技術(shù)資料

聯(lián)系方式

電話：0537-2171596
手機(jī)：18853736667（許）
地址：濟(jì)寧共青團(tuán)路西鑫聲玉城
網(wǎng)址：mgyy520.com

技術(shù)資料

小半徑曲線的養(yǎng)護(hù)維修與病害整治

發(fā)表時(shí)間：2017-07-06 09:17 作者：admin 來(lái)源：未知瀏覽：

摘要：分析了曲線軌道的受力情況，探討了小半徑曲線病害的成因與危害,，提出了曲線病害的整治辦法,，介紹了曲線軌道的日常養(yǎng)護(hù)與檢查以及曲線養(yǎng)護(hù)中的技術(shù)管理。
關(guān)鍵詞：鐵路線路養(yǎng)護(hù),；小半徑曲線軌道；曲線養(yǎng)護(hù),；技術(shù)管理
中圖分類號(hào)：U216.42+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ
鐵道線路不間斷地受到機(jī)車,、車輛的碾壓和沖擊，所以線路狀態(tài)處在不斷的變化當(dāng)中,。曲線地段特別小半徑曲線較直線地段所受到的沖擊,、碾壓和推擠更為突出，不但線路狀態(tài)變化較快,、較大,，而且軌件的磨損也比較嚴(yán)重，因此小半徑曲線的養(yǎng)護(hù)維修與病害整治成為線路養(yǎng)護(hù)維修工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié),，其養(yǎng)護(hù)任務(wù)的好壞直接關(guān)系著維修投入與行車安全,。
１曲線軌道的受力分析
小半徑曲線病害的產(chǎn)生與鋼軌受力有著直接關(guān)系。當(dāng)列車在曲線地段運(yùn)行時(shí),，產(chǎn)生的力十分復(fù)雜,。通過力的分析，可將列車作用于鋼軌上的力分為３個(gè)方向,，即豎直方向,、水平橫向以及水平縱向。
１．１作用于鋼軌上豎直方向分力的構(gòu)成
機(jī)車和車輛在軌道上運(yùn)行時(shí),，作用于鋼軌上車輪的靜壓力（即分配到該車輪上的車輛重量——軸重）隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展將不斷增加,，而加強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)，首先是增加鋼軌的重量,，這樣才有可能滿足軸重不斷增加的要求,。列車通過軌道不平順地段以及不平順車輪運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加力。軌道不平順分為長(zhǎng)不平順和短不平順兩種,。長(zhǎng)不平順通常因搗固不良,、枕木腐朽,、三角坑以及軌道彈性不均勻而形成；短不平順的形成與鋼軌波浪形磨耗,、車輪空轉(zhuǎn)有關(guān),。在曲線地段還有因外軌超高以及車架對(duì)車輪橫向壓力而引起的附加垂直力。
１．２作用于鋼軌上橫向水平力的構(gòu)成
橫向水平力主要指車輪對(duì)鋼軌的側(cè)壓力和曲線上的附加橫向力,。
以上力由輪緣對(duì)軌頭的壓力（傳遞車架壓力）和車輪在鋼軌上橫向滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力組成,，因此車輪對(duì)鋼軌的側(cè)壓力可以取上述兩力之和或兩力之差。曲線地段產(chǎn)生的橫向水平力比較大,。曲線半徑愈小,，橫向水平力愈大。曲線上產(chǎn)生的離心力和因外軌超高使車輛傾斜而產(chǎn)生的機(jī)車車輛重力分力有關(guān),。這些橫向力（導(dǎo)向力,、側(cè)向力及車架壓力）的大小取決于離心力、行車速度,、曲線半徑和外輪超高,。當(dāng)在壓應(yīng)力和橫向力的共同作用下超過了鋼軌的屈服強(qiáng)度時(shí)，在鋼軌作用邊產(chǎn)生碾堆（即塑性變形）,，在踏面形成局部壓陷特征,，壓陷處不易和車輪踏面接觸（即短不平順）而形成暗斑，最終形成疲勞裂紋,。
