淺論重載鐵路線(xiàn)路常見(jiàn)病害原因及養(yǎng)護(hù)維修

楊志寶

（國(guó)能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司肅寧分公司，河北 滄州 062350）

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，鐵路運(yùn)輸業(yè)起著至關(guān)重要的作用，隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)鐵路行業(yè)不僅在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域完成了諸多技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，也在運(yùn)營(yíng)管理方面建立了相對(duì)完整的管理體系，構(gòu)建了新時(shí)期與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。但是，隨著我國(guó)重載技術(shù)的發(fā)展，列車(chē)軸重不斷增大，牽引質(zhì)量不斷增加，線(xiàn)路設(shè)備長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，軌道幾何尺寸難以保持，甚至發(fā)生路基下沉、道床變形、曲線(xiàn)側(cè)磨、鋼軌及其聯(lián)接零件磨損失效等病害，影響列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全。

1 重載鐵路線(xiàn)路養(yǎng)護(hù)的重要性分析

從重載鐵路工程結(jié)構(gòu)方面看，鐵路線(xiàn)路構(gòu)成中既有路基、軌道，也有橋隧建筑物，其系統(tǒng)性特征十分明顯。因而在重載鐵路線(xiàn)路中，各結(jié)構(gòu)之間、構(gòu)件之間的協(xié)同合作十分關(guān)鍵。

現(xiàn)階段重載鐵路線(xiàn)路運(yùn)行方面，建立了內(nèi)容相對(duì)完整的運(yùn)維管理方案，但不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)及常見(jiàn)病害仍然需要實(shí)時(shí)進(jìn)行預(yù)防與治理。只有通過(guò)科學(xué)分析和研判線(xiàn)路病害發(fā)生的原因，才能有效地制定維修養(yǎng)護(hù)方案，延長(zhǎng)線(xiàn)路使用壽命，提高線(xiàn)路維護(hù)質(zhì)量和技術(shù)水平，降低線(xiàn)路維護(hù)成本，保證線(xiàn)路設(shè)備質(zhì)量均衡，確保運(yùn)營(yíng)安全。

2 重載鐵路軌道結(jié)構(gòu)受力分析

鐵路軌道由鋼軌、軌枕、連接零件、道床、防爬設(shè)備、道岔等構(gòu)成，根據(jù)軌道受力分析，列車(chē)的荷載大小和軌道的抗力之間的相互作用是影響軌道磨耗程度和使用壽命的主要原因。按照連續(xù)彈性基礎(chǔ)梁軌道強(qiáng)度理論，影響軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素為荷載、道床、軌枕和鋼軌。

（1）荷載是造成軌道受力變形的根源，軌道受力主要來(lái)自荷載，與軌道的受力及變形成線(xiàn)性關(guān)系，荷載增加的百分?jǐn)?shù)與軌道受力變形增加的百分?jǐn)?shù)基本相同。

（2）軌枕影響主要是指軌枕配置，軌枕支撐面積、軌枕間距對(duì)軌枕上的壓力和道床上的應(yīng)力影響較大，對(duì)軌道彈性下沉和鋼軌彎曲應(yīng)力影響較小。

（3）道床鋼性對(duì)道床應(yīng)力和枕上壓力影響較大，道床應(yīng)力和枕上壓力與道床鋼度成同向變化，且變化幅度較大。道床狀態(tài)的好壞直接關(guān)系線(xiàn)路技術(shù)狀態(tài)的穩(wěn)定和維修工作量，道床在列車(chē)長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)荷載的反復(fù)作用下，會(huì)出現(xiàn)板結(jié)、翻漿、彈性下降等病害。

（4）鋼軌影響主要為鋼軌類(lèi)型與鋼軌的狀態(tài)。鋼軌的質(zhì)量和荷載之間相互作用，會(huì)增加車(chē)輪的沖擊力，進(jìn)而使鋼軌、夾板和聯(lián)接零件之間發(fā)生磨損。

