駝峰區(qū)線路線形控制及強(qiáng)化措施探討

張 龍 上海鐵路局阜陽(yáng)工務(wù)段

阜陽(yáng)北站是京九線上最大的編組站，主要承擔(dān)京九線、青阜線、阜淮線、漯阜線等方向的貨物列車編組。隨著路局“一主兩翼”戰(zhàn)略的實(shí)施，阜陽(yáng)北日編解量達(dá)2 萬(wàn)輛。駝峰作為編組站的咽喉，其繁忙程度可想而知。按照設(shè)計(jì)駝峰線路為連續(xù)陡坡，道岔為6 號(hào)對(duì)稱道岔，導(dǎo)曲線半徑R=180 m，道岔間連接曲線夾直線長(zhǎng)度不足6 m，列車溜放時(shí)連續(xù)經(jīng)過(guò)反向“S”曲線，對(duì)線路沖擊非常大。每天除調(diào)車機(jī)交接班半小時(shí)外，不停溜放。在這種運(yùn)量極大、作業(yè)時(shí)間極短作業(yè)條件下，工務(wù)部門養(yǎng)修速度趕不上設(shè)備變化，線路病害日益突出，存在安全隱患?，F(xiàn)就駝峰設(shè)備日常養(yǎng)修過(guò)程中極易出現(xiàn)的幾種慣性問(wèn)題逐一進(jìn)行分析并制定控制措施。

1 駝峰區(qū)豎曲線的線形控制

駝峰是貨物車輛利用陡坡將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，進(jìn)行車輛解編的設(shè)備。列車運(yùn)行順序?yàn)橥扑推?-峰頂平臺(tái)--加速坡--中間坡--道岔區(qū)坡--股道平坡（見圖1）。

相鄰坡度差大，變坡點(diǎn)多，設(shè)置的豎曲線也多，尤其是加速坡咽喉區(qū)的豎曲線幾何形位直接決定整個(gè)編組場(chǎng)的作業(yè)效率，甚至影響行車安全患。豎曲線半徑過(guò)大，車輛溜放速度慢，溜放不到指定位置，影響作業(yè)效率。豎曲線半徑過(guò)小，車輛通過(guò)豎曲線時(shí)，相鄰兩車車鉤產(chǎn)生夾角，形成“咬鉤”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可使車鉤折斷。同時(shí)由于溜放速度過(guò)快，車輛行至編尾鐵鞋制動(dòng)區(qū)時(shí)易爬上鐵鞋，發(fā)生脫線事故。所以駝峰區(qū)線路養(yǎng)修，首先要關(guān)注的問(wèn)題就是豎曲線的變化。

圖1 阜陽(yáng)北站駝峰區(qū)線路坡度示意圖

在日常養(yǎng)護(hù)中，為了限制線路標(biāo)高變化為了控制線路標(biāo)高變化，我們?cè)隈劮逖屎韰^(qū)線路兩側(cè)（變坡點(diǎn)、曲線頭尾、道岔前后）埋設(shè)24 個(gè)控制樁個(gè)觀測(cè)樁樁（見圖2），對(duì)線路縱斷面進(jìn)行控制對(duì)線路縱斷面進(jìn)行觀測(cè)，定期組織水準(zhǔn)測(cè)量，觀測(cè)坡度變化，保證標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 駝峰區(qū)線路控制樁位置布設(shè)圖

當(dāng)發(fā)現(xiàn)軌面標(biāo)高變化大，豎曲線線形難以控制時(shí)，組織進(jìn)行調(diào)坡施工。施工前首先對(duì)線路進(jìn)行坡度精密測(cè)量，每5 m 一個(gè)測(cè)點(diǎn)，得出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際坡度。其次用實(shí)際坡度與設(shè)計(jì)坡度相對(duì)比，參照15 000 m-5 000 m 設(shè)置豎曲線半徑，最后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形條件對(duì)設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行修正，求出起道量，進(jìn)行施工作業(yè)。這里需要注意的是減速器混凝土基礎(chǔ)塊，其特點(diǎn)是重量大易下沉，所以連接減速器兩端的線路起道量不可過(guò)大，否則容易使減速器形成漫洼，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，起道量應(yīng)控制在15 mm 以內(nèi)。

調(diào)坡施工結(jié)束后對(duì)坡度進(jìn)行測(cè)量，觀察調(diào)整效果，對(duì)不理想地段利用停輪修天窗進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整結(jié)束后再次進(jìn)行坡度測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合，針對(duì)個(gè)別不理想地段再次進(jìn)行調(diào)整，這樣周而復(fù)始，直到各項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將控制樁與軌面的高差用油漆印在觀測(cè)樁上，作為控制依據(jù)保存，便于工區(qū)日常養(yǎng)護(hù)過(guò)程中隨時(shí)核對(duì)。這樣駝峰的縱斷面變化基本得到控制，一般情況下能穩(wěn)定8 個(gè)月。

