鐵路線路曲線病害成因及其整治

劉興未

摘要：曲線是鐵路線路的一個(gè)重要組成部分，也是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，做好曲線的養(yǎng)護(hù)維修，提高曲線質(zhì)量是全面提高線路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的關(guān)鍵工作。鐵路線路由于不間斷地受到機(jī)車、車輛的碾壓和沖擊，所以線路狀態(tài)處在不斷的變化當(dāng)中。曲線地段特別是小半徑曲線地段較直線地段所受到的沖擊、碾壓和推擠更為突出，不但線路狀態(tài)變化較快，而且軌件的磨損也比較嚴(yán)重，因此曲線的養(yǎng)護(hù)維修與病害整治成為線路養(yǎng)護(hù)維修工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：鐵路線路；曲線病害；整治

1 曲線病害防治工作的必要性

如果發(fā)生了曲線方向問題、接頭支嘴以及曲線鋼軌出現(xiàn)了損壞等大量常見的鐵路養(yǎng)路工作當(dāng)中經(jīng)常會(huì)遇到的一種病害，而之所以會(huì)產(chǎn)生此類的病害，究其原因而言，通常是會(huì)受到多重因素影響的，當(dāng)然，由于原因的多樣性，也就決定了對(duì)這些病害的整治同樣應(yīng)當(dāng)從多個(gè)角度入手加以解決，并進(jìn)行全方位的考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃。因此能夠爭(zhēng)取對(duì)曲線病害發(fā)生的原因進(jìn)行分析把握就顯得十分的重要了，將直接的關(guān)系到此類問題解決方法的探尋，并且能否對(duì)原因形成一個(gè)全面客觀地認(rèn)知，將會(huì)直接關(guān)系到對(duì)線路狀態(tài)的維護(hù)，對(duì)于恢復(fù)以及保持鐵路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要性，自不待言，除此以外還能夠降低投入到鐵路的建設(shè)維護(hù)當(dāng)中的人、材、物等等成本消耗，如果不能形成對(duì)曲線病害原因的正確認(rèn)識(shí)，則很有可能會(huì)由于病害的經(jīng)常出現(xiàn)而帶來反復(fù)的整修，從而耗費(fèi)大量的時(shí)間以及物資成本等等，并且即便如此也無法達(dá)到理想的效果。本文將在下文之中對(duì)引發(fā)曲線病害的一些常見誘因進(jìn)行分析，并針對(duì)性的尋找解決問題的出路。

2曲線病害產(chǎn)生的原因

列車的運(yùn)行由軌道來導(dǎo)向，車體在運(yùn)行時(shí)，由于慣性的作用是不會(huì)改變方向的。尤其是在鐵路線路上，而在曲線地段，軌道卻不斷的轉(zhuǎn)變方向，迫使車體也不斷的改變方向。因此，車體運(yùn)行方向和曲線軌道的方向總是相互矛盾著的。曲線地段是鐵路線路上的薄弱環(huán)節(jié)之一，在一般的地形條件下，鐵路曲線約占正線延長(zhǎng)線的30%，提高曲線的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，對(duì)均衡提高線路的質(zhì)量，延長(zhǎng)軌道各部的使用壽命，保證行車安全有著重要的意義。

3曲線病害的分類

曲線病害主要有：方向不良，軌距不符，水平超限，軌底坡不統(tǒng)一，曲線鋼軌側(cè)面磨耗，剝落掉塊和波浪形磨耗。由于在曲線地段車輪對(duì)鋼軌產(chǎn)生的反向力，使曲線地段的線路承受著多方向的作用力。因此線路的曲線地段，特別是小半徑的曲線地段是鐵路三大薄弱環(huán)節(jié)之一，特別值得重點(diǎn)保護(hù)。

