鐵路小半徑曲線病害成因分析與整治

魏曉鵬

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展也有了進(jìn)展。交通事業(yè)的不斷發(fā)展促進(jìn)了鐵路行業(yè)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的人選擇鐵路出行，因此鐵路運(yùn)行的安全至關(guān)重要。與直線地段相比，小半徑曲線地段受到了推擠和沖擊，導(dǎo)致小半徑曲線線路經(jīng)常出現(xiàn)病害。對(duì)此，應(yīng)加強(qiáng)鐵路小半徑曲線線路的養(yǎng)護(hù)維修，保證鐵路的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，保證人們的生命安全。

關(guān)鍵詞：鐵路小半徑曲線;病害成因分析;整治

引言

列車(chē)的運(yùn)行方向是由鐵路軌道來(lái)引導(dǎo)的，列車(chē)在正常運(yùn)行的時(shí)候，由于本身的慣性作用是不能自己實(shí)現(xiàn)方向轉(zhuǎn)變的。但是在列車(chē)處于鐵路曲線路段的時(shí)候，由于急速行駛的列車(chē)被迫要依據(jù)軌道線路前進(jìn)，必然會(huì)使得列車(chē)車(chē)輪對(duì)鋼軌造成極大的沖擊與磨損。所以，鐵路線路的曲線路段比直線路段發(fā)生病害的幾率與種類(lèi)要更多一些。

1鐵路小半徑曲線軌道的受力情況

據(jù)分析，當(dāng)鐵路軌道因受力而出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，極易導(dǎo)致鐵軌出現(xiàn)非正常磨損情況，進(jìn)而演變?yōu)樾“霃角€軌道問(wèn)題，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)對(duì)鐵軌的正常壽命造成影響。根據(jù)鐵軌的受力方向測(cè)試得知，車(chē)輛與列車(chē)在鐵軌上行駛時(shí)，鐵軌需要承受三個(gè)方向的力，這些力分別沿水平橫向、水平縱向和豎直方向施加在鐵軌上。由于力的平衡關(guān)系，使車(chē)輛在鐵軌上行駛時(shí)可以保證安全，但如果某一方向上的力產(chǎn)生變化，車(chē)輛的整體平衡會(huì)被打破，使車(chē)輛的行駛軌道發(fā)生改變，進(jìn)而威脅車(chē)輛的行駛安全。還有，行駛的列車(chē)也會(huì)對(duì)軌道施加壓力，假如某一位置出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)因壓力的突然增大而導(dǎo)致變形，從而演變?yōu)楦鼑?yán)重的問(wèn)題。

2鐵路小半徑曲線病害的類(lèi)型

2.1路基病害

路基病害可分為兩大類(lèi)：第一，出于線路封閉的需要新頂進(jìn)的立交，或?qū)扔芯€路改造而在該地段新修的橋梁，在橋臺(tái)后背的路橋結(jié)合處，無(wú)法使用機(jī)械工程設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)，導(dǎo)致路基較為松軟。長(zhǎng)此以往，路橋結(jié)合處的承載能力逐步下降，鐵路下沉，嚴(yán)重影響鐵軌的軌向、水平和高低，路線整治較困難。第二，列車(chē)自身軸重大、運(yùn)行速度高，無(wú)形之中增加了路基表面靜壓力，地下水位會(huì)持續(xù)上升。與此同時(shí)，也會(huì)對(duì)枕下道砟產(chǎn)生較大的破壞力和碾壓力，致使道砟之間摩擦力增大，棱角磨圓，產(chǎn)生大量粉末，進(jìn)而影響路基的穩(wěn)定性能。另外，大部分重載列車(chē)運(yùn)載散裝貨物，在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)輛封閉不嚴(yán)導(dǎo)致大量煤渣散落，散落煤渣和道砟粉末直接填充了道砟空隙。在這種情況下，道床排水功能受到嚴(yán)重影響，道床、基床翻漿冒泥，極易改變鐵軌線路的幾何尺寸。

