淺析鐵路線路小半徑曲線的病害成因及整治方法

劉長青

大秦鐵路股份有限公司秦皇島西工務(wù)段

摘要：本文簡要介紹了曲線的病害成因及其危害，并通過分析形成了曲線病害整治方法，同時對曲線線路地段的周期性檢查及日常養(yǎng)護(hù)進(jìn)行了概括，并提出建議。

關(guān)鍵詞：小半徑曲線線路；病害；整治；養(yǎng)護(hù)

本文以大秦鐵路為研究對象，鐵路線路的線路狀態(tài)由于受到包括機(jī)車、車輛等的不間斷沖撞、推擠和碾壓，致使其線路狀態(tài)處在不停的變化之中。在所有的線路設(shè)備中，小半徑曲線地段線路設(shè)備受到走行機(jī)車、車輛的沖撞力、推擠力、碾壓力尤為突出，以至其線路幾何尺寸及鋼軌磨耗的變化較大且快，時常演變成綜合性病害。因此，小半徑曲線地段線路設(shè)備的病害整治與養(yǎng)護(hù)有著顯而易見的重要性，其不僅關(guān)乎設(shè)備維修投入，而且關(guān)系著行車安全。

1 曲線的病害成因及其危害

1.1 曲線病害產(chǎn)生的原因

小半徑地段曲線線路的病害產(chǎn)生往往在于多種因素的共同影響，下面從五個方面對曲線病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。

（1）線路設(shè)備先天不足

線路設(shè)備先天不足是造成鋼軌磨耗的最關(guān)鍵因素。當(dāng)機(jī)車、車輛走行經(jīng)小半徑曲線地段，其車輪的踏面與軌道線路的鋼軌面發(fā)生滑動，在受到相同牽引力的作用下，與直線地段相比，列車行駛速度大大降低，從而引起機(jī)車、車輛與軌道線路部件雙雙受到不同程度的損壞，尤其是造成鋼軌磨耗，降低鋼軌使用壽命。

（2）線路承重量明顯增加

隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，快速重載越來越順應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而隨著運(yùn)送重量的增加，線路鋼軌所受到的破壞程度也逐漸加強(qiáng)。在機(jī)車、車輛車輪的快速碾壓、撞擊下，加之其他因素作用等，造成線路鋼軌的頭部內(nèi)側(cè)接觸面發(fā)生剝離現(xiàn)象，同時其側(cè)面的磨耗也逐漸形成，病害一旦生成，其在小半徑曲線線路地段的發(fā)展速度尤其快。

（3）曲線超高設(shè)置不合理

曲線線路地段的超高設(shè)置理論上是由列車的實(shí)際速度以及該地段的列車數(shù)量確定的。但是隨著運(yùn)量以及車速的逐年增加，導(dǎo)致超高的設(shè)置變得十分困難，致使實(shí)際線路存在很大的不合理性以及不確定性；

首先，是超高偏大，機(jī)車車輛的車輪在向心力的作用下，對下股鋼軌不斷地造成摩擦以及撞擊，逐漸造成鋼軌波磨病害；

其次，是超高偏小，機(jī)車車輛的車輪在離心力的作用下，對上股鋼軌不斷地造成摩擦以及撞擊，逐漸造成鋼軌波磨病害。

（4）軌枕預(yù)留軌底坡的不合理性

現(xiàn)行鐵路線路軌枕的預(yù)留軌底坡是 1/40，這一參數(shù)是相對于直線地段，而曲線地段也一般使用這一參數(shù)，由于曲線地段有超高的設(shè)置，導(dǎo)致機(jī)車、車輛的車輪踏面與鋼軌頂面出現(xiàn)不完全接觸，導(dǎo)致車體荷載出現(xiàn)集中作用力，并且形成偏載，逐漸對鋼軌頭部內(nèi)側(cè)面形成破壞性傷損，形成鋼軌磨耗。

（5）其他因素

這里說的其他因素包括：機(jī)車車輛的車輪踏面對鋼軌形成的沖擊性摩擦、車體與車體之間連接不牢、車體與輪對之間連接不牢等因素都會影響列車在運(yùn)行中的平穩(wěn)性，增加列車的晃動，在一定程度上造成鋼軌側(cè)磨的形成。

1.2 小曲線線路地段主要病害

小曲線線路地段的主要病害，也是常見病害，主要表現(xiàn)為三種形式，如表1所示。

表1 小曲線線路地段常見病害

常見病害種類 具體表現(xiàn) 突出病害

鋼軌傷損病害： 鋼軌側(cè)磨；

鋼軌波磨；

接頭傷損； 鋼軌側(cè)磨；

線路幾何尺寸易超限 曲線軌距；

曲線高低；

曲線超高；

曲線正矢； 伴隨鋼軌側(cè)磨生成的曲線軌距擴(kuò)大

連接零件松動、破損 接頭螺栓折斷；

夾板折斷；

軌距桿折斷；

木枕線路道釘浮離；

混凝土枕線路連接螺栓失效；

軌撐壓裂；

軌枕擋肩破損； 接頭螺栓折斷；

夾板折斷；

2 曲線病害整治方法

2.1 合理調(diào)整小半徑曲線線路的幾何尺寸

小半徑曲線地段的線路比較容易出現(xiàn)小坑、漫坑、低接頭等幾何尺寸超臨修病害，并且若不加以及時整治，就會發(fā)展成綜合性病害。所以，針對以上情況提出幾條建議：

