鐵路小半徑曲線鋼軌病害成因及整治研究

滿常春

摘要：眾所周知，在行駛車輛下方的鐵路的連續(xù)滾動和沖擊使得線路通常不處于恒定狀態(tài)，特別是在半徑曲線的較小部分，并且由行駛車輛帶來的滾動功率是最大的。我們的生產(chǎn)線設(shè)備磨損嚴(yán)重，如果鐵路小半徑曲線不能科學(xué)修復(fù)，將嚴(yán)重影響行車安全。

關(guān)鍵詞：鐵路;小半徑曲線;鋼軌病害

1 鐵路線路小半徑曲線常見病害

小半徑曲線的缺陷與鋼軌上的應(yīng)力有直接關(guān)系。當(dāng)火車在彎道部分行駛時，作用力非常復(fù)雜。導(dǎo)軌上的力有垂直、水平和縱向這三種，其共同作用下，較小的半徑曲線將導(dǎo)致軌道，線的幾何尺寸，軌枕和軌道床的變化。鐵路小半徑曲線的常見病如下：

1.1 曲線鋼軌磨耗

小半徑彎曲軌道的磨損往往是在多種因素的作用下形成的，主要原因有以下幾點。第一，鋼軌本身質(zhì)量不過關(guān);第二，彎道不平整，方向不好，導(dǎo)致列車經(jīng)過時左右搖晃。過渡曲線的超高程和縮小距離不足，導(dǎo)致過渡曲線運(yùn)行時列車產(chǎn)生振動。第三，車輪在重力作用下撞擊摩擦曲線的下軌，逐漸形成下軌的磨損。第四，超高過小，車輪在離心力作用下撞擊摩擦曲線的上軌，逐漸形成上軌的磨損。第五，限位器超限使車輪與軌道接觸不良，增加了行駛阻力和晃動。第六，鋼軌底部的坡度不正確，會導(dǎo)致鋼軌頂部與車輪踏面不一致，鋼軌頂部的偏差會加速鋼軌的磨損。

1.2 曲線方向不良

首先，曲線的正矢量，水平，高度遵循路基的施工質(zhì)量，后期的維護(hù)不及時等原因?qū)е侣坊某两蛋l(fā)生變化。其次，在日常工作中，為減少換道量，長期體驗換道，眼睛看到并估計換道，采用簡單的換道方法。第三，維護(hù)不及時，方法不合適。設(shè)置曲線時，必須在不增加水平的情況下同時設(shè)置軌跡。導(dǎo)軌彎曲硬，接頭錯位，導(dǎo)軌底面傾斜不一致，其他疾病不能及時處理。放好軌道，進(jìn)行清洗和夯實操作后，對壓載物進(jìn)行回填，未及時安裝防爬裝置。軌道是直接放出的，無需檢查導(dǎo)軌接頭，放開時的強(qiáng)壓力會導(dǎo)致導(dǎo)軌接頭頂部盲后的彈性回復(fù)。第四，腐爛的木質(zhì)枕木不能釘住釘子，混凝土枕木緊固件的扭矩不足，防爬裝置和量規(guī)桿的不足或無效都會改變彎曲的方向。

1.3 鋼軌接頭“支嘴”

軌道接頭“噴嘴”是指曲線上的軌道接頭離開弧形位置并延伸到曲線的外部。彎道上的接頭噴嘴是由軌道的彈性和硬彎曲引起的。這種病多發(fā)生在半徑較小的彎道上，尤其是在相對關(guān)節(jié)的彎道上。

1.4 曲線“鵝頭”

曲線兩端的“鵝頭”是一條小的反向曲線，從曲線的兩端向外突出，超出了直線方向，并偏離了適當(dāng)?shù)钠矫嫖恢?，形成了鵝頭狀的形狀。原因如下：首先，通過盲目調(diào)節(jié)局部正負(fù)，將正負(fù)合在一起產(chǎn)生鵝頭。其次，生產(chǎn)鵝頭的目的是節(jié)省換道時的勞力和精力，并且可以長期拾起并隨意減小彎道。半徑上，正損失集中在筆直，緩慢和筆直的點附近，以產(chǎn)生“鵝頭”。在半徑較小的彎道上，當(dāng)進(jìn)入彎道末端的列車的沖擊力較大且軌道床的側(cè)向阻力不足時，也會產(chǎn)生“鵝頭”。

2 曲線病害的整治辦法

2.1 調(diào)整好小半徑曲線各部尺寸

有計劃地控制小半徑曲線內(nèi)的覆蓋，并及時消除小凹坑和低縫。小半徑曲線的軌距容易改變，需要不斷調(diào)整。在曲線對齊過程中，添加子矢量點的方法對曲線圓度的控制效果更好。具體方法是在現(xiàn)有10m間距的中間添加一個點輔助向量，該正向量是過渡曲線上兩個相鄰正向量點，圓曲線上計劃的正向量之和的一半，再進(jìn)行檢測工具仍然是20m的弦。

