鐵路線路車載偏差的原因分析及病害整治辦法

摘 要：本文主要介紹了列車在行駛過程中由于鐵路線路病害產(chǎn)生晃動的幾個主要原因，并對應(yīng)提出了整治方法與預(yù)防措施，對普速鐵路日常維修作業(yè)提供一定參考。

關(guān)鍵詞：車載振動;加速度;晃車;整治辦法

我國鐵路實現(xiàn)六次大面積提速后，抓好設(shè)備基礎(chǔ)是提速工作的保證，列車運行速度的提高，對軌道的平順性要求也更高，為了科學(xué)地指導(dǎo)線路維修、掌握線路狀態(tài)，工務(wù)主管部門在客車機車上安裝了車載儀。其主要原理就是通過檢測機車車體振動加速度的大小，實現(xiàn)適時監(jiān)測線路狀況，及時發(fā)現(xiàn)線路不良處所來評價線路質(zhì)量狀態(tài)，但是，有些現(xiàn)場作業(yè)人員對車體振動加速度超限處所產(chǎn)生的原因和整治方案還不太了解，下面我對這一問題進行簡單的闡述。

一、車體振動加速度病害的危害

車體振動加速度分為垂直振動加速度、水平振動加速度。

車體振動加速度過大，直接影響列車的平穩(wěn)度、旅客的舒適度，在其他附加因素作用下還可能引起列車脫軌。他的偏差值大小除了與機車、車輛技術(shù)狀態(tài)有關(guān)外，還與列車速度、軌道結(jié)構(gòu)狀態(tài)、軌道各種不平順的幅值、波長、分布及變化率等有關(guān)，是列車運行狀態(tài)的綜合反映。

二、影響車體垂直加速度的因素

1、軌道影響車體垂直加速度的原因;影響機車車體垂直振動加速度的原因有：軌道幾何尺寸不良（如高低不平順、連續(xù)小高度、軌面波浪形磨耗、不良焊頭等）、接頭綜合狀態(tài)不良（如上下錯牙、大軌縫、空吊低塌、軌頭掉塊、馬鞍形磨耗、軌枕失效等）、道床彈性嚴重不良或不均勻地段（如板結(jié)、翻漿冒泥、橋梁兩端、道口及道口兩端、隧道、新老路基結(jié)合部、木枕與水泥枕連接處、路堤與路塹連接處等）及多種病害的疊加。

（1）軌道幾何尺寸不良，特別是軌面的短波不平順，會引處機車的跳動，危急行車安全。

（2）接頭綜合狀態(tài)不良、道床彈性嚴重不良或不均勻地段都會增加輪軌間的動荷載，引起機車的劇烈晃動。

2、影響車體水平加速度的原因

影響機車車體水平振動加速度的原因有：曲線、道岔區(qū)連續(xù)小方向，鋼軌硬彎，接頭支嘴，軌距及軌距變化率不良，鋼軌直線區(qū)段交替不均勻磨耗，水平和軌向的逆向復(fù)合不平順，曲線超高設(shè)置與即時速度不匹配（如欠超高、過超高），路結(jié)構(gòu)狀態(tài)不良（如扣件缺失、松動或扣件扭力不均勻、枕木失效、軌度膠墊壓潰、翻漿冒泥等）及多種病害的疊加。

（1）如果線路水平狀態(tài)不良，機車車輛的重心來回改變，從而使兩股鋼軌所受的沖擊力不同。當速度提高時，輪軌作用力加大，導(dǎo)致鋼軌撓度增加，促使水平不平順加大。如果遇到軌距及軌距變化率不良時，就會導(dǎo)致列車做劇烈的蛇行運動，晃車劇烈。

（2）對于客貨混跑的線路，超高的設(shè)置與速度的平方成正比，與半徑成反比，然而列車通過某一曲線的速度各不相同，因此所設(shè)的超高不可能適應(yīng)每一趟列車，普遍存在著過超高或欠超高現(xiàn)象。提速后，一些旅客列車的運行速度往往接近線路最高允許運行速度，即使曲線狀態(tài)良好，當列車以最高速度通過曲線時，理論上也將出現(xiàn)未被平衡的離心加速度，列車運行到曲率變化點時（直緩、緩圓點）水平加速度發(fā)生變化，列車也會產(chǎn)生晃車現(xiàn)象。

（3）直線段鋼軌的交替不均勻側(cè)磨。機車車輛在行駛中，由于輪軌間設(shè)置了9毫米的游間，輪對踏面又為錐形，因此理論上輪對在構(gòu)造上就不利因素耦合時，列車就十分容易在同一地段發(fā)生同形態(tài)的蛇行運動，在線路通過一定動量后，便逐漸出現(xiàn)鋼軌交替不均勻側(cè)磨。輪對蛇行運動時，車輪輪緣是貼靠在側(cè)磨一側(cè)作用邊， 如果磨耗幅值大而車速又高，勢必產(chǎn)生劇烈的晃車。

（4）逆向位復(fù)合不平順。在線路的同一位置上同時存在高低、水平與軌向、軌距在一起的病害稱為軌道復(fù)合不平順。復(fù)合不平順的組合有多種形式，當存在逆向位復(fù)合不平順時，列車速度較高時將引起較大的晃車。