當(dāng)鋼軌的磨耗速率小于疲勞裂紋的擴(kuò)展速度時(shí),，最終將發(fā)展成剝離掉塊。曲線半徑越小,，出現(xiàn)掉塊的情況就越嚴(yán)重,。
１．３縱向水平力
產(chǎn)生縱向水平力的主要原因是軌道爬行和溫度作用，在曲線地段,，鋼軌上還作用著滑動(dòng)引起的摩擦力,。軌道爬行主要是在車輪滾動(dòng)下鋼軌的蛇形起伏而產(chǎn)生的，在列車制動(dòng)地段尤其明顯,。
如鋼軌和軌枕之間連接不夠牢固,，彈性道床抵抗軌枕縱向位移的阻力大于鋼軌在支座上滑動(dòng)的阻力，此時(shí)鋼軌可能縱向移動(dòng),，而軌枕則仍然留在原地,。軌道爬行實(shí)質(zhì)上取決于軌下基礎(chǔ)剛度，剛度愈大,，因鋼軌扭曲及其斷面轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的爬行也愈大,；鋼軌扭曲增大也將使爬行增加。
２曲線病害產(chǎn)生的原因及危害
小半徑曲線在以上各種力的作用下，導(dǎo)致鋼軌,、線路幾何尺寸,、軌枕、道床等設(shè)備產(chǎn)生變化,，經(jīng)過一段時(shí)間的列車運(yùn)行,，各種殘余變形進(jìn)一步擴(kuò)大，線路各種病害逐步顯現(xiàn)出來(lái),。
２．１主要病害
一是鋼軌傷損病害：鋼軌側(cè)磨,、波磨及接頭傷損是小半徑曲線常見的病害，尤其是側(cè)磨,，是小半徑曲線最突出的傷損類型,。二是軌道幾何尺寸易超限：小半徑曲線上高低、軌距,、超高,、正矢相對(duì)其他線路容易發(fā)生變化，保持的周期短,，特別是軌距擴(kuò)大病害相當(dāng)普遍,，并且隨著鋼軌側(cè)磨的增加而逐漸加劇。三是連接零件易松動(dòng)且破損率高：小半徑曲線上連接零件承受的沖擊力和橫向作用力都比較大,，在相同扭力矩的情況下，小半徑曲線連接零件容易松動(dòng),，而且當(dāng)沖擊力和橫向力達(dá)到一定值時(shí),，易造成夾板及接頭螺栓折斷、混凝土枕連接螺栓失效,、枕木道釘浮離,、軌距桿折斷、軌撐壓裂,、尼龍座擠碎,、軌枕?yè)跫缙茡p等病害。
２．２成因分析
小半徑曲線鋼軌磨耗特別是側(cè)磨往往在多種因素的復(fù)合作用下形成,。其一,，線路的先天不足是鋼軌磨耗的最主要原因。列車駛經(jīng)小半徑曲線時(shí),，由于車輪踏面與鋼軌面發(fā)生滑動(dòng),，使相同牽引力下列車的行駛速度大大降低，使鋼軌受到的力較直線地段大的多,，導(dǎo)致機(jī)車車輛與軌道部件都受到傷損,，特別是鋼軌的側(cè)磨較大，使用壽命變短。其二,，我國(guó)鐵路運(yùn)輸逐步向“快速重載”方向發(fā)展,，運(yùn)量的增加對(duì)鋼軌沖擊破壞是最明顯的，在車輪的快速碾壓撞擊下,，并在其他因素的作用下,，鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)接觸面逐漸剝離，鋼軌側(cè)面磨耗逐步形成,，并快速變化,。曲線超高設(shè)置應(yīng)根據(jù)實(shí)際通過的列車對(duì)數(shù)和實(shí)際通過的車速來(lái)確定。而事實(shí)上車速和通過對(duì)數(shù)是在不斷變化,、逐步增加的,，超高數(shù)值的合理性很難確定。其三,，超高偏大,，車輪在向心力作用下撞擊摩擦下股鋼軌，從而逐漸形成下股鋼軌波磨,。其四,，超高偏小，車輪在離心力作用下撞擊摩擦上股鋼軌,，上股鋼軌側(cè)磨逐漸形成,。