鐵路線路小半徑曲線病害成因及其整治對(duì)策探析

袁立昌

（大秦鐵路股份有限公司秦皇島西工務(wù)段，河北秦皇島066000）

鐵路線路小半徑曲線病害成因及其整治對(duì)策探析

袁立昌

（大秦鐵路股份有限公司秦皇島西工務(wù)段，河北秦皇島066000）

在鐵路運(yùn)行過(guò)程中，小半徑曲線地段經(jīng)常出現(xiàn)病害。對(duì)此，應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施分析其病害出現(xiàn)的原因，以此加強(qiáng)鐵路曲線養(yǎng)護(hù)管理，促進(jìn)鐵路穩(wěn)定運(yùn)行。

鐵路線路；小半徑曲線；病害成因；整治對(duì)策

近年來(lái)，我國(guó)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。

1 曲線軌道的受力分析

鋼軌受力是引起小半徑曲線病害主要原因之一，所以應(yīng)進(jìn)行曲線軌道的受力分析。在曲線地段，列車運(yùn)行產(chǎn)生的力較為復(fù)雜，一般情況下，列車作用于鋼軌上的力主要包括水平縱向、豎值方向和水平橫向3種。

1.1 作用于鋼軌上豎直方向分力的構(gòu)成

列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的靜壓力，這種靜壓力主要是指作用于鋼軌上車輪的車輛質(zhì)量，我們將其稱為“軸重”。隨著我國(guó)鐵路的不斷發(fā)展，軸重會(huì)逐漸增加，所以必須增加鋼軌質(zhì)量，以此加強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步滿足軌道運(yùn)行要求。在不平順地段，列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的附加力，軌道不平順主要分為2種，即長(zhǎng)不平順和短不平順，其中，導(dǎo)致軌道長(zhǎng)不平順的因素有很多種，包括枕木腐朽、軌道彈性不均勻等；短不平順主要與2方面的因素有關(guān)，分別為鋼軌波浪形磨耗和車輪空轉(zhuǎn)。

1.2 作用于鋼軌上橫向水平力的構(gòu)成

橫向水平力主要指的是2種力，一種是指在曲線地段，作用于鋼軌上的附加橫向力；另一種是列車運(yùn)行過(guò)程中，車輪對(duì)鋼軌的側(cè)壓力。上述力主要由2種力組成，分別為輪緣對(duì)軌頭的壓力、車輪和鋼軌之間產(chǎn)生的摩擦力。曲線地段的橫向水平力比直線地段的橫向水平力大，一般情況下，橫向水平力會(huì)隨著曲線半徑的減小而增大。影響橫向力大小的因素有很多種，包括行車速度、外輪超高以及曲線半徑等。

1.3 縱向水平力

軌道爬行和溫度是引起縱向水平力的主要原因，其中，軌道爬行是由于鋼軌出現(xiàn)蛇形起伏產(chǎn)生的，例如鋼軌和軌枕之間連接得不夠牢固，容易使鋼軌出現(xiàn)縱向移動(dòng)。實(shí)質(zhì)上，基礎(chǔ)剛度是軌道爬行的決定性因素，軌道爬行會(huì)隨著剛度的增大而增大。

2 曲線病害產(chǎn)生的原因及危害

上述各種力會(huì)對(duì)小半徑曲線產(chǎn)生一定影響，會(huì)引起相關(guān)設(shè)備發(fā)生變化，列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一系列病害。

2.1 主要病害

在各種力的影響下，小半徑曲線產(chǎn)生的病害主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：①鋼軌傷損病害。鋼軌傷損病害是較為突出的一種傷損類型，具體表現(xiàn)為鋼軌側(cè)磨、接頭傷損等。②軌道幾何尺寸易超限。相比于其他線路，小半徑曲線更容易出現(xiàn)幾何尺寸超出規(guī)定的情況，特別是軌距擴(kuò)大的情況，發(fā)生得較為普遍。③連接零件問(wèn)題。在小半徑曲線段上，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊力和橫向力，這2種力導(dǎo)致連接零件松動(dòng)，當(dāng)這2種力達(dá)到一定程度后，就會(huì)引起一系列病害，包括混凝土枕連接螺栓失效、尼龍座擠碎及軌枕?yè)跫缙茡p等。

2.2 成因分析

在小半徑曲線段，鋼軌磨耗是一種常見(jiàn)病害，這種病害形成的原因有很多種，主要有：①線路的先天不足。在小半徑曲線段，列車行駛過(guò)程中，車輪踏面和鋼軌面接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生一定的滑動(dòng)，這樣在一定程度上降低了列車行駛速度；與此同時(shí)，小半徑曲線段受各種力的影響，這樣就會(huì)導(dǎo)致鋼軌側(cè)磨損傷。②運(yùn)量的增加。隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，運(yùn)量逐漸增加，在一定程度上加大了對(duì)鋼軌的沖擊。③超高偏大。若超高偏大，列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)向心力，而且在這種力的影響下，車輪會(huì)對(duì)鋼軌撞擊摩擦，增加鋼軌磨耗。④超高偏小。若超高偏小，列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)離心力，在這種力的影響下，車輪會(huì)對(duì)上股鋼軌撞擊摩擦，進(jìn)而形成上股鋼軌側(cè)磨。⑤偏載。在曲線段，車輪踏面與鋼軌頂面受超高的影響，導(dǎo)致其不能全面接觸，這樣就造成車體荷載不能均勻分布，進(jìn)而導(dǎo)致偏載的形成，出現(xiàn)磨耗。

3 曲線病害的整治方法

3.1 對(duì)小半徑曲線各部尺寸進(jìn)行調(diào)整

對(duì)于小半徑曲線，應(yīng)采取合理的措施，對(duì)其漫坑進(jìn)行整治，同時(shí)對(duì)于出現(xiàn)的小坑及低接頭，也應(yīng)及時(shí)處理。應(yīng)重點(diǎn)調(diào)整超高，對(duì)容易出現(xiàn)損傷的曲線段，應(yīng)根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)速。同時(shí)，還應(yīng)不斷調(diào)整易發(fā)生變化的小半徑曲線軌距。另外，在小半徑曲線段養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)超高、軌距等進(jìn)行檢查，保證其符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 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)。

3.3 對(duì)重點(diǎn)病害進(jìn)行整治

在小半徑曲線段，列車運(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。

4 總結(jié)

總之，隨著我國(guó)交通行業(yè)的不斷發(fā)展，列車運(yùn)行速度越來(lái)越快，且越來(lái)越趨于穩(wěn)定。但是在列車實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，與直線段相比，小半徑曲線段在各種因素的影響下更容易發(fā)生各種病害，這對(duì)列車的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重的威脅。對(duì)此，應(yīng)采取合理的措施對(duì)其進(jìn)行整治，以此保證列車在小半徑曲線段運(yùn)行的安全，促進(jìn)我國(guó)鐵路交通的不斷發(fā)展。

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〔編輯：劉曉芳〕

U216.41

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.19.096

2095－6835（2017）19－0096－02