（5）扣件缺失、扭力不均勻。列車通過時，在動荷載的作用下，鋼軌會向兩側(cè)發(fā)生不均勻的彈性擠開，列車速度較高時也會引起較大的晃車。

（6）枕木失效、翻漿冒泥者會增加輪軌間的動力響應(yīng)，加劇鋼軌的外擠，特別是機車高速運行時，會引起機車的劇烈晃動。

三、對晃車的整治辦法

1、改變設(shè)備的檢查思路

現(xiàn)場靜態(tài)檢查時，不僅要檢查軌道幾何尺寸，還要檢查結(jié)構(gòu)病害（如不均勻磨耗、不良焊頭、硬彎、翻漿冒泥、失效軌枕、扣件狀態(tài)）;不僅要檢查明的，還要檢查暗的（空吊、暗坑）;不僅要查一處、核一處、還要核查一下同一處有否多種病害的同時存在，尤其是軌向、水平的逆向位復(fù)合不平順，同時還要核查一下前、后撬之間病害的組合情況（如50米范圍內(nèi)的連續(xù)小方向、小高低、水平、軌距的變化率等）。曲線要加密檢查，增加5米的副樁，以確保曲線的圓順，曲線地段2根枕木量1處，以確保軌距變化率和超高順坡率符合要求;同時要查看緩和曲線正矢與計劃正矢差，圓曲線連續(xù)正矢差;并檢查直緩點、緩圓點的有無鵝頭，直線段軌向等，嚴格按精檢細修的方法，按“321”的檢查理念，認真做好設(shè)備的檢查工作，這是確保不晃車的前提。

2、轉(zhuǎn)變觀念，改變維修作業(yè)的方式

作業(yè)杜絕單打一，如改道要注意軌距變化率、方向，同時要做好線路的結(jié)構(gòu)整理工作，搗固要注意水平幅值及水平變化率，作業(yè)要認真做好“自檢、回檢、抽檢”三檢制，確保作業(yè)質(zhì)量達標，并觀察動態(tài)軌面、軌向、結(jié)構(gòu)的變化，質(zhì)量上必須按“零缺陷”要求，作業(yè)一處達標一處。

3、合理設(shè)置曲線超高

根據(jù)軌檢車動態(tài)檢測的結(jié)果和現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，對一些超高不合理的曲線，及時進行測速，重新進行超高檢算，合理調(diào)整設(shè)置曲線超高。

四、預(yù)防與整治直線鋼軌不均勻磨耗

1、預(yù)防措施

加強換軌、道岔大修后軌道的早期養(yǎng)護。大中維修換軌、道岔大修后，工務(wù)段應(yīng)組織專業(yè)隊伍，對小方向、小高低、軌距及軌距變化率進行細撥細改，力求做到零誤差;扣件螺栓應(yīng)用內(nèi)燃扳手全部復(fù)擰一遍，確保扭力達標，同時達到無任何縫隙。軌道結(jié)構(gòu)要做到“全、緊、密、靠、實”，加強對鋼軌接頭的養(yǎng)護，預(yù)防接頭病害的產(chǎn)生。

2、直線鋼軌不均勻磨耗病害形成后的整治辦法

（1）精細改道。當鋼軌側(cè)磨小于7毫米時，通過改道可以消滅軌距不良處所，改善軌距變化率，減小機車車輛的蛇行運動幅度，從而降低晃車程度，延緩鋼軌交替不均勻側(cè)磨的發(fā)展。

（2）當鋼軌側(cè)磨大于7毫米時，單憑改道已很難消除病害，這時對于長軌條應(yīng)切割換邊，對于普通線路應(yīng)倒換作用邊，同時對病害線路進行全起全搗，消除蛇行運動的激擾源，防止新一輪不均勻側(cè)磨的產(chǎn)生。

3、加強設(shè)備養(yǎng)修，做好設(shè)備病害的整治

（1）對于線路軌道方向不良病害，分別要采取精量、細算、繩正法撥正曲線。

（2）鋼軌存在的硬彎、錯牙、支嘴等病害應(yīng)有計劃地進行調(diào)查整治。

（3）加強接頭養(yǎng)護工作，消除低接頭產(chǎn)空吊板，充分發(fā)揮現(xiàn)場焊補打磨的作用，及時打磨、焊補接頭。

（4）加強薄弱環(huán)節(jié)的養(yǎng)修工作，對道口、橋上及兩端、路基軟硬不均地段要采取加強措施。

（5）加強結(jié)構(gòu)養(yǎng)護工作（更換失效軌枕、處理道床病害、更換銹蝕軌距擋等）。

4、加強軌道復(fù)合不平順的控制

工務(wù)工作的基本任務(wù)就是經(jīng)常保持線路設(shè)備完整和質(zhì)量均衡， 使列車能以規(guī)定的速度安全、平穩(wěn)、不間斷地運行。因此，只要在日常養(yǎng)護維修工作中，通過科學(xué)的檢查手段，認真細致地對各種線路病害綜合分析，按精養(yǎng)細修和零缺陷的要求，加強現(xiàn)場作業(yè)的控制，努力提高現(xiàn)場作業(yè)質(zhì)量，才能取得良好效果，從而有利于鐵路行車安全。

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作者簡介：

高忠亮，大秦鐵路股份有限公司太原工務(wù)段，出生于1982年6月，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，土木工程，2007年8月參加工作，工程師。