在曲線維護(hù)中，必須注意過渡曲線的維護(hù)。超高，軌距和矢狀面下降量是否符合標(biāo)準(zhǔn)是維持過渡曲線的關(guān)鍵。為了便于檢查和確定緩和曲線上的超高，規(guī)范加寬，坡度和三角形凹坑，緩和曲線導(dǎo)軌上的超高和規(guī)范加寬值的標(biāo)記間距可以更改為6.25m。在檢查過程中，可根據(jù)超高和軌距加寬標(biāo)記點放置軌道尺，并在線路檢查記錄簿的“水平”欄中標(biāo)記斜線，并填寫斜線。實際檢查超高值，并在斜線下方填寫理論值。

2.2 強(qiáng)化小半徑曲線技術(shù)細(xì)節(jié)

加強(qiáng)小半徑曲線技術(shù)的發(fā)展方向是在曲線上鋪設(shè)淬火軌，Ⅲ型軌枕和相應(yīng)的緊固件。硬化的鋼軌具有很高的耐磨性和足夠的硬度。第三種類型的軌枕和相應(yīng)的緊固件被替換為那些軌枕的外肩在彎道上嚴(yán)重擠壓，并且出現(xiàn)了更多的動，靜態(tài)檢查缺陷。堅持軌道上油。在國內(nèi)外已經(jīng)有成熟的經(jīng)驗，可以通過在彎道上涂上導(dǎo)軌側(cè)油來降低導(dǎo)軌的磨損，特別是側(cè)面磨損。在我國，小半徑曲線可以在上油后將鐵軌的使用壽命延長1/3或更長。有兩種方法可以上油。一個被稱為安裝在火車上的車載加油器，另一個在地面上。加強(qiáng)導(dǎo)軌的維護(hù)。鐵路經(jīng)過一定的運(yùn)輸量后，鐵路的上表面可能會出現(xiàn)兩種疾?。阂环N是定期的周期性疾病，稱為波磨擦，簡稱波磨。另一種是不規(guī)則的非周期性疾病，例如刮擦，龜裂，剝落，壓碎，接頭塌陷等。通常，使用大功率導(dǎo)軌磨削鏈來有效消除波紋。為了延遲波紋的產(chǎn)生或發(fā)展，對軌道表面上的劃痕，低接縫塌陷和鞍座磨損進(jìn)行噴射焊接，以使軌道表面平整。除上述直接措施外，在日常維護(hù)中，還必須加強(qiáng)夯實，消除關(guān)節(jié)病，清潔壓載床并鋪設(shè)坡形橡膠墊，以改善輪軌接觸條件，減少或延遲波紋的發(fā)生。

2.3 需要重點整治“鵝頭”

彎頭鵝頭的發(fā)生是小半徑曲線中最常見的疾病。因此，在對正矢量進(jìn)行全面測量之前，應(yīng)首先設(shè)置曲線兩端的直線方向，采取目視檢查或簡化的計算方法清除鵝頭，然后測量正矢量并計算渠道。對于曲線分流，有必要進(jìn)行準(zhǔn)確的計算和完整的分流，以避免盲目調(diào)整，以減少分流的次數(shù)，并隨意改變計劃矢量的運(yùn)算。因此，我們可以從曲線的兩側(cè)開始，然后慢慢地移動到圓曲線的中點相遇，以減少分流操作過程中的誤差。

2.4 曲線線路地段的周期性檢查

小半徑曲線截面線是該線的薄弱環(huán)節(jié)，它具有很多疾病，不僅與設(shè)備維護(hù)投資有關(guān)，而且與交通安全有關(guān)。因此，定期檢查曲線部分中的生產(chǎn)線是掌握生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵。只有通過檢查，我們才能根據(jù)本節(jié)中設(shè)備的更改合理地安排維護(hù)工作。我們需要知道，曲線維護(hù)的關(guān)鍵是曲線段中的線的幾何尺寸符合要求，曲線段中的線設(shè)備符合正常使用要求。因此，我們開發(fā)了一種動靜結(jié)合的方法來對曲線段中的線進(jìn)行定期檢查。動態(tài)檢查包括：軌道檢查（軌道檢查車輛）檢查，車載線路檢查儀器（機(jī)車車載）檢查和手動添加。

3 結(jié)語

曲線的好與否直接決定著軌跡線的質(zhì)量，因此，做好曲線部分的維護(hù)就顯得尤為重要。無論從定期檢查，日常維護(hù)，臨時維修，設(shè)備投資，技術(shù)管理等各個方面，都不應(yīng)掉以輕心。我們的工作目標(biāo)是保持曲線穩(wěn)定并確保運(yùn)輸安全和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王濤.鐵路小半徑曲線病害的成因及整治[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019，（3）：4047.

[2]王寧.高速鐵路站區(qū)小半徑曲線參數(shù)優(yōu)化研究[D].中國鐵道科學(xué)研究院，2017.

（作者單位：中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司天津工務(wù)段）