礦區(qū)鐵路小半徑曲線病害及整治措施探究

趙建坤

摘要：曲線地段相比直線地段更易產(chǎn)生各種病害，因此提高曲線的維修質(zhì)量，增強(qiáng)曲線這一鐵路線路上的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)提高線路整體質(zhì)量、保證行車安全有著重要的意義。由于歷史的原因，礦區(qū)內(nèi)鐵路線路小半徑曲線較多，給鐵路行車帶來(lái)了一些安全隱患。文章在科學(xué)分析礦區(qū)鐵路小半徑曲線病害成因的基礎(chǔ)上，制定了相應(yīng)病害的養(yǎng)護(hù)維修方法，并在加強(qiáng)軌道建設(shè)等方面進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：鐵路；小半徑曲線；病害；整治

列車的運(yùn)行方向的由軌道來(lái)引導(dǎo)，車體在運(yùn)行時(shí)由于慣性的作用是不會(huì)改變方向的。但是在曲線地段，車體被迫跟著軌道不斷的轉(zhuǎn)變運(yùn)行方向。這樣勢(shì)必形成車輪沖擊鋼軌，導(dǎo)致軌道變形，發(fā)生方向不良，而車輪與鋼軌的沖擊又造成了鋼軌的磨耗。曲線地段相比直線地段更易產(chǎn)生各種病害，因此提高曲線的維修質(zhì)量，增強(qiáng)曲線這一鐵路線路上的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)提高線路整體質(zhì)量、保證行車安全有著重要的意義。由于歷史的原因，礦區(qū)內(nèi)鐵路線路小半徑曲線較多，給鐵路行車帶來(lái)了一些安全隱患。尤其是隨著礦區(qū)運(yùn)量的提升，小半徑曲線穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)日漸顯露：曲線方向不良、磨耗超限、線路橫移、軌距變大、正矢超限等曲線常見病害時(shí)有發(fā)生，夏季還容易發(fā)生脹軌跑道等嚴(yán)重問(wèn)題，既給線路養(yǎng)護(hù)維修增加了很大的工作量，也降低了線路的通行能力。為徹底根治小半徑曲線上的一些常見病害，將多次實(shí)地調(diào)研總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)和整治措施與養(yǎng)路工區(qū)進(jìn)行探討交流，取得一定成果。

1小半徑曲線常見病害

小半徑曲線病害的產(chǎn)生與鋼軌受力有著直接關(guān)系。當(dāng)列車在曲線地段運(yùn)行時(shí)，所產(chǎn)生的力是非常復(fù)雜的。通過(guò)對(duì)列車作用于鋼軌上的力的分析，可以將其分為3個(gè)方向，即豎直方向、水平橫向以及水平縱向。因此，小半徑曲線在以上3個(gè)方向力的相互作用下，導(dǎo)致鋼軌、線路幾何尺寸、軌枕和道床等產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累積，各種變形進(jìn)一步擴(kuò)大，線路的各種病害就會(huì)逐步顯現(xiàn)出來(lái)，從而對(duì)鐵路安全運(yùn)輸造成隱患。

1.1曲線鋼軌磨耗

小半徑曲線鋼軌磨耗往往是在多種因素的復(fù)合作用下形成的，造成曲線鋼軌磨耗的原因主要有：（1）鋼軌本身質(zhì)量不過(guò)關(guān)。（2）曲線不圓順、方向不良，使列車通過(guò)時(shí)產(chǎn)生左右搖晃；緩和曲線超高的遞減距離不夠，引起列車在緩和曲線運(yùn)行時(shí)發(fā)生震動(dòng)、搖晃和沖擊。（3）超高偏大，車輪在重力作用下撞擊摩擦曲線下股鋼軌，從而逐漸形成下股鋼軌磨耗。（4）超高偏小，車輪在離心力作用下撞擊摩擦曲線上股鋼軌，逐漸形成上股鋼軌磨耗。（5）軌距超限，使車輪與鋼軌的接觸不好，增加行車阻力與搖晃。（6）緩和曲線超高的順坡距離不夠，引起列車在通過(guò)緩和曲線時(shí)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，加速搖晃和沖擊，造成鋼軌非正常磨耗。（7）軌底坡不正確，使鋼軌頂面與車輪踏面不相吻合，鋼軌頂面受偏壓，這些都會(huì)使鋼軌加速磨耗。

