駝峰區(qū)線路線形控制及強化措施探討

張 龍 上海鐵路局阜陽工務段

阜陽北站是京九線上最大的編組站，主要承擔京九線、青阜線、阜淮線、漯阜線等方向的貨物列車編組。隨著路局“一主兩翼”戰(zhàn)略的實施，阜陽北日編解量達2 萬輛。駝峰作為編組站的咽喉，其繁忙程度可想而知。按照設計駝峰線路為連續(xù)陡坡，道岔為6 號對稱道岔，導曲線半徑R=180 m，道岔間連接曲線夾直線長度不足6 m，列車溜放時連續(xù)經(jīng)過反向“S”曲線，對線路沖擊非常大。每天除調車機交接班半小時外，不停溜放。在這種運量極大、作業(yè)時間極短作業(yè)條件下，工務部門養(yǎng)修速度趕不上設備變化，線路病害日益突出，存在安全隱患。現(xiàn)就駝峰設備日常養(yǎng)修過程中極易出現(xiàn)的幾種慣性問題逐一進行分析并制定控制措施。

1 駝峰區(qū)豎曲線的線形控制

駝峰是貨物車輛利用陡坡將重力勢能轉化為動能，進行車輛解編的設備。列車運行順序為推送坡--峰頂平臺--加速坡--中間坡--道岔區(qū)坡--股道平坡（見圖1）。

相鄰坡度差大，變坡點多，設置的豎曲線也多，尤其是加速坡咽喉區(qū)的豎曲線幾何形位直接決定整個編組場的作業(yè)效率，甚至影響行車安全患。豎曲線半徑過大，車輛溜放速度慢，溜放不到指定位置，影響作業(yè)效率。豎曲線半徑過小，車輛通過豎曲線時，相鄰兩車車鉤產(chǎn)生夾角，形成“咬鉤”現(xiàn)象，嚴重時可使車鉤折斷。同時由于溜放速度過快，車輛行至編尾鐵鞋制動區(qū)時易爬上鐵鞋，發(fā)生脫線事故。所以駝峰區(qū)線路養(yǎng)修，首先要關注的問題就是豎曲線的變化。

圖1 阜陽北站駝峰區(qū)線路坡度示意圖

在日常養(yǎng)護中，為了限制線路標高變化為了控制線路標高變化，我們在駝峰咽喉區(qū)線路兩側（變坡點、曲線頭尾、道岔前后）埋設24 個控制樁個觀測樁樁（見圖2），對線路縱斷面進行控制對線路縱斷面進行觀測，定期組織水準測量，觀測坡度變化，保證標高滿足設計要求。

圖2 駝峰區(qū)線路控制樁位置布設圖

當發(fā)現(xiàn)軌面標高變化大，豎曲線線形難以控制時，組織進行調坡施工。施工前首先對線路進行坡度精密測量，每5 m 一個測點，得出現(xiàn)場實際坡度。其次用實際坡度與設計坡度相對比，參照15 000 m-5 000 m 設置豎曲線半徑，最后結合現(xiàn)場地形條件對設計坡度進行修正，求出起道量，進行施工作業(yè)。這里需要注意的是減速器混凝土基礎塊，其特點是重量大易下沉，所以連接減速器兩端的線路起道量不可過大，否則容易使減速器形成漫洼，根據(jù)經(jīng)驗，起道量應控制在15 mm 以內。

調坡施工結束后對坡度進行測量，觀察調整效果，對不理想地段利用停輪修天窗進行調整，調整結束后再次進行坡度測量，將測量數(shù)據(jù)與現(xiàn)場情況結合，針對個別不理想地段再次進行調整，這樣周而復始，直到各項數(shù)據(jù)達到設計要求后，將控制樁與軌面的高差用油漆印在觀測樁上，作為控制依據(jù)保存，便于工區(qū)日常養(yǎng)護過程中隨時核對。這樣駝峰的縱斷面變化基本得到控制，一般情況下能穩(wěn)定8 個月。

2 駝峰區(qū)曲線的線形控制

阜陽北站駝峰區(qū)現(xiàn)有54 條小半徑曲線，受地形條件制約，曲線半徑最小僅為172 m，曲線長度最短僅為3.75 m，個別曲線間夾直線不足5 m。車輛溜放時連續(xù)經(jīng)過反向曲線，對線路的橫向沖擊非常大，容易形成曲線上股鋼軌側磨，下股鋼軌垂磨，膠墊壓潰，枕木失效等結構病害，同時軌道幾何尺寸變化迅速，難以控制。

為此，我們在駝峰咽喉區(qū)設置曲線線形標樁（見圖3），控制小半徑曲線縱橫斷面變化。曲線線形標樁利用現(xiàn)有坡度控制樁設置，這些控制樁既可以測量軌面與樁頂間的高差，控制線路標高，又可以測量線路鋼軌與樁之間的橫向距離，控制曲線線形。工區(qū)在日常養(yǎng)護過程中只要加強橫距的檢查，就可得知曲線的狀態(tài)，從而及時撥正曲線，穩(wěn)定線路，提高了曲線整正效率。

圖3 駝峰咽喉區(qū)曲線線形標樁截面圖

根據(jù)統(tǒng)計，駝峰咽喉區(qū)線路曲線上股鋼軌的換軌周期為個4-6 月，下股鋼軌更換周期為10-12 個月。為了減緩鋼軌磨耗，延長鋼軌使用壽命，經(jīng)過多年現(xiàn)場實踐，采取以下措施，效果比較明顯。