3 重載鐵路線(xiàn)路常見(jiàn)病害分析

（1）鋁熱焊焊接接頭病害。由于重載線(xiàn)路的擴(kuò)能改造，鐵路運(yùn)量、軸重和載重不斷增加，鋼軌及其焊接接頭磨耗和傷損發(fā)展較快，對(duì)焊接接頭的質(zhì)量提出了更高的要求。鋼軌鋁熱焊是鋼軌線(xiàn)路原位焊和線(xiàn)路補(bǔ)修的重要焊接方法，適用于現(xiàn)場(chǎng)施工或斷軌搶修。但與閃光焊和氣壓焊相比，鋼軌鋁熱焊是一種現(xiàn)場(chǎng)人工焊接方法，人員操作、機(jī)具配備、氣候影響對(duì)焊接接頭質(zhì)量影響較大。因此，軌頭下部夾雜缺陷是鋼軌傷損的重要原因之一，夾雜缺陷通常與焊接設(shè)備工藝不符合要求、操作不當(dāng)、焊接經(jīng)驗(yàn)不足有關(guān)。

（2）曲線(xiàn)及鋼軌病害。由于曲線(xiàn)本身線(xiàn)形的特點(diǎn)，機(jī)車(chē)車(chē)輛在運(yùn)行車(chē)輪軌間橫向力、導(dǎo)向力和摩擦力要比在直線(xiàn)上大得多，促使線(xiàn)路軌距、水平、方向、高低變化與鋼軌的磨耗加快，因此，曲線(xiàn)地段的線(xiàn)路質(zhì)量比直線(xiàn)地段更難保持，鋼軌的使用壽命也比直線(xiàn)地段更短，曲線(xiàn)半徑越小，現(xiàn)象越明顯。

由于列車(chē)與鋼軌之間存在物理接觸關(guān)系，因此，在客觀的物理規(guī)律支配下，鋼軌磨損問(wèn)題將不會(huì)消除。從鋼軌磨損類(lèi)型方面分析，往往與其鋼軌重傷類(lèi)型密切關(guān)聯(lián)。以30噸軸重2萬(wàn)噸列車(chē)為例，其鋼軌磨損發(fā)生時(shí)就往往與其鋼軌重傷類(lèi)型同時(shí)發(fā)生，包括裂紋、焊縫傷損、螺栓傷損、焊點(diǎn)傷損、剝離掉塊，以及其他鋼軌重傷類(lèi)型等。

（3）道床病害。道床是軌道結(jié)構(gòu)的重要組成部分，隨著運(yùn)量、軸重、牽引重量及行車(chē)密度的增加，道床翻漿板結(jié)已成為重載線(xiàn)路最普遍與嚴(yán)重的軌道病害，道床的維修量已成為影響運(yùn)輸效率的關(guān)鍵。道床主要病害有道床排水不暢、道床厚度不足、石砟粒徑、級(jí)配不合格、道床翻漿冒泥等。

（4）路基病害。路基是線(xiàn)路軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，路基一旦發(fā)生病害，會(huì)直接影響軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，其病害的整治與維修及改造難度更大，直接影響運(yùn)輸效率和運(yùn)營(yíng)安全。與軌道病害相比，重載鐵路線(xiàn)路中路基病害造成的危害更大，隨著鐵路運(yùn)量的增加，機(jī)車(chē)車(chē)輛的軸重加大，由于路基在建設(shè)施工中存在的質(zhì)量缺陷，以及在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中忽視對(duì)路基狀態(tài)的監(jiān)測(cè)檢查與及時(shí)的整治維修，尤其到雨季，易造成路基下沉、翻漿冒泥、路肩沖刷、邊坡溜坍等病害的發(fā)生。