其五，軌枕預(yù)留軌底坡是１/４０,，用于直線地段是合適的,，而在曲線地段，由于超高的作用,，使車輪踏面與鋼軌頂面未全部接觸,，車體荷載就集中于鋼軌內(nèi)頂接觸面，形成偏載,，有時(shí)輪緣擠壓鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)面,，對(duì)鋼軌破壞很大，容易形成磨耗,。只有增大軌底坡,，方可消除偏載作用。其六,，車輪踏面對(duì)鋼軌的沖擊摩擦,，使其踏面形成不均勻磨耗，從而使列車進(jìn)行蛇形運(yùn)動(dòng),，沖擊鋼軌,，助長(zhǎng)磨耗的形成。另外，車體與車體,、車體與輪對(duì)之間連接不牢固,，增加列車的晃動(dòng)，也會(huì)助長(zhǎng)磨耗的形成,。
從造成曲線病害的諸多因素分析,，運(yùn)營(yíng)條件和軌道結(jié)構(gòu)屬于客觀因素，在一定條件下不易改變,。造成小半徑曲線病害的最直接因素是機(jī)車車輛作用在小半徑曲線上的附加力,。曲線狀態(tài)好，附加力小,，對(duì)曲線的破壞就?。磺€狀態(tài)差,，附加力大,，對(duì)曲線的破壞越大。因此,，保持曲線良好的狀態(tài),，減少機(jī)車車輛作用在軌道上的附加力，是延長(zhǎng)曲線維修周期,、降低維修成本的關(guān)鍵,。
３曲線病害的整治辦法
３．１調(diào)整好小半徑曲線各部尺寸
有計(jì)劃地整治小半徑曲線范圍內(nèi)的漫坑，及時(shí)消滅小坑及低接頭,。
每年根據(jù)春季測(cè)速資料,，夏季結(jié)合綜合維修對(duì)超高進(jìn)行調(diào)整，特別對(duì)鋼軌出現(xiàn)傷損異常的曲線要做重點(diǎn)測(cè)速,。
小半徑曲線軌距易變化，需經(jīng)常不斷地進(jìn)行調(diào)整,。
在曲線撥正中,，采用增加副矢點(diǎn)的辦法對(duì)控制曲線圓順度效果較好。具體辦法是：在現(xiàn)有１０ｍ間距中間增設(shè)一點(diǎn)副矢,，其正矢在緩和曲線上為兩相鄰正矢點(diǎn)之和的一半,，圓曲線上為圓曲線計(jì)劃正矢，檢測(cè)工具仍為２０ｍ弦線,。
在曲線養(yǎng)護(hù)中要切實(shí)注意緩和曲線的養(yǎng)護(hù),。超高、軌距和正矢遞減是否符合標(biāo)準(zhǔn),，是緩和曲線養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵,。為便于緩和曲線上超高、軌距加寬順坡和三角坑的檢查與確定，可將超高和軌距加寬值在緩和曲線鋼軌上的標(biāo)記間距改為６．２５ｍ,，檢查時(shí)可不受原鋼軌檢查點(diǎn)位置的限制,，按超高和軌距加寬標(biāo)記點(diǎn)放置道尺，記錄時(shí)在線路檢查記錄簿“水平”一欄中劃斜線,，斜線上填寫實(shí)際檢查超高值,，斜線下填理論值。
曲線范圍內(nèi)連接零件要經(jīng)常保持全,、緊,、靠、密,，無(wú)失效,，扭力矩符合《維規(guī)》規(guī)定，擋肩破損的混凝土枕要及時(shí)修復(fù),，失效的要及時(shí)更換,，道床不潔要及時(shí)清篩，道床要飽滿,，上股按規(guī)定加寬到０．４ｍ,。
３．２強(qiáng)化小半徑曲線技術(shù)細(xì)節(jié)
按《維規(guī)》規(guī)定安裝軌距桿或軌撐時(shí)，可根據(jù)曲線的實(shí)際情況采用增加軌距桿,，或采取軌距桿與支撐配合使用的方法加強(qiáng),。
