礦區鐵路小半徑曲線病害及整治措施探究

趙建坤

摘要：曲線地段相比直線地段更易產生各種病害，因此提高曲線的維修質量，增強曲線這一鐵路線路上的薄弱環節，對提高線路整體質量、保證行車安全有著重要的意義。由于歷史的原因，礦區內鐵路線路小半徑曲線較多，給鐵路行車帶來了一些安全隱患。文章在科學分析礦區鐵路小半徑曲線病害成因的基礎上，制定了相應病害的養護維修方法，并在加強軌道建設等方面進行了思考。

關鍵詞：鐵路；小半徑曲線；病害；整治

列車的運行方向的由軌道來引導，車體在運行時由于慣性的作用是不會改變方向的。但是在曲線地段，車體被迫跟著軌道不斷的轉變運行方向。這樣勢必形成車輪沖擊鋼軌，導致軌道變形，發生方向不良，而車輪與鋼軌的沖擊又造成了鋼軌的磨耗。曲線地段相比直線地段更易產生各種病害，因此提高曲線的維修質量，增強曲線這一鐵路線路上的薄弱環節，對提高線路整體質量、保證行車安全有著重要的意義。由于歷史的原因，礦區內鐵路線路小半徑曲線較多，給鐵路行車帶來了一些安全隱患。尤其是隨著礦區運量的提升，小半徑曲線穩定性較差的缺點日漸顯露：曲線方向不良、磨耗超限、線路橫移、軌距變大、正矢超限等曲線常見病害時有發生，夏季還容易發生脹軌跑道等嚴重問題，既給線路養護維修增加了很大的工作量，也降低了線路的通行能力。為徹底根治小半徑曲線上的一些常見病害，將多次實地調研總結出的經驗和整治措施與養路工區進行探討交流，取得一定成果。

1小半徑曲線常見病害

小半徑曲線病害的產生與鋼軌受力有著直接關系。當列車在曲線地段運行時，所產生的力是非常復雜的。通過對列車作用于鋼軌上的力的分析，可以將其分為3個方向，即豎直方向、水平橫向以及水平縱向。因此，小半徑曲線在以上3個方向力的相互作用下，導致鋼軌、線路幾何尺寸、軌枕和道床等產生變化，經過一段時間的累積，各種變形進一步擴大，線路的各種病害就會逐步顯現出來，從而對鐵路安全運輸造成隱患。

1.1曲線鋼軌磨耗

小半徑曲線鋼軌磨耗往往是在多種因素的復合作用下形成的，造成曲線鋼軌磨耗的原因主要有：（1）鋼軌本身質量不過關。（2）曲線不圓順、方向不良，使列車通過時產生左右搖晃；緩和曲線超高的遞減距離不夠，引起列車在緩和曲線運行時發生震動、搖晃和沖擊。（3）超高偏大，車輪在重力作用下撞擊摩擦曲線下股鋼軌，從而逐漸形成下股鋼軌磨耗。（4）超高偏小，車輪在離心力作用下撞擊摩擦曲線上股鋼軌，逐漸形成上股鋼軌磨耗。（5）軌距超限，使車輪與鋼軌的接觸不好，增加行車阻力與搖晃。（6）緩和曲線超高的順坡距離不夠，引起列車在通過緩和曲線時產生劇烈振動，加速搖晃和沖擊，造成鋼軌非正常磨耗。（7）軌底坡不正確，使鋼軌頂面與車輪踏面不相吻合，鋼軌頂面受偏壓，這些都會使鋼軌加速磨耗。

1.2曲線方向不良

曲線方向不良是多種因素綜合作用的結果，主要因素有：（1）曲線正矢、水平、高低跟隨路基施工質量以及后期養護不及時等原因造成路基的下沉發生變化。（2）在日常工作中，為了減少撥道量而長期憑經驗撥道、用眼睛看估撥、采用簡易撥道法撥道，都會使誤差積累。（3）養護維修不及時、方法不合適。在撥正曲線時，單純撥道而不結合水平高低的整治同時進行；鋼軌有硬彎、接頭錯牙、軌底坡不一致等病害沒有及時整治；撥道、清篩、搗固作業后，道砟回填、安裝防爬器不及時.不調查軌縫就直接撥道，撥正時強壓使軌縫頂瞎后發生彈性恢復；搗固不均勻等都會引起曲線方向不良。（4）木枕腐朽不能持釘、混凝土枕扣件扭矩不足，防爬器、軌距桿不足或失效都能使曲線方向發生變化。

1.3鋼軌接頭“史嘴”

鋼軌接頭“支嘴”是指曲線上的鋼軌接頭離開應有的圓弧位置，向曲線外側支出。曲線上接頭支嘴是由于鋼軌彈性和硬彎引起的。這類病害多發生在小半徑曲線上，特別是相對式接頭的曲線上。

1.4曲線“鵝頭”