2.2鋼軌病害

鋼軌病害可分為三大類(lèi)：一是波磨病害。軌道在使用過(guò)程中，很容易因磨損、消耗而產(chǎn)生規(guī)律性的不平順，即波磨。鋼軌的屈服強(qiáng)度、軌道彈性等均是導(dǎo)致波磨形成的重要因素，但鋼軌踏面的波浪形壓潰是產(chǎn)生波磨的根本原因。在重載列車(chē)急速運(yùn)行時(shí)，鋼軌發(fā)生波磨的位置更多，且波磨產(chǎn)生速度更快。一旦波磨達(dá)到0.4～1.2mm，將會(huì)使軌道振動(dòng)以及輪軌之間的振動(dòng)大大增加，對(duì)軌道的破壞力度激增，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致線路與機(jī)車(chē)之間的共振反應(yīng)，降低列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性。二是焊縫問(wèn)題。在曲線地段的施工過(guò)程中，需要使用鋁熱焊或氣壓焊焊接成無(wú)縫線路。在具體施工過(guò)程中，由于受到環(huán)境因素、工具因素、工人操作技術(shù)等因素的影響，很容易出現(xiàn)焊縫處錯(cuò)牙或軌面不平順等情況。一旦接頭處軌面不平順，就會(huì)增加列車(chē)車(chē)輪對(duì)軌道的垂直沖擊力，進(jìn)而誘發(fā)動(dòng)力學(xué)超限等問(wèn)題。而作用邊不平順，會(huì)使列車(chē)產(chǎn)生一定的水平加速度，影響旅客的舒適度。三是側(cè)磨損病害。當(dāng)列車(chē)通過(guò)曲線路段時(shí)，由于內(nèi)外側(cè)車(chē)輪運(yùn)行軌跡的長(zhǎng)度不同，外側(cè)車(chē)輪向前滾動(dòng)的同時(shí)還需要緊靠鋼軌進(jìn)行滑動(dòng)，無(wú)形中加大了外側(cè)鋼軌受到的側(cè)磨力。列車(chē)的固定軸距越大、鋼軌硬度越低、曲線半徑越小，鋼軌側(cè)磨損就越嚴(yán)重。在曲線半徑和鋼軌材質(zhì)不變的情況下，列車(chē)的固定軸距直接決定了鋼軌的側(cè)磨發(fā)展速度。

3鐵路小半徑曲線優(yōu)化

3.1加強(qiáng)曲線軌道日常養(yǎng)護(hù)與運(yùn)維檢修

首先，加強(qiáng)鋼軌日常養(yǎng)護(hù)與運(yùn)維檢修的次數(shù)，本著預(yù)防的原則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，不待誤差量發(fā)展變化過(guò)大，造成難以挽回的損失;其次，要通過(guò)動(dòng)態(tài)結(jié)合的檢查方式，對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行綜合分析，然后及時(shí)合理的安排運(yùn)維檢修方式，使得設(shè)備技術(shù)處于有效地運(yùn)作之中。

3.2明確職工病害管理職責(zé)和管理范圍

完成管理任務(wù)的分配，對(duì)特定區(qū)域采取周期性檢查的方式，消除安全隱患問(wèn)題。設(shè)計(jì)師需要根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)行路線以及用途合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，用完善的設(shè)計(jì)方案確保鐵路軌道的安全運(yùn)行。還有，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)不同區(qū)域的氣候進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，提高設(shè)計(jì)精度。鐵路建設(shè)完工以后，進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)工作。對(duì)于某些磨損嚴(yán)重的區(qū)域，需要及時(shí)進(jìn)行零部件的更換，以提高鐵路軌道的安全使用系數(shù)。