4 重載鐵路路線(xiàn)常見(jiàn)病害養(yǎng)護(hù)維修

4.1 標(biāo)準(zhǔn)軌接頭的養(yǎng)護(hù)維修

（1）根據(jù)季節(jié)變化，及時(shí)調(diào)整均勻不良軌縫。

（2）保持接頭螺栓和扣件扭力達(dá)標(biāo)。

（3）保證接頭部位道床搗固質(zhì)量良好，特殊接頭采取軌下枕木頭等措施。

（4）對(duì)軌面的修理，及時(shí)整治軌端不均勻磨耗、掉塊、擦傷、接頭高低、錯(cuò)牙、低扣等。

（5）對(duì)翻漿冒泥、板結(jié)地段進(jìn)行清篩換砟，改善接頭道床彈性。更換高彈膠墊或TD復(fù)合膠墊，改善軌下墊層彈性。

4.2 曲線(xiàn)的養(yǎng)護(hù)維修

曲線(xiàn)的養(yǎng)護(hù)工作要遵循預(yù)防為主、防治結(jié)合、修養(yǎng)并重的原則，加強(qiáng)曲線(xiàn)地段的監(jiān)測(cè)檢查，制定合理的加強(qiáng)措施。曲線(xiàn)的加強(qiáng)一般采用埋設(shè)鋼軌樁“七樁定位”并加拉軌距桿的方法來(lái)加強(qiáng)曲線(xiàn)線(xiàn)形，以消滅曲線(xiàn)直緩點(diǎn)和圓緩點(diǎn)附近列車(chē)橫向振動(dòng)的激擾點(diǎn)。“七樁定樁”，即在直線(xiàn)段50m處、ZH、HY、QZ、YH、HZ共7點(diǎn)上利用鋼軌樁加拉軌距桿控制曲線(xiàn)線(xiàn)形，每月進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路狀態(tài)不良及時(shí)進(jìn)行拔正整治并加拉軌距桿，使曲線(xiàn)保持良好狀態(tài)。

4.3 道床的養(yǎng)護(hù)維修

道床是為軌道提供彈性和縱橫向阻力并保證上部荷載能夠均勻傳布的重要部分，保持道床的飽滿(mǎn)、干凈、均勻、密實(shí)與彈性是整修道床的重要工作。一是要及時(shí)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)石砟；二是根據(jù)道床板結(jié)狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行清篩；三是建立線(xiàn)路設(shè)計(jì)篩思路，優(yōu)先采用機(jī)械化清篩，保證清篩質(zhì)量。

4.4 路基的養(yǎng)護(hù)維修

為切實(shí)加強(qiáng)路基的養(yǎng)護(hù)維修，要樹(shù)立“立體養(yǎng)護(hù)”的維修思路，立體養(yǎng)護(hù)就是對(duì)路基的各種排水設(shè)施進(jìn)行清淤、除草、修補(bǔ)漿砌勾縫、修補(bǔ)路基防護(hù)和加固設(shè)備、補(bǔ)植邊坡植被，對(duì)路基下沉地段采取換土改良、旋噴樁、花管注漿等進(jìn)行加固等，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)性修理來(lái)保證路基的穩(wěn)定性與可靠性。

5 加強(qiáng)重載鐵路差異化管理及新技術(shù)應(yīng)用

目前，針對(duì)鐵路常見(jiàn)病害原因的剖析及養(yǎng)護(hù)維修措施相對(duì)較多，但是，在重載鐵路差異化管理方面，卻仍然存在一些不足。為了有效提升對(duì)其常見(jiàn)病害的養(yǎng)護(hù)維修，達(dá)到全面的防治目標(biāo)。目前，有必要根據(jù)病害類(lèi)型、病害原因、病害表現(xiàn)方式、病害特征、病害漸進(jìn)式發(fā)作的環(huán)節(jié)或過(guò)程，實(shí)施針對(duì)每個(gè)病害類(lèi)型的全過(guò)程管理，并根據(jù)全過(guò)程管理方案的制定，區(qū)分出不同病害的防治方法等。

近年來(lái)，我國(guó)在重載鐵路新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用方面取得了長(zhǎng)足發(fā)展，機(jī)械化維修觀念進(jìn)一步拓展，通過(guò)應(yīng)用大型養(yǎng)路機(jī)械、道岔清篩車(chē)、線(xiàn)路清篩車(chē)、線(xiàn)路搗固車(chē)、道岔?yè)v固車(chē)、橋梁清篩車(chē)、鋼軌打磨車(chē)、鋼軌銑磨車(chē)、綜合檢測(cè)車(chē)等先進(jìn)養(yǎng)路設(shè)備，鐵路機(jī)械化養(yǎng)護(hù)維修水平不斷提升，為重載鐵路線(xiàn)路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展提供了保障。

6 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)新時(shí)期，鐵路是溝通“虛擬網(wǎng)絡(luò)世界”和“現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景世界”的重要工具。隨著我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)的外貿(mào)快速發(fā)展，智慧工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，鐵路在當(dāng)前的交通運(yùn)輸中地位逐漸趨于上升階段。為有效解決重載線(xiàn)路病害的防治，確保運(yùn)輸大動(dòng)脈安全暢通，一方面，應(yīng)該注重對(duì)重載線(xiàn)路病害的問(wèn)題歸納與原因分析。另一方面，則應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前重載鐵路的實(shí)際運(yùn)行情況，加強(qiáng)線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)管理與養(yǎng)護(hù)維修，能通過(guò)防治結(jié)合的方法，延長(zhǎng)其使用壽命。