包西線桐木石隧道整體道床線路病害分析

李繼祖

摘 要：隨著無碴軌道技術(shù)在客貨共線鐵路中廣泛運(yùn)用，整體道床出現(xiàn)的線路病害及維修問題也越來越引起重視。本文結(jié)合包西線桐木石整體道床彈條大量折斷的情況，分析其產(chǎn)生的原因，為設(shè)備養(yǎng)護(hù)單位提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：整體道床 線路病害 科學(xué)養(yǎng)護(hù)

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0062-02

整體道床具備整體性好、穩(wěn)定、耐久、軌道維修量少等優(yōu)點(diǎn)，近年來在我國客貨共線鐵路建設(shè)中得到了廣泛的使用，但在現(xiàn)實(shí)養(yǎng)護(hù)中往往由于施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)技術(shù)方面的原因，時常出現(xiàn)諸如桐木石隧道彈條折斷多發(fā)的病害。因此必須重視對整體道床后期養(yǎng)護(hù)工作，本文以包西線桐木石整體道床折斷多發(fā)病害為例，探討其病害產(chǎn)生的原因、并提出了病害的相關(guān)整治措施。

1 設(shè)備概況

包西線桐木石隧道2010年12月開通，隧道里程為K713+303～K721+585，總長8.282km，為雙線客貨共線長大隧道；其中K713+303～K719+928為直線地段，K719+928～K721+585為曲線地段，曲線半徑2800m，曲線全長為1854.598m。旅客列車運(yùn)行設(shè)計速度200km/h，道床為無砟整體道床，采用現(xiàn)澆C40鋼筋混凝土，道床寬2.8m，厚300mm，每6.25m設(shè)一道橫向伸縮縫，軌枕采用SK-1型雙塊式軌枕，每公里鋪設(shè)1600根，采用WJ-7型彈條。

2 線路病害情況

2010年至今桐木石隧道共更換彈條約11000余個。特別是自2014年起，桐木石隧道彈條折斷情況明顯增加，且每年5～10月份為彈條折斷的高發(fā)期。2017年至今，共計更換彈條4465個；經(jīng)統(tǒng)計施工單位鋪設(shè)彈條占折斷彈條數(shù)量的95%以上，下行線折斷數(shù)量約占70%左右，上行線折斷數(shù)量約占30%左右。且折斷位置多集中于彈條與鐵墊板的接觸點(diǎn)處和彈條中肢斷裂，如圖1所示。

3 原因分析

3.1 道床原因分析

桐木石隧道K715+400～K715+800、K716+700～K717+800、K718+100～K718+500整體道床存在不同程度的滲水、冒泥等病害造成軌道板不均勻下沉，道床板之間剛度不同，在列車通過時彈條受力不均造成折斷，在下行線（重車方向）表現(xiàn)尤為明顯。且該隧道為長大隧道通風(fēng)不良，長期滲水造成隧道內(nèi)濕度過大，經(jīng)對大量折斷彈條的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)折斷彈條均存在不同程度的銹蝕，故可以判定整體道床滲水、冒泥是引發(fā)彈條折斷的原因之一。

3.2 彈條質(zhì)量分析

為確定桐木石隧道所鋪設(shè)的彈條質(zhì)量是否合格，我們向鐵道科學(xué)院寄送了桐木石隧道內(nèi)40根開線前施工單位鋪設(shè)的未斷裂的彈條和15根不同斷裂位置的彈條經(jīng)行彈條質(zhì)量科學(xué)檢測。在40根未斷裂彈條中，直線段和曲線段內(nèi)外口用彈條各10根用的彈條。鐵道科學(xué)院分別在曲線左股里口、曲線右股外口、直線左股外口和直線右股里口各隨機(jī)抽取1根彈條按照《高速鐵路扣件 第4部分：WJ-7型扣件》（TB3395.4-2015）進(jìn)行硬度、脫碳層深度和金相組織的檢測，同時用金相顯微鏡觀測表面裂紋，鑒定結(jié)果顯示彈條質(zhì)量符合技術(shù)要求，故排除彈條質(zhì)量是其折斷的原因。

