鐵路曲線病害分析及養(yǎng)護(hù)辦法的探討

田玉寬

摘 要：曲線是鐵路線路的一個(gè)重要組成部分也是線路三大薄弱環(huán)節(jié)之一。鋼軌的側(cè)面磨耗一直是曲線上存在的問(wèn)題，在小半徑曲線上，外軌嚴(yán)重側(cè)磨，內(nèi)軌嚴(yán)重壓潰，并且由于軌頭的塑性變形引起的鋼軌波浪形磨耗，不僅給鐵路運(yùn)輸增加了成本還給鐵路行車帶來(lái)了安全隱患，由于以上原因，我們要認(rèn)真分析探討曲線病害形成的原因，做到提前預(yù)防曲線病害并對(duì)產(chǎn)生的病害進(jìn)行整治。

關(guān)鍵詞：曲線;病害;養(yǎng)護(hù)方法

在我國(guó)的鐵路運(yùn)營(yíng)里程中，有近三分之一的線路是曲線。在繁忙或重載線路曲線地段，線路養(yǎng)護(hù)整修不及時(shí)，每隔2-3年就要更換一次鋼軌，因此減緩輪軌的磨耗速率，改善機(jī)車車輛通過(guò)曲線的條件，延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命，對(duì)于我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益有重要的意義。

1 軌道的受力狀態(tài)分析

1.1轉(zhuǎn)向架與鋼軌間的橫向作用力

車輛轉(zhuǎn)向架在曲線上運(yùn)行時(shí)前軸外輪導(dǎo)向輪給鋼軌一橫向力，鋼軌給車輪一橫向反作用力迫使車輛改變方向運(yùn)行，這個(gè)力就稱為鋼軌導(dǎo)向力。它是沿著車軸方向的。另外作用在鋼軌上還有其它橫向水平力。

1.2導(dǎo)向力與鋼軌側(cè)磨

側(cè)磨的大小與導(dǎo)向力成正比，它還與曲線半徑、滑動(dòng)摩擦系數(shù)、輪載、轉(zhuǎn)向架固定軸距、未被平衡的離心力以及輪緣角等有關(guān)。在鐵路線路中我們無(wú)法改變曲線半徑、輪載、轉(zhuǎn)向架固定軸距、以及輪緣角。但通過(guò)我們工務(wù)部門(mén)的努力可以減小滑動(dòng)摩擦系數(shù)和未被平衡的離心力來(lái)達(dá)到減少鋼軌磨耗的目的。

研究表明，輪對(duì)在曲線上的導(dǎo)向能力小于鋼軌導(dǎo)向力時(shí)，有可能發(fā)生脫軌現(xiàn)象，因此加強(qiáng)曲線養(yǎng)護(hù)和曲線病害的整治，保持曲線狀態(tài)良好是防止脫軌的重要保障之一。

2曲線主要病害

2.1曲線產(chǎn)生病害的原因

列車的運(yùn)行是用軌道來(lái)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。但是在鐵路曲線區(qū)段，軌道卻在不斷的轉(zhuǎn)變方向，迫使車體也在不斷的改變方向。因此，車體運(yùn)行方向和曲線軌道的方向總是相互矛盾的，再加上大多數(shù)鐵路線路常年裸露在大自然中，由于機(jī)車車輛的動(dòng)力作用或自然條件對(duì)線路的影響，對(duì)鋼軌造成諸多病害。為使線路處于鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定狀態(tài)，必須對(duì)病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析及提出合理整治辦法，消除病害或減少病害產(chǎn)生的影響，使鋼軌處于良好狀態(tài)，保證列車按規(guī)定速度，安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行。

2.2曲線病害的分類

鐵路線路曲線病害主要有：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、剝落掉塊和波形磨耗。由于曲線地段車輪對(duì)鋼軌產(chǎn)生的反向力，使曲線地段承受著多方向的作用力。

3曲線地段的養(yǎng)護(hù)

3.1曲線是線路上病害多發(fā)地段，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治結(jié)合、修養(yǎng)并重”的原則。尤其是病害多發(fā)、易發(fā)地段，尤其應(yīng)加強(qiáng)對(duì)小半徑曲線地段的防護(hù)。我們應(yīng)從設(shè)備上加強(qiáng)，更換耐磨軌，整修路基，使路基達(dá)到維修標(biāo)準(zhǔn)。平整路肩，確保排水良好，整治路基病害，防止路基基礎(chǔ)變化帶動(dòng)上部設(shè)備變化，并按規(guī)定更換失效的軌枕以及聯(lián)接零件。根據(jù)曲線要素，正確定位曲線的位置。