2 駝峰區(qū)曲線的線形控制

阜陽(yáng)北站駝峰區(qū)現(xiàn)有54 條小半徑曲線，受地形條件制約，曲線半徑最小僅為172 m，曲線長(zhǎng)度最短僅為3.75 m，個(gè)別曲線間夾直線不足5 m。車輛溜放時(shí)連續(xù)經(jīng)過(guò)反向曲線，對(duì)線路的橫向沖擊非常大，容易形成曲線上股鋼軌側(cè)磨，下股鋼軌垂磨，膠墊壓潰，枕木失效等結(jié)構(gòu)病害，同時(shí)軌道幾何尺寸變化迅速，難以控制。

為此，我們?cè)隈劮逖屎韰^(qū)設(shè)置曲線線形標(biāo)樁（見圖3），控制小半徑曲線縱橫斷面變化。曲線線形標(biāo)樁利用現(xiàn)有坡度控制樁設(shè)置，這些控制樁既可以測(cè)量軌面與樁頂間的高差，控制線路標(biāo)高，又可以測(cè)量線路鋼軌與樁之間的橫向距離，控制曲線線形。工區(qū)在日常養(yǎng)護(hù)過(guò)程中只要加強(qiáng)橫距的檢查，就可得知曲線的狀態(tài)，從而及時(shí)撥正曲線，穩(wěn)定線路，提高了曲線整正效率。

圖3 駝峰咽喉區(qū)曲線線形標(biāo)樁截面圖

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，駝峰咽喉區(qū)線路曲線上股鋼軌的換軌周期為個(gè)4-6 月，下股鋼軌更換周期為10-12 個(gè)月。為了減緩鋼軌磨耗，延長(zhǎng)鋼軌使用壽命，經(jīng)過(guò)多年現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，采取以下措施，效果比較明顯。

（1）及時(shí)復(fù)擰扣件，鎖定線路。小半徑曲線地段扣件扭力矩不足時(shí)，輪軌關(guān)系由摩擦變化為沖擊震蕩，鋼軌在車輪作用下與枕木、扣件發(fā)生相對(duì)位移，逐步發(fā)展成膠墊壓潰、枕木陷槽、接頭支嘴等病害，軌道幾何尺寸必然難以控制。加強(qiáng)復(fù)擰工作，保證零扣件扭力矩達(dá)標(biāo)，是預(yù)防小半徑曲線結(jié)構(gòu)病害的第一步。

（2）增強(qiáng)曲線地段軌道框架整體強(qiáng)度。在曲線地段枕木間隔處安裝支柱，進(jìn)行連排鎖定；加密軌距桿，使曲線中軌距桿數(shù)量達(dá)到每延長(zhǎng)米一根；將鋼軌換成25 m 長(zhǎng)軌，減少接頭數(shù)量。這樣一來(lái)，曲線的剛度與抗沖擊能力大大增強(qiáng)。

（3）加強(qiáng)檢查，定期撥道。曲線正矢、方向不良會(huì)增加車輪作用于鋼軌上的橫向力，導(dǎo)致鋼軌磨耗加劇，定期利用控制樁檢查線路橫距，發(fā)現(xiàn)橫距變化較大時(shí)及時(shí)撥道，使曲線線形圓順。

（4）重視水平檢查，確保曲線超高遞減平順。由于駝峰調(diào)坡起道是以曲線下股標(biāo)高為準(zhǔn)，加上工區(qū)在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)“重軌距輕水平”，時(shí)間一長(zhǎng)造成曲線超高設(shè)置不足或者超高遞減不順，車輛溜放時(shí)車身不平穩(wěn)，加速了鋼軌的磨耗。

（5）提高標(biāo)準(zhǔn)，綜合養(yǎng)護(hù)。保證線路軌距、水平、方向、高低處于合格的狀態(tài)。從預(yù)防的觀點(diǎn)出發(fā)，治小、治早，不使病害擴(kuò)大，道床臟污時(shí)，及時(shí)進(jìn)行清篩，提高道床彈性，枕木失效時(shí)，及時(shí)更換枕木。

此外，對(duì)于駝峰區(qū)曲線無(wú)緩和曲線且長(zhǎng)度均在20 m 以下，采用“一弦法”進(jìn)行曲線管理，更加直觀、準(zhǔn)確、方便。同時(shí)借助橫距控制樁可以精確定出曲線各點(diǎn)的唯一的位置，對(duì)曲線進(jìn)行精確控制。