曲線兩端“鵝頭”是曲線的兩端向外側凸出，越出直線方向，偏離應有的平面位置，形成狀似鵝頭的小反向曲線。其產生的原因一是經常盲目進行局部正失調整，把正失趕到一起而產生“鵝頭”。二是為了撥道時省工省力，長期向上挑，隨意減小曲線半徑，將正失集中到直緩、緩直點附近而產生“鵝頭”。在小半徑曲線上，列車進入曲線頭尾的沖擊力度大、道床橫向阻力不足也能產生“鵝頭”。

2礦區鐵路小半徑曲線病害的整治對策

依據查閱相關資料與多次的現場論證，引起曲線鋼軌磨耗和方向不良以及其他病害的主要因素是小半徑曲線地段的橫向水平力，而曲線鋼軌的空間位置決定了橫向水平力的大小。所以在整治小半徑曲線病害時，零敲碎打的辦法是遠遠不夠的，必須采取綜合整治的辦法，徹底做一遍計劃綜合維修。

2.1曲線鋼軌磨耗的整治措施

曲線鋼軌磨耗的整治措施主要有：（1）每年根據全年列車平均速度，檢算設計超高，并根據現場外軌側磨和內軌壓潰情況及時調整曲線超高。（2）采用“中央法”撥道控制曲線首尾連接平順。（3）加強鋼軌硬彎矯直、更換失效聯結零件等方法進行綜合使用。（4）利用“地錨法”來張拉外界力以有效緩解橫向水平作用力。（5）定期檢查并修正曲線圓順度，從預防的觀點出發，治小治早。（6）定期對曲線上股鋼軌側面涂油，減少鋼軌側面磨耗。

2.2曲線方向不良的整治措施：

曲線鋼軌磨耗的整治措施主要有：（1）合理設置軌距加寬與外軌超高。（2）定期打磨曲線鋼軌肥邊，矯正硬彎鋼軌，保持曲線圓滑、平順。（3）有計劃地更換失效軌枕、清篩板結道床、補充道碴、整修路基、疏通排水，保證路基的穩定。（4）定期起道、搗固，消滅空吊板、保證曲線幾何狀態良好。（5）及時更換失效軌枕。

2.3曲線接頭“支嘴”的整治措施

曲線接頭“支嘴”的整治措施主要有：（1）禁止在鋼軌接頭處用起道機撥道，防止鋼軌向外支出或產生硬彎。（2）加寬上股道床，填滿并夯實軌枕盒內道砟，并在支嘴前后的軌枕盒的兩股鋼軌底下設置防爬支撐，以增強曲線的穩定性。（3）在支嘴處安裝地錨，通過軌距桿防止軌道的橫向移動。調換接頭里外口夾板的方法進行整治。（4）將鋼軌接頭“支嘴”處里外口夾板互換，通過彎曲變形的夾板給“支嘴”一個回收的力來抵消“支嘴”現象。

2.4曲線“鵝頭”的整治措施：

消除曲線“鵝頭”的病害，可以采用下列方法：（1）通過撥好曲線兩端的直線方向，目測撥道壓除“鵝頭”，然后再進行正矢測量并計算撥道。（2）按規定計劃緩和曲線的正失，將直緩點、緩圓點、圓緩點、緩圓點固定在正確位置來消除“鵝頭”。（3）撥道時從曲線兩端向中間撥，杜絕將誤差聚到曲線一端產生“鵝頭”。

3關于小半徑曲線養護的思考

3.1強化維修質量

日常維修中，為保證小半徑曲線狀態良好，總結出如下經驗：（1）在合理設置正矢的前提下，堅持每月安排一次小曲線正矢的全面檢查，用10米長弦線全面檢測正矢，每次檢查必須做到大小樁全部檢查，并做好記錄。為曲線正矢整正提供可靠參考。（2）加強曲線鋼軌狀態檢查和監控，按《鐵路線路修理規則》規定及時進行更換重傷鋼軌。（3）合理設置曲線超高順坡，在整個緩和曲線內順完。（4）對半徑小于300米的曲線加裝地錨拉桿，防止線路的橫移。（5）及時補充和更換聯接零件，發現扣件、腳墊、螺栓等零件損壞或缺失，立即進行更換、補充。（6）冬季、夏季加強曲線鋼軌接頭軌縫的檢查，及時調整軌縫，防止軌縫過大造成螺栓拉斷、鋼軌掉塊或瞎縫造成脹軌跑道、線路橫移等病害的發生。（7）冬季根據線路凍害情況及時加裝凍害墊板。（8）春融季節及時撤出凍害墊板并進行搗固。

3.2建立小半徑曲線的技術臺賬

（1）建立曲線技術臺賬和正矢檢查記錄，可以探索出曲線病害產生的原因與發展規律，結合日常檢查情況，根據每一條曲線病害發展規律，在曲線狀態惡化前進行有計劃的預防性維修，降低維修工作量、提高線路設備完好率。（2）定期測量鋼軌磨耗并做好記錄，分析鋼軌磨耗原因，制定有針對性的防范措施。