4 曲線線路產(chǎn)生的病害及對(duì)行車的影響

4.1 路基病害

（1）既有線改造在改線地段新修的橋梁，或出于線路封閉的需要新頂進(jìn)的立交，由于橋臺(tái)后背的路橋結(jié)合部填土不能用大型機(jī)械碾壓夯實(shí)，路基松軟導(dǎo)致路橋結(jié)合部承載力不足，線路長(zhǎng)期下沉，影響高低、水平、軌向不良且不易整治。（2）列車由于速度高、軸重大，一是對(duì)路基表面靜壓力增大，因地心引力作用地下水上升到路基面。二是對(duì)枕下道碴的碾壓、破壞也較大，導(dǎo)致道碴顆粒相互磨擦產(chǎn)生粉未，棱角磨圓穩(wěn)定性下降。加之重載列車大多是散裝貨物多，車輛封閉不嚴(yán)，大量散裝煤渣散落到線路上，道碴粉未與散落煤渣填滿了道碴間的空隙，阻塞了道床排水，導(dǎo)致基床、道床翻漿冒泥，線路幾何尺寸不易保持。

4.2 鋼軌病害

焊縫不平順。曲線地段需在工地使用氣壓焊或鋁熱焊焊接成無縫線路。由于工地現(xiàn)場(chǎng)焊受人員操作技能、工具、環(huán)境等各方面的影響，不可避免的會(huì)使部分焊接接頭產(chǎn)生軌面不平順和焊縫處錯(cuò)牙。焊縫接頭軌面不平順會(huì)導(dǎo)致車輪對(duì)軌道的垂向沖擊力激增，引起動(dòng)力學(xué)指標(biāo)超限，作用邊的不平順會(huì)使列車產(chǎn)生水平加速度，降底旅客舒適度。（2）波磨病害。波磨是指鋼軌踏面因磨耗而形成的有規(guī)律性的不平順。波磨產(chǎn)生的原因較復(fù)雜，與軌道彈性及鋼軌的屈服強(qiáng)度有關(guān)，但其實(shí)質(zhì)是鋼軌踏面的波浪壓潰。由于高速重載列車的運(yùn)行，鋼軌發(fā)生波磨的速度加快且出現(xiàn)的地點(diǎn)更加普遍，當(dāng)波磨較重波幅達(dá)0.4～1.2mm時(shí)，輪軌之間的作用力和軌道振動(dòng)大大增加，對(duì)軌道的破壞性也迅速增大，甚至引起機(jī)車與線路的共振，嚴(yán)重影響列車高速行駛的平穩(wěn)性。（3）側(cè)磨病害。鋼軌側(cè)磨是由于列車在通過曲線時(shí)，由于內(nèi)外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速存在差異，但不能做相對(duì)差速轉(zhuǎn)動(dòng)，外側(cè)車輪沿外股鋼軌滾動(dòng)的同時(shí)還緊靠外股鋼軌作用邊做滑動(dòng)，導(dǎo)致外股鋼軌產(chǎn)生側(cè)磨。鋼軌材質(zhì)硬度越低、曲線半徑越小、機(jī)車車輛的固定軸距大時(shí)，側(cè)磨發(fā)展的速度就越快。當(dāng)鋼軌材質(zhì)、曲線半徑一定時(shí)，側(cè)磨的發(fā)展主要與機(jī)車車輛的固定軸距有關(guān)。軌面不平，車輪摩擦引起的鋼軌波紋，列車爬坡，車輪空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的鋼軌擦傷。鋼軌側(cè)磨及擦傷導(dǎo)致軌距擴(kuò)大、惡化輪軌關(guān)系，影響列車通過曲線時(shí)的平穩(wěn)性。

5 曲線病害的整治措施

在鐵路曲線地段，列車受離心力的作用容易發(fā)生車體傾斜現(xiàn)象，鋼軌在沖擊力的作用下容易發(fā)生變形。車輪和鋼軌的磨損必然導(dǎo)致列車運(yùn)行的不平穩(wěn)性和降低旅客的舒適感。為此解決這些問題，保證列車安全平穩(wěn)的通過曲線地段，就必須在鐵路曲線的兩側(cè)設(shè)置緩和曲線，設(shè)置合理的外軌超高和加寬軌距，加強(qiáng)線路設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)，保持曲線線性等。