在小半徑曲線上鋪設(shè)淬火軌和Ⅲ型軌枕及相應(yīng)的扣件是小半徑曲線技術(shù)加強(qiáng)的發(fā)展方向。淬火鋼軌具有較高耐磨強(qiáng)度和足夠的硬度,。對(duì)曲線上股軌枕外側(cè)擋肩擠壞嚴(yán)重,、動(dòng)靜態(tài)檢查病害較多的曲線換鋪Ⅲ型軌枕及相應(yīng)的扣件。堅(jiān)持鋼軌涂油,。在曲線上利用鋼軌側(cè)面涂油的辦法可以減緩鋼軌磨耗特別是側(cè)磨,，這在國(guó)內(nèi)外已是成熟的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)有的小半徑曲線經(jīng)涂油后可以延長(zhǎng)鋼軌使用壽命１/３或更長(zhǎng)一些,。涂油的方法有兩種,，一種是裝在列車上的叫做車載涂油器，一種是安裝在地面上的涂油器,，叫做地面涂油器（或稱路旁涂油器）,。
加強(qiáng)對(duì)鋼軌的養(yǎng)護(hù)工作。鋼軌在通過一定運(yùn)量后,，在其頂面可能出現(xiàn)兩大類病害：一類為有規(guī)律的周期性病害,，叫做波形磨耗，簡(jiǎn)稱波磨,；另一類為無(wú)規(guī)律的非周期性病害,，如擦傷,、龜裂、剝落掉塊,、壓潰,、接頭坍低等。整治波磨鋼軌,，一般為使用大功率的鋼軌打磨列車,，有效地消滅波磨軌。為延緩波磨的產(chǎn)生或發(fā)展,，對(duì)鋼軌表面的擦傷,、坍低接頭、馬鞍形磨耗等進(jìn)行噴焊,，以整平軌面,。除采取以上直接措施外，在日常養(yǎng)護(hù)中還應(yīng)加強(qiáng)搗固,、消滅接頭病害,，清篩道床并應(yīng)鋪設(shè)坡形膠墊以改善輪軌接觸條件，減少或延緩波磨的發(fā)生,。
３．３整治重點(diǎn)病害
軌距病害是小半徑曲線最普遍的病害,，可用加寬尼龍座０～６號(hào)、０～８號(hào),、０～１０號(hào),，Ｐ６０坡形膠墊，特制６號(hào),、１０號(hào)軌距擋板,，可調(diào)軌撐等進(jìn)行整治。特制６號(hào),、１０號(hào)擋板座對(duì)改正軌距作用比較好,，但需根據(jù)側(cè)磨不斷的變化和軌距的增大，經(jīng)常調(diào)整軌距擋板,，更換軌距擋板工作量大,，且成本比較高；可調(diào)軌撐不但可調(diào)整軌距,，而且可以增加鋼軌抵抗橫向的能力,，效果頗佳,，但在高凍害地段因冬季墊板造成軌撐后座高出擋肩,，失去作用，反而減弱了鋼軌抵抗橫向力的能力,，因此應(yīng)慎用,。鋼軌支嘴也是小半徑曲線常見病害,，尤其Ｐ６０鋼軌比Ｐ５０鋼軌支嘴更普遍，除調(diào)整好軌縫,、防止接頭頂死外,，采取用接頭夾板里外口互換的辦法，簡(jiǎn)單易行,，效果甚好,。對(duì)一些頑固支嘴接頭，可在支嘴處增設(shè)曲線穩(wěn)定樁,。
４曲線軌道的日常養(yǎng)護(hù)與檢查
由于曲線是線路的薄弱環(huán)節(jié),，產(chǎn)生病害較多，是線路質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要控制因素,，所以,，對(duì)其進(jìn)行周期性的檢查，是掌握線路技術(shù)狀態(tài)的重要手段,。通過檢查,，按線路設(shè)備各種變化的不同程度，安排臨時(shí)補(bǔ)修和經(jīng)常保養(yǎng)工作,。正線在正常條件下,，軌道幾何尺寸每半個(gè)月左右進(jìn)行一次檢查，不待誤差量發(fā)展變化過大,，就及時(shí)地進(jìn)行臨時(shí)補(bǔ)修,，以控制軌道幾何尺寸狀態(tài)。此外,，對(duì)線路病害嚴(yán)重的地段,，除按每月兩次的檢查外，還應(yīng)適當(dāng)增加檢查次數(shù),，以使設(shè)備技術(shù)狀態(tài)處于有效監(jiān)控之下,。曲線養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)是圍繞曲線軌道何尺寸不超限，曲線軌道設(shè)備處于正常有效使用狀態(tài)來(lái)進(jìn)行作業(yè),。