼軌出現(xiàn)損傷的部位進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)速。小半徑曲線的軌道中，軌道間距十分容易出現(xiàn)變化，因此必須要不斷進(jìn)行調(diào)整。

3.3 加強(qiáng)曲線的設(shè)計(jì)

在鐵路的曲線部分，尤其是小半徑的曲線地段，列車通過時(shí)對(duì)鐵軌產(chǎn)生的橫向壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直線鐵軌的地段，因此小半徑曲線部位很容易出現(xiàn)軌道間距擴(kuò)大、軌道的框架橫移等病害。所以在這個(gè)地段可以適當(dāng)?shù)卦黾榆壵淼臄?shù)量，來使得鐵路的軌道水平方向更加穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)上述問題，從而減輕鐵軌受到的橫向水平力的大小。

4 結(jié)語

鐵軌的安全直接影響著鐵路的正常運(yùn)行，鐵路的工作與人們的行程有著密切的關(guān)系，而曲線部位直接影響著鐵軌的質(zhì)量，所以對(duì)鐵路的小半徑曲線線路的維修和養(yǎng)護(hù)越來越引起了相關(guān)部門的重視。本文就是在這樣的背景下，對(duì)鐵路的小半徑曲線能夠產(chǎn)生的病害種類以及產(chǎn)生病害的原因進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，并且針對(duì)這些問題提出了一些預(yù)防的措施。

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作者簡(jiǎn)介：任虎（1988-），男，山東濟(jì)南人，濟(jì)南鐵路局濟(jì)南工務(wù)段助理工程師，研究方向：鐵路維修。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）