3.3對(duì)小半徑曲線技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化

為了避免曲線病害情況的發(fā)生，還應(yīng)采取合理的措施對(duì)小半徑曲線技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化。一般情況下，可以采用2種方法，一種是增加軌距桿，另一種是采用軌距桿，并結(jié)合支撐的方法。在強(qiáng)化過(guò)程中，應(yīng)充分考慮具體的情況，可以采用淬火軌和Ⅲ型軌枕，并將其合理地鋪設(shè)在小半徑曲線上。為了減少鋼軌的側(cè)磨，還可以采用涂油的方式，這樣可以延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命。涂油的方式主要包括車(chē)載涂油器和地面涂油漆2種，涂油時(shí)，應(yīng)選擇合適的涂油方式。另外，為了避免波磨情況的發(fā)生，還應(yīng)加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)，做好搗固工作，并對(duì)接頭病害進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)道床進(jìn)行清篩，采用坡形膠墊進(jìn)行合理的鋪設(shè)。

3.4對(duì)重點(diǎn)病害進(jìn)行整治

在小半徑曲線段，列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)軌距病害，對(duì)此，應(yīng)采用合理的措施整治，比如可以使用軌距擋板和坡形膠墊。使用軌距擋板對(duì)側(cè)磨進(jìn)行整治時(shí)，應(yīng)隨著側(cè)磨的變化對(duì)軌距擋板進(jìn)行調(diào)整，這在一定程度上增加了工作人員的工作量及工作成本。同時(shí)，列車(chē)在小半徑曲線段經(jīng)常出現(xiàn)鋼軌支嘴病害，對(duì)此可以采用接頭夾板里外口互換方法，這種方法可以有效解決鋼軌支嘴病害。

3.5重點(diǎn)整治

加大對(duì)小半徑曲線病害的整治與管理力度，增加日常檢查次數(shù)，加強(qiáng)對(duì)曲線軌道的檢查與養(yǎng)護(hù)。軌距病害問(wèn)題是小半徑曲線較為普遍的問(wèn)題。若軌距不易調(diào)整，可使用特質(zhì)軌距擋板和加寬尼龍座。加強(qiáng)鋼軌支嘴的病害管理工作，合理調(diào)整軌縫，預(yù)防接頭頂死。強(qiáng)化小半徑曲線的細(xì)節(jié)管理工作，增設(shè)軌撐，通過(guò)支撐與軌距桿配合的方式強(qiáng)化支撐;使床道保持良好的排水性能以及彈性程度，結(jié)合線路橫移和曲線半徑，合理增加曲線外側(cè)碴肩寬度;及時(shí)整修坍塌的鋼軌接頭，及時(shí)打磨波形磨耗、馬鞍形磨耗等，使用油漆涂抹側(cè)面磨耗;使用高強(qiáng)絕緣螺栓作絕緣接頭，將扭力矩保持在700N·m左右;及時(shí)解決三角坑、空吊板等問(wèn)題，加強(qiáng)搗固，填滿(mǎn)、夯實(shí)碴道。有條件的情況下，可在小半徑曲線處更換耐磨淬火軌。

結(jié)語(yǔ)

鐵軌的安全不僅影響著鐵路的正常運(yùn)行，也直接關(guān)系著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。由于曲線部位直接影響著鐵軌的質(zhì)量，所有我們要更加重視鐵路小半徑曲線路線的維修與養(yǎng)護(hù)。本文對(duì)小半徑曲線常見(jiàn)病害種類(lèi)、成因及整治措施進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，希望為我國(guó)鐵路的小半徑曲線路線的維修與養(yǎng)護(hù)提供借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 馬坤全，張陽(yáng)，郭玉坤.小半徑曲線段鐵路槽型梁力學(xué)性能及計(jì)算模型研究[J].橋梁建設(shè)，2017（6）：33-38.

[2]? 李怡然，丁軍君，王軍平，等.小半徑曲線鋼軌型面優(yōu)化對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響研究[J].機(jī)車(chē)電傳動(dòng)，2019（2）：66-70.

（作者單位：中國(guó)鐵路烏魯木齊局集團(tuán)有限公司阿克蘇工務(wù)段）