（1）及時復擰扣件，鎖定線路。小半徑曲線地段扣件扭力矩不足時，輪軌關系由摩擦變化為沖擊震蕩，鋼軌在車輪作用下與枕木、扣件發(fā)生相對位移，逐步發(fā)展成膠墊壓潰、枕木陷槽、接頭支嘴等病害，軌道幾何尺寸必然難以控制。加強復擰工作，保證零扣件扭力矩達標，是預防小半徑曲線結構病害的第一步。

（2）增強曲線地段軌道框架整體強度。在曲線地段枕木間隔處安裝支柱，進行連排鎖定；加密軌距桿，使曲線中軌距桿數(shù)量達到每延長米一根；將鋼軌換成25 m 長軌，減少接頭數(shù)量。這樣一來，曲線的剛度與抗沖擊能力大大增強。

（3）加強檢查，定期撥道。曲線正矢、方向不良會增加車輪作用于鋼軌上的橫向力，導致鋼軌磨耗加劇，定期利用控制樁檢查線路橫距，發(fā)現(xiàn)橫距變化較大時及時撥道，使曲線線形圓順。

（4）重視水平檢查，確保曲線超高遞減平順。由于駝峰調坡起道是以曲線下股標高為準，加上工區(qū)在現(xiàn)場檢查時“重軌距輕水平”，時間一長造成曲線超高設置不足或者超高遞減不順，車輛溜放時車身不平穩(wěn)，加速了鋼軌的磨耗。

（5）提高標準，綜合養(yǎng)護。保證線路軌距、水平、方向、高低處于合格的狀態(tài)。從預防的觀點出發(fā)，治小、治早，不使病害擴大，道床臟污時，及時進行清篩，提高道床彈性，枕木失效時，及時更換枕木。

此外，對于駝峰區(qū)曲線無緩和曲線且長度均在20 m 以下，采用“一弦法”進行曲線管理，更加直觀、準確、方便。同時借助橫距控制樁可以精確定出曲線各點的唯一的位置，對曲線進行精確控制。

3 駝峰線路爬行的防治

列車作用于線路上的縱向力主要有4 種：（1）溫度應力，在任何軌道條件下均存在。（2）坡度分力，這是引起長大坡道上線路爬行的主要因素。（3）牽引力或制動力，作用力較大。（4）車輪碾壓作用，車輪使鋼軌出現(xiàn)撓度時，鋼軌變形不斷向前延伸，鋼軌上受到一個順向車輛運行方向的作用力，推動鋼軌向前爬行。駝峰區(qū)線路本身坡度陡峭，又有凹形變坡點、連續(xù)小半徑曲線、小號碼道岔群、道口、減速器基礎塊等特殊設備，調車機不停的制動與牽引，工區(qū)在養(yǎng)護過程中很難控制線路爬行，每年都要耗費大量時間進行道岔拉方。

依照無縫線路爬行觀測辦法，我們在駝峰咽喉區(qū)設置了四對爬行觀測樁（圖4）每月對線路爬行進行觀測。對比近期觀測的數(shù)據(jù)不難看出：線路不同程度從峰頂向峰下線路爬行，氣溫越低爬行量越大（表1），爬行量最大處集中在311 號道岔-319 號道岔間、315 號道岔-317 號道岔間這兩段渡線（表2）。經(jīng)過現(xiàn)場調查分析：由于電務減速器基礎塊使用特殊扣件，這種特殊扣件的扣壓力遠不及Ⅱ型彈條式扣件。而兩處平過道口下鋪設的是2.5 m 木枕，使用五孔墊板、道釘，扣壓力可想而知。解決辦法只有一個，就是在這兩段渡線設置季節(jié)性短軌，根據(jù)爬行量變化進行更換，抑制線路爬行向道岔區(qū)延伸。

圖4 駝峰咽喉區(qū)爬行觀測樁布設圖

表1 313# 岔前爬行數(shù)據(jù)對比

表2 阜北線路車間2012 年10 月份駝峰爬行觀測記錄

以上數(shù)據(jù)說明，駝峰區(qū)爬行與溫度變化密切相關，因此在春秋季節(jié)，我們主要通過以下措施應對線路爬行，效果明顯。

（1）加強道床檢查，及時補充道砟，夯實道床，避免鋼軌爬行帶動枕木竄動。

（2）加強復擰工作，鎖定線路。彈條式扣件扭力矩要達到120 N·m 以上，失效扣件及時更換，不缺少一個扣件。

（3）安裝防爬支柱，對線路進行連排鎖定，按照單向過車安裝防爬設備，提高軌道結構的整體性。

（4）更換季節(jié)軌。根據(jù)爬行觀測數(shù)據(jù)與氣溫變化，提前更換駝峰咽喉區(qū)311號道岔、315 號道岔、317 號道岔、319 號道岔岔前渡線鋼軌，有效減少線路爬行對道岔的影響。

4 結束語

駝峰區(qū)設備動一處則牽全身，豎曲線、小半徑曲線、線路縱向爬行共同作用，互相促進。我們必須摒棄以往重軌面輕結構、養(yǎng)護只做小撬的習慣。阜陽北站運輸繁忙，駝峰區(qū)天窗稀缺，結合目前嚴格的天窗修制度，我們只有嚴格按照：加強日常檢查，堅持定期測量，對比數(shù)據(jù)科學分析，制定詳細整修方案，集中勞力進行綜合養(yǎng)護、重點維修的辦法，才能有效控制設備狀態(tài)變化，做到治標治本。

[1]郝瀛.鐵道工程.中國鐵道出版社，2006.

[2]姚德新.土木工程測量學. 中國鐵道出版社，2003.

[3]鐵路線路修理規(guī)則.中國鐵道出版社，2010.