3.3 鋼軌狀態(tài)分析

鋼軌的狀態(tài)對彈條受力有不可忽視的作用，特別是鋼軌出現(xiàn)波磨后軌道平順性受到極大影響，彈條承受的沖擊力將大幅增加。為此對桐木石隧道內(nèi)鋼軌狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)查，鋼軌光帶均勻，無波磨（0.01mm塞尺測量）、肥邊、側(cè)磨，鋼軌狀態(tài)良好，故排除鋼軌狀態(tài)對彈條折斷的影響。

3.4 WJ-7型扣件組狀態(tài)分析

WJ-7型扣件組由T型螺栓、螺母、平墊圈、彈條、絕緣塊、鐵墊板、軌下墊板、絕緣緩沖墊板、重型彈簧墊圈、平墊塊、錨固螺栓和預(yù)埋套管組成，此外為了鋼軌調(diào)高的需要，還包括軌下調(diào)高墊板和鐵墊板下調(diào)高墊板。為此我們對整個桐木石隧道中的WJ-7型扣件組狀態(tài)進(jìn)行了檢查，特別對起緩沖作用的軌下橡膠墊板、絕緣緩沖墊板進(jìn)行了逐一檢查，發(fā)現(xiàn)膠墊變形或壓潰的只有17處，而其他的組件均為發(fā)現(xiàn)大數(shù)量的傷損。對比已經(jīng)更換彈條11000余根的數(shù)量，可以判定軌下橡膠墊板、絕緣緩沖墊板等WJ-7型扣件組件狀態(tài)不良對彈條折斷的影響微乎其微。

3.5 通過總重分析

截止2016年末該隧道上行通過總重為250.518Mt，下行通過總重為120.378Mt，均未達(dá)到線路大中修通過總重，故可以排除通過總重對彈條的影響。

3.6 維修養(yǎng)護(hù)分析

通過細(xì)致檢查發(fā)現(xiàn)部分桐木石隧道內(nèi)WJ-7型扣件絕緣軌距塊有約3～4mm深的壓痕，隨機(jī)檢測K720、K721公里100根彈條的扭矩，經(jīng)統(tǒng)計平均扭矩達(dá)185N·m，最大扭矩為250N·m，最小扭矩為120N·m，這與WJ-7型彈條規(guī)定的扭矩100N·m-140N·m相差甚遠(yuǎn)。彈條扭矩過大，會造成彈條、膠墊彈性形變受限，彈條內(nèi)應(yīng)力過大，外加列車通過時的沖擊力，造成彈條折斷。

4 分析結(jié)果驗(yàn)證

鑒于以上分析，2017年8月對桐木石隧道下行K718公里彈條扭力進(jìn)行了重新調(diào)整，將扭力范圍嚴(yán)格控制在120～140N·m，經(jīng)過3個多月的觀測統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)短的彈條折損數(shù)量較以往下降了約90%，故可以驗(yàn)證扭力過大是桐木石隧道彈條折斷的主要原因。

5 分析結(jié)論

綜上分析造成桐木石隧道整體道床WJ-7 型彈條大量折斷的原因主因是彈條使用時的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)，扭矩過大嚴(yán)重影響彈條正常形變，造成彈條內(nèi)應(yīng)力過大。次因是道床冒泥導(dǎo)致因道床間剛度不均勻致使彈條受力不均，同時該隧道為長大隧道，隧道內(nèi)空氣流通不暢且長年滲水，環(huán)境潮濕，加快彈條銹蝕，銹蝕部分因應(yīng)力集中導(dǎo)致折斷。

6 結(jié)語

隨著無碴軌道技術(shù)在客貨共線鐵路中廣泛運(yùn)用，以普速有碴軌道的養(yǎng)護(hù)法式來養(yǎng)護(hù)無碴軌道就會產(chǎn)生諸多問題，這就要求工務(wù)部門在新型設(shè)備投入使用時必須掌握新設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)養(yǎng)護(hù)才能有效提高設(shè)備保安能力，同時減輕工作量降低養(yǎng)護(hù)成本，起到事倍功半的效果。

參考文獻(xiàn)

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