淺析重載鐵路線路曲線的常見病害及養(yǎng)護(hù)維修

王悅

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對鐵路運(yùn)輸需求量越來越大，重載鐵路運(yùn)輸由于負(fù)荷較大，任務(wù)較重，在運(yùn)行過程中通常會發(fā)生一些病害而影響重載運(yùn)輸質(zhì)量。論文主要針對重載鐵路線路曲線常見病害及養(yǎng)護(hù)維修措施進(jìn)行探究。

【Abstract】With the continuous development of social economy in China， the demand for railway transportation is increasing. Due to the heavy load and heavy task of heavy load railway transportation， there often occurs some diseases in the process of operation， which affect the quality of heavy load transportation. This paper mainly discusses the common diseases and maintenance measures of curves of heavy load railway line.

【關(guān)鍵詞】重載鐵路;曲線;常見病害;養(yǎng)護(hù)措施

【Keywords】 heavy load railway; curve; common diseases; maintenance measures

【中圖分類號】U216.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）06-0133-02

1 引言

隨著鐵路運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路運(yùn)輸量越來越大，鐵路線路的負(fù)荷也不斷加大，導(dǎo)致我國鐵路線路容易出現(xiàn)軌道尺寸變形和路基變形的問題，鋼軌及其他零部件磨損嚴(yán)重，影響鐵路線路的使用壽命和鐵路的安全運(yùn)輸。因此，必須要加強(qiáng)對重載鐵路線路常見病害的研究，及時維修鐵路破損的區(qū)域并進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，保證鐵路運(yùn)輸能夠順利安全進(jìn)行。

2 重載鐵路線路養(yǎng)護(hù)的必要性

重載鐵路線路主要包括路基、橋隧建筑物、軌道等，是一個整體的工程結(jié)構(gòu)。重載鐵路線路的構(gòu)件之間相互協(xié)調(diào)作用，任何一個構(gòu)件或環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響整體線路的正常運(yùn)行。通常情況下，重載鐵路具有運(yùn)載總量大、運(yùn)行密度大、軸心重量大等特點(diǎn)，在鐵路列車運(yùn)行的過程中，鐵路設(shè)備的質(zhì)量直接關(guān)系著鐵路能否正常穩(wěn)定運(yùn)輸。鐵路運(yùn)輸任務(wù)得以順利完成的前提是要有完備的鐵路線路作為運(yùn)輸基礎(chǔ)，由于重載鐵路列車車輛壓力直接作用于鐵路線路，隨著列車的長期通行，會引起鐵路鋼軌和連接件的逐漸磨損，從而影響軌道和軌枕原有尺寸的變化以及引起道床和路基的變形，導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸存在一定的事故威脅。因此，為了保證列車得以穩(wěn)定安全運(yùn)輸，必須要及時對鐵路線路常見的病害進(jìn)行治理和日常維修，科學(xué)合理地進(jìn)行鐵路線路的養(yǎng)護(hù)，有效延長線路的使用壽命，保障運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃?，提高鐵路運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益[1]。

3 重載鐵路線路曲線常見病害的主要成因

3.1 鋼軌磨損

社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對鐵路運(yùn)輸提出了更高的需求，鐵路運(yùn)輸速度和鐵路運(yùn)輸承載量逐漸增加。從高速鐵路項目不斷建設(shè)以來，我國火車經(jīng)過了多次提速，運(yùn)行速度不斷加快，負(fù)荷載重量也逐漸加大，導(dǎo)致列車與重載鐵路雙軌互相接觸的輪轂之間存在較大的沖擊作用，造成鋼軌的磨損速度大大加快。同時，鐵路線路相關(guān)設(shè)備的發(fā)展和建設(shè)與鐵路提速和鐵路承載量的增加不相匹配，導(dǎo)致軌道并不能夠滿足當(dāng)前運(yùn)載需求，從而引起鋼軌磨損的進(jìn)一步加大。在這種情況下，鐵路的日常養(yǎng)護(hù)和維修存在一定的困難，人力維護(hù)成本增加，維護(hù)頻率加大，影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃訹2]。

3.2 路基病害

在鐵路列車運(yùn)行的過程中，由于車輪會在沿著鋼軌行駛的過程中會對鋼軌產(chǎn)生橫向作用力、豎向作用力以及縱向水平作用力等。這些作用力會使得鋼軌軌道出現(xiàn)一定的位移，例如，縱向作用力會使鋼軌沿著軌枕道床頂面以及軌道框架產(chǎn)生縱向的移動，這種病害稱為鋼軌爬行。鋼軌爬行嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，同時還容易誘發(fā)其他鐵路線路的病害。列車運(yùn)行時的突然制動、鋼軌溫度的改變、鋼軌在動載荷作用下的撓曲、列車運(yùn)行的縱向力以及鋼軌和車輪之間的撞擊都會引起線路爬行，導(dǎo)致路基病害，影響重載鐵路運(yùn)輸效率。

3.3 曲線和道岔影響

鐵路道岔、軌道連接以及曲線線路是重載鐵路三大容易出現(xiàn)鐵路病害的區(qū)域，也是容易引起鐵路運(yùn)行事故的環(huán)節(jié)。對于正在通過鐵路線路曲線的列車來說，火車通常需要進(jìn)行運(yùn)行模式的調(diào)整或者機(jī)車輪的空轉(zhuǎn)，以保障火車能夠平穩(wěn)安全地通過曲線線路，這會造成列車對曲線鐵軌的負(fù)荷差異影響較大，不同區(qū)域所面臨的負(fù)荷不一致，長此以往會引起重載鐵路鋼軌磨損的進(jìn)一步加大，誘發(fā)鋼軌松動或變形事故。此外，鐵路道岔會和很多鋼軌連接頭相連，道岔的主要功能是為鐵路列車提供一個可以實現(xiàn)變動軌道和?？康墓潭▍^(qū)域，通常道岔結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也難以保證道岔受力的均勻性，從而誘發(fā)道岔磨損病害[3]。