3.2按設(shè)計(jì)設(shè)置曲線超高

設(shè)置曲線外軌超高的目的：（1）減少曲線外股鋼軌所受垂直力和水平力，使兩股鋼軌受力均勻、垂直磨耗均勻等;（2）保證軌道穩(wěn)定，防止車輛傾覆;（3）將離心力限制在一定范圍內(nèi)，保證旅客的舒適度。

曲線超高的設(shè)置方法，通常采用以內(nèi)軌為基準(zhǔn)軌，抬高外軌來(lái)實(shí)現(xiàn)。在高速鐵路上，為減輕車輛重心的上下變動(dòng)和避免過(guò)長(zhǎng)的緩和曲線，日本在高速鐵路上采用將內(nèi)軌降低曲線超高之半，將外軌抬高曲線超高之半的方法來(lái)設(shè)置曲線超高。

4基本病害的整治

4.1曲線正矢不良連續(xù)方向偏差

整治措施：（1）更換和補(bǔ)充失效聯(lián)結(jié)零件;（2）加強(qiáng)軌距整修、軌距變化率符合標(biāo)準(zhǔn);（3）改道與整治曲線正矢相結(jié)合，以曲線上股為基準(zhǔn)股，曲線正矢與計(jì)劃正矢的誤差控制在2mm范圍內(nèi)，在保證曲線正矢及上股曲線圓順的基礎(chǔ)上改曲線下股軌距;（4）對(duì)曲線內(nèi)結(jié)合打磨作用邊改正軌距;（5）復(fù)緊曲線扣件使扣壓力達(dá)標(biāo)。

4.2曲線高低偏差

整治措施：（1）采取搗墊結(jié)合以搗為主的方法;（2）對(duì)焊縫進(jìn)行打磨消除焊縫不平順減少車輪對(duì)軌面的沖擊力;（3）加強(qiáng)曲線易晃車地點(diǎn)的巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)暗坑、吊板并采取相應(yīng)整治措施。

4.3小半徑曲線“鵝頭”與反彎

整治措施：（1）用繩正法計(jì)算撥道量在曲線全長(zhǎng)范圍內(nèi)撥道并適合預(yù)留回彈量;（2）在曲線定期撥道時(shí)，測(cè)量正矢前要撥正直線兩端的直線方向;（3）合理設(shè)置軌距加寬、超高與正矢遞減;（4）曲線頭尾處道床要飽滿并夯實(shí)。

4.4曲線鋼軌接頭“支嘴”

整治措施：（1）按規(guī)定加寬和堆高曲線外側(cè)道砟（2）調(diào)換“支嘴”接頭夾板矯直硬彎鋼軌;（3）撥道作業(yè)中盡量避免上挑如必須上挑則采用撥動(dòng)小腰帶動(dòng)接頭方法撥道。

4.5曲線鋼軌磨耗。

整治措施：（1）每年根據(jù)全年客貨車實(shí)測(cè)平均速度檢算設(shè)計(jì)超高并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)外軌側(cè)磨和內(nèi)軌壓潰情況及時(shí)調(diào)整曲線超高;（2）及時(shí)修正軌底坡使輪軌接觸面積增大;（3）合理安排鋼軌調(diào)邊使用;（4）保持曲線圓順度定期檢查，從預(yù)防的觀點(diǎn)出發(fā)治小治早;（5）采用曲線上股鋼軌側(cè)面涂油可有效減少鋼軌側(cè)面磨耗。

結(jié)束語(yǔ)

總之曲線產(chǎn)生病害的原因很多，我們整治曲線病害不能用單一的方法要根據(jù)具體情況采用不同的方法。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，列車運(yùn)行速度、機(jī)車車輛軸重都大大提高了，使得鋼軌各部件受力增加。我們相關(guān)的工作者，要從力學(xué)、材料、機(jī)械、摩擦磨耗及潤(rùn)滑等各個(gè)方面研究，并要做好長(zhǎng)期研究探討的準(zhǔn)備工作，為解決減少曲線鐵路病害找到更好更高效的方法，提高鐵路運(yùn)輸效率，確保鐵路運(yùn)輸安全。

參考文獻(xiàn)

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[2]《鐵路線路工》.中國(guó)鐵道出版社.2017.

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