5.1 曲線地段的養(yǎng)護(hù)

對(duì)于鐵路曲線在其運(yùn)行過程中要堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合，修養(yǎng)并重”的基本原則，加強(qiáng)對(duì)線路的養(yǎng)護(hù)，特別是對(duì)線路中小半徑的曲線地段。從設(shè)備上加強(qiáng)對(duì)鐵路曲線的設(shè)計(jì)，保證路基參數(shù)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；整治路基病害，防治路基基礎(chǔ)變化引起的上部建筑的變形；安設(shè)曲線頭尾標(biāo)志固定曲線的位置。

5.2 設(shè)置合理的曲線外軌高度

在鐵路曲線的設(shè)計(jì)時(shí)都采用了三次拋物線，鐵路線路的緩和曲線正矢和外軌超高都呈折線梯形，在曲線的終點(diǎn)處不能滿足圓順過度的要求，因此在進(jìn)行曲線設(shè)置時(shí)要注意以下問題：

第一，在曲線的頭尾位置設(shè)置正確的標(biāo)記，在檢修過程中及時(shí)對(duì)其進(jìn)行校對(duì)，對(duì)產(chǎn)生的異變采用偏角法或者繩正法對(duì)其進(jìn)行校核，以保證曲線的正確位置。

第二，設(shè)置合理的正矢和超高，在緩和曲線始點(diǎn)位置不允許出現(xiàn)負(fù)誤差，在終點(diǎn)處不允許出現(xiàn)正誤差，以緩和三次拋物線在曲線頭尾處離心力的突變。

第三，在緩和曲線始終點(diǎn)到直線部分50m范圍內(nèi)，其軌距設(shè)置在1435±2mm的范圍內(nèi)，以減輕緩和曲線在始終點(diǎn)的附加動(dòng)壓力值。

5.3 加強(qiáng)小半徑處曲線的設(shè)計(jì)

在鐵路曲線，特別是小半徑曲線地段列車通過時(shí)線路所承受的橫向水平力比直線段要大得多，容易引起軌距擴(kuò)大、軌道框架橫移等病害。因此在鐵路的小半徑段可以增加軌枕的數(shù)量，從而提高鐵路軌道水平方向的穩(wěn)定性，并且防止軌距的擴(kuò)大，以減輕列車通過小半徑曲線時(shí)的橫向水平力的數(shù)值。

6 結(jié)語

長(zhǎng)期以來，鐵路線路曲線維修養(yǎng)護(hù)是工務(wù)部門的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，通過認(rèn)真分析病害原因，對(duì)癥下藥，采取抓早、抓小、抓細(xì)的手段對(duì)鐵路曲線實(shí)行綜合養(yǎng)護(hù)，是保持線路質(zhì)量的均衡穩(wěn)定，保證鐵路曲線圓順，提高設(shè)備質(zhì)量，確保行車安全的有效途徑。鐵路曲線病害整治工作任重而道遠(yuǎn)，我們只有不斷提高認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)變觀念，全面提升綜合實(shí)力，在不斷總結(jié)養(yǎng)護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真學(xué)好新技術(shù)、新工藝，使用現(xiàn)代化養(yǎng)護(hù)方法，依靠科學(xué)技術(shù)，把曲線病害控制在最小范圍內(nèi)，促使線路質(zhì)量達(dá)到均衡，延長(zhǎng)使用壽命，提高旅客列車的舒適性，確保鐵路運(yùn)營(yíng)的安全，為鐵路的運(yùn)輸生產(chǎn)作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]蔡芳蘭.淺談鐵路線路病害成因及維護(hù)措施[J].科技風(fēng)，2018.

（作者單位：中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司天津工務(wù)段）