4 重載鐵路線路曲線養(yǎng)護(hù)措施

4.1 針對軌道結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)和維修

結(jié)合鐵路線路常見的病害和磨損來看，影響軌道使用壽命的最主要因素是列車載荷對軌道的不均勻的作用力以及長期過大強(qiáng)度的作用力。列車對軌道作用力的大小主要受到鋼軌狀態(tài)、軌枕鋪設(shè)狀態(tài)以及列車載荷等因素的影響，相關(guān)研究表明，載荷對軌道受力變形的影響在一定程度上呈現(xiàn)出線性關(guān)系。軌道的受力變形量隨著軌道載荷量的增大而增大，即軌道變形程度是由載荷量所決定的，要想控制軌道變形程度，必須要加強(qiáng)對載荷量的調(diào)整與控制。根據(jù)線路軌道實際承載能力以及運(yùn)行特點(diǎn)合理配置列車運(yùn)行時間和列車運(yùn)行頻率，優(yōu)化重載鐵路線路列車運(yùn)行結(jié)構(gòu)，以延長重載線路的使用壽命。

鐵路軌枕的承載能力是由軌枕支撐面積大小以及軌枕間距情況所決定的，軌枕間距不影響鋼軌彈性下沉量和彎曲狀態(tài)，但會影響道床應(yīng)力和軌枕壓力，而軌枕支持面會對彈性下沉產(chǎn)生影響。相關(guān)人員需要結(jié)合重載鐵路運(yùn)輸需求合理增加或刪減軌枕數(shù)量，合理設(shè)置軌枕間距與軌枕支撐面面積。道床應(yīng)力和枕上壓力會影響道床的剛性，由于道床剛度變化方向與枕上壓力和道床應(yīng)力的方向一致，所以道床剛性會在很大程度上增加維修工作量。

4.2 加強(qiáng)重載鐵路的差異化管理

由于重載鐵路線路病害所發(fā)生的原因比較復(fù)雜，涉及的環(huán)節(jié)較多，簡單的養(yǎng)護(hù)措施與維修措施難以滿足實際重載鐵路運(yùn)行需求，達(dá)不到有效的整體治理效果。因此，相關(guān)人員需要結(jié)合鐵軌受力需求分析和病害原因分析，進(jìn)行重載鐵路差異化的維修、養(yǎng)護(hù)與治理。比如，對于曲線鐵路和道岔鐵路，可以適當(dāng)改變道床的坡度，并控制火車運(yùn)行的機(jī)制，減少不均勻應(yīng)力的作用。對于鋼軌連接部分來說，通過加大多級鐵軌之間的互相接觸距離使得鋼軌連接部分的受力能夠更加均勻分散，減少鐵路運(yùn)行對鋼軌連接部分的磨損。鐵路養(yǎng)護(hù)與維修人員要嚴(yán)格按照鐵路運(yùn)行規(guī)劃以及運(yùn)行需求，采取多層次、多標(biāo)準(zhǔn)的治理方案，提高鐵路線路的運(yùn)行效率，保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

4.3 常見鐵路軌道病害的養(yǎng)護(hù)與維修

根據(jù)重載鐵路線路經(jīng)常發(fā)生的病害位置以及病害類型進(jìn)行鐵路軌道結(jié)構(gòu)的受力分析，從結(jié)構(gòu)零配件、軌枕間距、道床狀態(tài)、鋼軌狀態(tài)、枕上彈性墊層等多個環(huán)節(jié)開展日常的養(yǎng)護(hù)與維修工作。首先，養(yǎng)護(hù)人員需要對軌道幾何尺寸進(jìn)行校正，有效調(diào)整因長期重載鐵路運(yùn)輸所導(dǎo)致的軌道變形，避免變形對鐵路病害的進(jìn)一步加大，減少重載列車對線路的沖擊和破壞。其次，要保證軌道結(jié)構(gòu)的連結(jié)件處于安全有效的技術(shù)狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，定期對連結(jié)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使連結(jié)件能夠達(dá)到規(guī)定的扭力矩，防止連結(jié)件出現(xiàn)絕緣損壞或磨損現(xiàn)象。同時需要均勻分布道床的荷載，道床維護(hù)的目的是使道床保持均勻飽滿、密實清潔，并且具有良好的彈性。道床的維修工作量相對來說比較大，需要進(jìn)行及時的養(yǎng)護(hù)，保持道床的穩(wěn)定，并根據(jù)道床板結(jié)情況進(jìn)行清篩，恢復(fù)道床彈性，保持軌道良好的運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)語

綜上所述，重載鐵路由于載荷量大，運(yùn)行頻率高，通行時間長，在運(yùn)行過程中不可避免地會遇到一定的問題而影響重載鐵路線路的安全運(yùn)行。因此，必須要加強(qiáng)對重載鐵路線路曲線常見病害的研究，并采取綜合的治理和養(yǎng)護(hù)，提高鐵路運(yùn)行的安全性和可靠性，延長鐵路軌道的使用壽命，保證重載鐵路線路能夠平穩(wěn)高效運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李長偉， 王金虎， 李華棟，等. 重載鐵路線路病害治理、維修和養(yǎng)護(hù)[J]. 太原鐵道科技， 2009（2）：54-57.

【2】劉洪強(qiáng). 淺析大秦重載鐵路病害養(yǎng)護(hù)及維修[J]. 東方企業(yè)文化， 2014（19）：12-15.

【3】劉建軍. 重載鐵路線路病害治理、維修及養(yǎng)護(hù)探討[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)， 2016（24）：127-128.