（1）相關(guān)部門要做好小半徑曲線線路地段的測速工作，以便夏季對該地段綜合維修的過程中進(jìn)行超高調(diào)整。

（2）結(jié)合動態(tài)、靜態(tài)檢測，密切關(guān)注線路幾何尺寸變化，并做好軌距、水平的經(jīng)常性調(diào)整工作。

（3）在曲線正矢的養(yǎng)護(hù)與撥正中，通過增加副矢點(diǎn)保持小半徑曲線地段的曲線圓順度。具體方法就是在10m的間距中間增設(shè)一個副矢點(diǎn)，檢測弦線不變?nèi)訛?0m，那么，圓曲線的正矢扔為圓曲線計劃正矢，緩和曲線的正矢就是兩個相鄰矢點(diǎn)之和的二分之一。

（4）日常的曲線養(yǎng)護(hù)工作中注重緩和曲線的養(yǎng)護(hù)。其中，關(guān)鍵所在是檢查緩和曲線的軌距、水平、正矢等檢查要素是否合乎標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，為了便于檢查這些檢查要素，以及這些檢查要素值的確定，我們使用6.25m的間距來標(biāo)記曲線線路的超高以及軌距加寬值，那么相應(yīng)的在實(shí)際檢查中我們也就按照6.25m的間距來進(jìn)行檢查。

2.2 著重整治小半徑曲線線路軌距病害

小半徑曲線線路軌距病害是其地段發(fā)生的最普遍也是最主要的病害。整治辦法就是利用加寬尼龍座、坡形膠墊、可調(diào)軌撐、軌距擋板等配件的使用來進(jìn)行整治。需要特別指出的就是軌距擋板和可調(diào)軌撐的使用。我們根據(jù)曲線地段線路鋼軌測磨、線路軌距的不同選擇特制 6 號或10 號擋板來改正軌距，效果較好，但是弊端在于需要不停的進(jìn)行更換，造成工作量及成本都較高；我們根據(jù)曲線地段線路的軌距、鋼軌橫向抵抗力要求選擇可調(diào)軌撐來進(jìn)行整治加強(qiáng)，效果良好，但是弊端在于高凍害地段不宜使用，這樣反而降低了鋼軌的橫向抵抗力。

2.3著重整治小半徑曲線鋼軌支嘴病害

小半徑曲線鋼軌支嘴病害是其地段發(fā)生的常見病害，按照實(shí)際情況來看，鋼軌型號越小發(fā)生支嘴病害越嚴(yán)重，也就是說P50 鋼軌地段比P60 鋼軌地段頻發(fā)。整治辦法分為兩種，一種針對普通鋼軌支嘴病害，采用調(diào)整軌縫、互換里外口接頭夾板的辦法；另一種是針對頑固鋼軌支嘴病害，采用加設(shè)曲線穩(wěn)定樁的辦法。

3 曲線線路地段的周期性檢查及日常養(yǎng)護(hù)

上文中已提到曲線地段線路，尤其小半斤曲線地段線路，是線路的薄弱地段，產(chǎn)生的病害較多，不僅關(guān)乎設(shè)備維修投入，而且關(guān)系著行車安全。因此，對曲線地段線路進(jìn)行周期性檢查，是掌握線路設(shè)備狀態(tài)情況的關(guān)鍵所在。只有通過檢查，我們才能根據(jù)該地段的設(shè)備變化情況，合理安排維修養(yǎng)護(hù)工作。我們要知道曲線養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)就是曲線地段線路的幾何尺寸達(dá)到要求、曲線地段線路設(shè)備滿足正常使用要求，因此我們制定動靜態(tài)結(jié)合的方式對曲線地段線路進(jìn)行周期性檢查，動態(tài)檢查包括：軌道檢查（軌檢車）檢查、車載式線路檢查儀（機(jī)車車載）檢查、人工添乘檢查等檢查方式；靜態(tài)檢查包括綜合檢查、重點(diǎn)檢查和巡視檢查三種方式；要求正線曲線線路，每月綜合檢查2次，當(dāng)月有軌道檢查（軌檢車）檢查時綜合檢查可減少1次；對于線路病害嚴(yán)重的地段，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加檢查次數(shù)。

對于養(yǎng)護(hù)，我們通過動靜態(tài)結(jié)合的檢查方式，依據(jù)檢查結(jié)果，合理利用時間安排維修養(yǎng)護(hù)。此外，我們還應(yīng)發(fā)揮能動性，通過分析研究曲線線路的設(shè)備周期維修情況、運(yùn)量增長情況、橫縱斷面情況等來摸索曲線地段線路的病害發(fā)展規(guī)律，進(jìn)行質(zhì)量管理。

4 結(jié)語

曲線線路的優(yōu)良與否直接決定著軌道線路的優(yōu)劣，因此做好曲線地段的養(yǎng)護(hù)工作有著不可言喻的重要性。無論是從周期性檢查、日常保養(yǎng)、臨時補(bǔ)修，還是從設(shè)備投入、技術(shù)管理等方面，我們都不可以掉以輕心。做好曲線狀態(tài)穩(wěn)定，保障運(yùn)輸安全與經(jīng)濟(jì)效益，才是我們工作的目標(biāo)。

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