目前,，對(duì)曲線軌道維修質(zhì)量的監(jiān)控主要是通過動(dòng)靜態(tài)檢查手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)檢查則是通過軌道車,、動(dòng)態(tài)添乘儀,、人工添乘列車等幾種方式進(jìn)行的。靜態(tài)檢查僅反映曲線軌道在靜止時(shí)的狀態(tài)即靜態(tài)質(zhì)量,，而動(dòng)態(tài)檢查則反映曲線軌道在列車運(yùn)行時(shí)的受力變形狀態(tài)即動(dòng)態(tài)質(zhì)量,。隨著高速重載列車的開行，對(duì)線路的質(zhì)量要求越來(lái)越高,。曲線軌道的養(yǎng)護(hù)要根據(jù)動(dòng)靜態(tài)檢查結(jié)果來(lái)安排適時(shí)合理的維修方式,。
在日常養(yǎng)護(hù)維修中,，還應(yīng)根據(jù)線路平面、縱斷面,、運(yùn)量,、軌道設(shè)備狀況及自然條件等摸索出軌道變化規(guī)律，從而對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)質(zhì)量控制,。
５曲線養(yǎng)護(hù)中的技術(shù)管理
在曲線養(yǎng)護(hù)中要堅(jiān)持做到“落實(shí)十項(xiàng)措施,、研討三條建議 ”。
５．１十項(xiàng)措施
一是清理路肩,，整修排水設(shè)備,，使路基排水暢通。二是保持道床彈性和排水良好,，根據(jù)曲線半徑或線路橫移情況,，適當(dāng)加寬曲線外側(cè)碴肩寬度。無(wú)縫線路地段可根據(jù)需要堆高碴肩,。三是更換接頭失效軌枕,，接頭的四根軌枕下墊高彈膠墊。四是整修鋼軌坍低接頭,，對(duì)馬鞍形磨耗,、波形磨耗等要進(jìn)行打磨，側(cè)面磨耗曲線應(yīng)定期涂油,。五是根據(jù)具體情況,，增設(shè)軌距桿及軌撐，必要時(shí)增加防爬器及支撐,，杜絕線路爬行,。六是絕緣接頭采用高強(qiáng)絕緣螺栓（扭力矩保持７００Ｎ·ｍ）。七是加強(qiáng)搗固及時(shí)消滅空吊板,、三角坑等,，補(bǔ)足道碴填滿夯實(shí)。八是按規(guī)定做好超高及其順坡,，使超高順坡均勻曲線圓順,。九是對(duì)變化較快的曲線，應(yīng)埋設(shè)永久性撥道樁,。十是小半徑曲線要更換耐磨淬火軌,。
５．２三條建議
一是摸索曲線變化規(guī)律，做好曲線苗頭性病害的預(yù)防工作,。每一條曲線即使運(yùn)營(yíng)條件和軌道條件相同,，其養(yǎng)護(hù)維修周期也不同。就一條曲線而言,，其軌道結(jié)構(gòu)各部分變化周期也不相同,，因此在日常養(yǎng)護(hù)中工班長(zhǎng)要注意摸索每條曲線及曲線各部分變化周期，有計(jì)劃地進(jìn)行預(yù)防,，從而減少維修工作量,，避免曲線狀態(tài)惡化。二是對(duì)小半徑曲線進(jìn)行大修和技術(shù)改造時(shí),，上級(jí)部門在鋼軌和軌枕的選型上應(yīng)優(yōu)先考慮合金軌和Ⅲ型軌枕,。雖然這會(huì)使大修或技術(shù)改造費(fèi)用增大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,，曲線狀態(tài)穩(wěn)定,，安全保證性強(qiáng)，運(yùn)營(yíng)成本低,，經(jīng)濟(jì)效益好,。三是加大對(duì)鋼軌修理的投入。目前各段鋼軌修理僅局限于接頭焊補(bǔ),，對(duì)波磨和飛邊的修理受機(jī)具的限制,，基本上沒有進(jìn)行此項(xiàng)工作，因此,，路局和站段應(yīng)增加鋼軌修理方面機(jī)具的投資,。
（責(zé)任編輯：白尚平）