1.2曲線方向不良

曲線方向不良是多種因素綜合作用的結(jié)果，主要因素有：（1）曲線正矢、水平、高低跟隨路基施工質(zhì)量以及后期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等原因造成路基的下沉發(fā)生變化。（2）在日常工作中，為了減少撥道量而長(zhǎng)期憑經(jīng)驗(yàn)撥道、用眼睛看估撥、采用簡(jiǎn)易撥道法撥道，都會(huì)使誤差積累。（3）養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí)、方法不合適。在撥正曲線時(shí)，單純撥道而不結(jié)合水平高低的整治同時(shí)進(jìn)行；鋼軌有硬彎、接頭錯(cuò)牙、軌底坡不一致等病害沒有及時(shí)整治；撥道、清篩、搗固作業(yè)后，道砟回填、安裝防爬器不及時(shí).不調(diào)查軌縫就直接撥道，撥正時(shí)強(qiáng)壓使軌縫頂瞎后發(fā)生彈性恢復(fù)；搗固不均勻等都會(huì)引起曲線方向不良。（4）木枕腐朽不能持釘、混凝土枕扣件扭矩不足，防爬器、軌距桿不足或失效都能使曲線方向發(fā)生變化。

1.3鋼軌接頭“史嘴”

鋼軌接頭“支嘴”是指曲線上的鋼軌接頭離開應(yīng)有的圓弧位置，向曲線外側(cè)支出。曲線上接頭支嘴是由于鋼軌彈性和硬彎引起的。這類病害多發(fā)生在小半徑曲線上，特別是相對(duì)式接頭的曲線上。

1.4曲線“鵝頭”

曲線兩端“鵝頭”是曲線的兩端向外側(cè)凸出，越出直線方向，偏離應(yīng)有的平面位置，形成狀似鵝頭的小反向曲線。其產(chǎn)生的原因一是經(jīng)常盲目進(jìn)行局部正失調(diào)整，把正失趕到一起而產(chǎn)生“鵝頭”。二是為了撥道時(shí)省工省力，長(zhǎng)期向上挑，隨意減小曲線半徑，將正失集中到直緩、緩直點(diǎn)附近而產(chǎn)生“鵝頭”。在小半徑曲線上，列車進(jìn)入曲線頭尾的沖擊力度大、道床橫向阻力不足也能產(chǎn)生“鵝頭”。

2礦區(qū)鐵路小半徑曲線病害的整治對(duì)策

依據(jù)查閱相關(guān)資料與多次的現(xiàn)場(chǎng)論證，引起曲線鋼軌磨耗和方向不良以及其他病害的主要因素是小半徑曲線地段的橫向水平力，而曲線鋼軌的空間位置決定了橫向水平力的大小。所以在整治小半徑曲線病害時(shí)，零敲碎打的辦法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須采取綜合整治的辦法，徹底做一遍計(jì)劃綜合維修。

2.1曲線鋼軌磨耗的整治措施

曲線鋼軌磨耗的整治措施主要有：（1）每年根據(jù)全年列車平均速度，檢算設(shè)計(jì)超高，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)外軌側(cè)磨和內(nèi)軌壓潰情況及時(shí)調(diào)整曲線超高。（2）采用“中央法”撥道控制曲線首尾連接平順。（3）加強(qiáng)鋼軌硬彎矯直、更換失效聯(lián)結(jié)零件等方法進(jìn)行綜合使用。（4）利用“地錨法”來(lái)張拉外界力以有效緩解橫向水平作用力。（5）定期檢查并修正曲線圓順度，從預(yù)防的觀點(diǎn)出發(fā)，治小治早。（6）定期對(duì)曲線上股鋼軌側(cè)面涂油，減少鋼軌側(cè)面磨耗。