3 駝峰線路爬行的防治

列車作用于線路上的縱向力主要有4 種：（1）溫度應(yīng)力，在任何軌道條件下均存在。（2）坡度分力，這是引起長(zhǎng)大坡道上線路爬行的主要因素。（3）牽引力或制動(dòng)力，作用力較大。（4）車輪碾壓作用，車輪使鋼軌出現(xiàn)撓度時(shí)，鋼軌變形不斷向前延伸，鋼軌上受到一個(gè)順向車輛運(yùn)行方向的作用力，推動(dòng)鋼軌向前爬行。駝峰區(qū)線路本身坡度陡峭，又有凹形變坡點(diǎn)、連續(xù)小半徑曲線、小號(hào)碼道岔群、道口、減速器基礎(chǔ)塊等特殊設(shè)備，調(diào)車機(jī)不停的制動(dòng)與牽引，工區(qū)在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中很難控制線路爬行，每年都要耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行道岔拉方。

依照無(wú)縫線路爬行觀測(cè)辦法，我們?cè)隈劮逖屎韰^(qū)設(shè)置了四對(duì)爬行觀測(cè)樁（圖4）每月對(duì)線路爬行進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)比近期觀測(cè)的數(shù)據(jù)不難看出：線路不同程度從峰頂向峰下線路爬行，氣溫越低爬行量越大（表1），爬行量最大處集中在311 號(hào)道岔-319 號(hào)道岔間、315 號(hào)道岔-317 號(hào)道岔間這兩段渡線（表2）。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析：由于電務(wù)減速器基礎(chǔ)塊使用特殊扣件，這種特殊扣件的扣壓力遠(yuǎn)不及Ⅱ型彈條式扣件。而兩處平過(guò)道口下鋪設(shè)的是2.5 m 木枕，使用五孔墊板、道釘，扣壓力可想而知。解決辦法只有一個(gè)，就是在這兩段渡線設(shè)置季節(jié)性短軌，根據(jù)爬行量變化進(jìn)行更換，抑制線路爬行向道岔區(qū)延伸。

圖4 駝峰咽喉區(qū)爬行觀測(cè)樁布設(shè)圖

表1 313# 岔前爬行數(shù)據(jù)對(duì)比

表2 阜北線路車間2012 年10 月份駝峰爬行觀測(cè)記錄

以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，駝峰區(qū)爬行與溫度變化密切相關(guān)，因此在春秋季節(jié)，我們主要通過(guò)以下措施應(yīng)對(duì)線路爬行，效果明顯。

（1）加強(qiáng)道床檢查，及時(shí)補(bǔ)充道砟，夯實(shí)道床，避免鋼軌爬行帶動(dòng)枕木竄動(dòng)。

（2）加強(qiáng)復(fù)擰工作，鎖定線路。彈條式扣件扭力矩要達(dá)到120 N·m 以上，失效扣件及時(shí)更換，不缺少一個(gè)扣件。

（3）安裝防爬支柱，對(duì)線路進(jìn)行連排鎖定，按照單向過(guò)車安裝防爬設(shè)備，提高軌道結(jié)構(gòu)的整體性。

（4）更換季節(jié)軌。根據(jù)爬行觀測(cè)數(shù)據(jù)與氣溫變化，提前更換駝峰咽喉區(qū)311號(hào)道岔、315 號(hào)道岔、317 號(hào)道岔、319 號(hào)道岔岔前渡線鋼軌，有效減少線路爬行對(duì)道岔的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

駝峰區(qū)設(shè)備動(dòng)一處則牽全身，豎曲線、小半徑曲線、線路縱向爬行共同作用，互相促進(jìn)。我們必須摒棄以往重軌面輕結(jié)構(gòu)、養(yǎng)護(hù)只做小撬的習(xí)慣。阜陽(yáng)北站運(yùn)輸繁忙，駝峰區(qū)天窗稀缺，結(jié)合目前嚴(yán)格的天窗修制度，我們只有嚴(yán)格按照：加強(qiáng)日常檢查，堅(jiān)持定期測(cè)量，對(duì)比數(shù)據(jù)科學(xué)分析，制定詳細(xì)整修方案，集中勞力進(jìn)行綜合養(yǎng)護(hù)、重點(diǎn)維修的辦法，才能有效控制設(shè)備狀態(tài)變化，做到治標(biāo)治本。

[1]郝瀛.鐵道工程.中國(guó)鐵道出版社，2006.

[2]姚德新.土木工程測(cè)量學(xué). 中國(guó)鐵道出版社，2003.

[3]鐵路線路修理規(guī)則.中國(guó)鐵道出版社，2010.