2.2曲線方向不良的整治措施：

曲線鋼軌磨耗的整治措施主要有：（1）合理設(shè)置軌距加寬與外軌超高。（2）定期打磨曲線鋼軌肥邊，矯正硬彎鋼軌，保持曲線圓滑、平順。（3）有計(jì)劃地更換失效軌枕、清篩板結(jié)道床、補(bǔ)充道碴、整修路基、疏通排水，保證路基的穩(wěn)定。（4）定期起道、搗固，消滅空吊板、保證曲線幾何狀態(tài)良好。（5）及時(shí)更換失效軌枕。

2.3曲線接頭“支嘴”的整治措施

曲線接頭“支嘴”的整治措施主要有：（1）禁止在鋼軌接頭處用起道機(jī)撥道，防止鋼軌向外支出或產(chǎn)生硬彎。（2）加寬上股道床，填滿并夯實(shí)軌枕盒內(nèi)道砟，并在支嘴前后的軌枕盒的兩股鋼軌底下設(shè)置防爬支撐，以增強(qiáng)曲線的穩(wěn)定性。（3）在支嘴處安裝地錨，通過(guò)軌距桿防止軌道的橫向移動(dòng)。調(diào)換接頭里外口夾板的方法進(jìn)行整治。（4）將鋼軌接頭“支嘴”處里外口夾板互換，通過(guò)彎曲變形的夾板給“支嘴”一個(gè)回收的力來(lái)抵消“支嘴”現(xiàn)象。

2.4曲線“鵝頭”的整治措施：

消除曲線“鵝頭”的病害，可以采用下列方法：（1）通過(guò)撥好曲線兩端的直線方向，目測(cè)撥道壓除“鵝頭”，然后再進(jìn)行正矢測(cè)量并計(jì)算撥道。（2）按規(guī)定計(jì)劃緩和曲線的正失，將直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)固定在正確位置來(lái)消除“鵝頭”。（3）撥道時(shí)從曲線兩端向中間撥，杜絕將誤差聚到曲線一端產(chǎn)生“鵝頭”。

3關(guān)于小半徑曲線養(yǎng)護(hù)的思考

3.1強(qiáng)化維修質(zhì)量

日常維修中，為保證小半徑曲線狀態(tài)良好，總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)：（1）在合理設(shè)置正矢的前提下，堅(jiān)持每月安排一次小曲線正矢的全面檢查，用10米長(zhǎng)弦線全面檢測(cè)正矢，每次檢查必須做到大小樁全部檢查，并做好記錄。為曲線正矢整正提供可靠參考。（2）加強(qiáng)曲線鋼軌狀態(tài)檢查和監(jiān)控，按《鐵路線路修理規(guī)則》規(guī)定及時(shí)進(jìn)行更換重傷鋼軌。（3）合理設(shè)置曲線超高順坡，在整個(gè)緩和曲線內(nèi)順完。（4）對(duì)半徑小于300米的曲線加裝地錨拉桿，防止線路的橫移。（5）及時(shí)補(bǔ)充和更換聯(lián)接零件，發(fā)現(xiàn)扣件、腳墊、螺栓等零件損壞或缺失，立即進(jìn)行更換、補(bǔ)充。（6）冬季、夏季加強(qiáng)曲線鋼軌接頭軌縫的檢查，及時(shí)調(diào)整軌縫，防止軌縫過(guò)大造成螺栓拉斷、鋼軌掉塊或瞎縫造成脹軌跑道、線路橫移等病害的發(fā)生。（7）冬季根據(jù)線路凍害情況及時(shí)加裝凍害墊板。（8）春融季節(jié)及時(shí)撤出凍害墊板并進(jìn)行搗固。

3.2建立小半徑曲線的技術(shù)臺(tái)賬

（1）建立曲線技術(shù)臺(tái)賬和正矢檢查記錄，可以探索出曲線病害產(chǎn)生的原因與發(fā)展規(guī)律，結(jié)合日常檢查情況，根據(jù)每一條曲線病害發(fā)展規(guī)律，在曲線狀態(tài)惡化前進(jìn)行有計(jì)劃的預(yù)防性維修，降低維修工作量、提高線路設(shè)備完好率。（2）定期測(cè)量鋼軌磨耗并做好記錄，分析鋼軌磨耗原因，制定有針對(duì)性的防范措施。