益湛線普速鐵路70m高低病害成因與整治方法研究

劉飛

（南寧鐵路局桂林工務(wù)段 廣西桂林 541000）

益湛線普速鐵路70m高低病害成因與整治方法研究

劉飛

（南寧鐵路局桂林工務(wù)段 廣西桂林 541000）

本文深入分析益湛線軌道70m高低病害的成因，提出了重新拉坡、全起全搗、優(yōu)化利用小型搗固機(jī)具、消滅氣壓焊高接頭和嚴(yán)格驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等整治措施，提升了線路質(zhì)量的整體水平，確保線路設(shè)備質(zhì)量均衡。

益湛線；70m高低病害；成因；政治方法

隨著我國(guó)鐵路運(yùn)行速度的提升，列車運(yùn)行的舒適性與安全性均得到了有效的提高，線路要求必須達(dá)到平順性。自2007年開(kāi)始，對(duì)時(shí)速140km以上的線路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，增加的70m軌向、70m高低、曲率變化率、軌距變化率及橫向變化率幾個(gè)評(píng)分項(xiàng)目，而在軌道不平順波長(zhǎng)范圍方面對(duì)行為安全的影響也增加，這就要求軌道不平順控制標(biāo)準(zhǔn)也要相應(yīng)的進(jìn)行提高。所謂70m高低病害，是指列車在運(yùn)行過(guò)程中，鐵路任意70m線路段范圍內(nèi)軌道面不平順的峰值，這其中主要包含兩種不平順類型：短波與長(zhǎng)波，其中長(zhǎng)波檢測(cè)基長(zhǎng)范圍與短波檢測(cè)基長(zhǎng)范圍分為為1.5～70m、1.5～42m。短波不平順對(duì)輪重產(chǎn)生主要影響，長(zhǎng)波不平順對(duì)旅客的舒適度產(chǎn)生主要影響。由于對(duì)長(zhǎng)波不平順在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，方法較少，傳統(tǒng)采用眼穿法，該檢測(cè)方法存在的主要問(wèn)題是精度不高，所有目前現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員普遍存在的困擾是對(duì)長(zhǎng)波不平順的檢測(cè)。所以，對(duì)長(zhǎng)波不平順產(chǎn)生的原因及整治的方法進(jìn)行研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 病害概況

益湛鐵路線路設(shè)計(jì)時(shí)速140km，檢查執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為120～160km/h。從2009年線路通車后，70m高低扣分情況嚴(yán)重，如表1所示。

表1 益湛線桂林工務(wù)段641km70m高低病害情況

從以上三組數(shù)據(jù)可以看出，在益湛線桂林工務(wù)段病害中，70m高低病害每月所扣分值達(dá)到所有病害總扣分值的54%以上，這就使得益湛線線路整體質(zhì)量水平嚴(yán)重下降。

2 原因分析

基于益湛線桂林工務(wù)段70m高低病害嚴(yán)重，為了分析其原因，桂林工務(wù)段深入現(xiàn)場(chǎng)，從軌檢車波形圖、道床厚度、縱斷面、線路平面及軌道動(dòng)靜態(tài)狀態(tài)等方面對(duì)70m高低扣分地點(diǎn)進(jìn)行排查與分析，主要是由以下幾個(gè)方面原因?qū)е?0m高低不平順。

2.1 設(shè)計(jì)缺陷

由于線路豎曲線深入鋼梁橋，導(dǎo)致鋼梁拱度無(wú)法設(shè)置，導(dǎo)致長(zhǎng)波不平順現(xiàn)象的發(fā)生。例如，益湛線某段鋼梁橋，處于坡道，坡度5.7‰，而該段變坡點(diǎn)坡度差9.1‰，本處豎曲線已經(jīng)深入明橋面，根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求：豎曲線與緩和去選（曲線）不應(yīng)設(shè)置在明橋面線路，而在大于4‰坡度的坡道上也不宜設(shè)置明橋面。顯然益湛線該線路段與該規(guī)定是不符的，導(dǎo)致鋼梁拱度無(wú)法設(shè)置，造成橋梁兩側(cè)70m高低經(jīng)常出現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ級(jí)扣分。

2.2 線路變坡點(diǎn)養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

如果變坡點(diǎn)豎曲線不平順，尤其是在距離變坡點(diǎn)50～100m范圍內(nèi)多波或單波高低不平順，就會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)波不平順。例如，益湛線某段（K641+600～K642+000），存在七處70m高低Ⅰ級(jí)扣分，主要是由于該縣路（線路）段邊坡點(diǎn)對(duì)豎曲線養(yǎng)護(hù)不到位出現(xiàn)的。

2.3 橋隧涵與路基過(guò)渡段撓曲差

鐵路運(yùn)營(yíng)中，由于列車長(zhǎng)期運(yùn)行，或者是由于隧道進(jìn)出口、橋涵頭尾處有撓曲差的存在，使得長(zhǎng)波不平順現(xiàn)象非常容易發(fā)生。尤其是對(duì)于一些等距、多跨的橋梁，一旦出現(xiàn)撓曲變形后，就會(huì)導(dǎo)致軌道不平順現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且其諧波波形具有周期性的特點(diǎn)，如果列車行駛速度比較快的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致車體出現(xiàn)諧振情況，尤其是對(duì)于40～100m跨度的等距梁橋梁中，如果梁體出現(xiàn)撓曲變形，那么軌道不平順問(wèn)題極易發(fā)生。例如，益湛線某段（K629+500～K630+000）Ⅱ級(jí)扣分較多，該區(qū)段位于隧道口過(guò)渡段，對(duì)線路靜態(tài)幾何尺寸進(jìn)行檢查，均良好，但是在隧道口外部，列車行駛過(guò)程中軌道存在明顯的空吊，主要是由于外道床與隧道內(nèi)厚度差距過(guò)大，而隧道外由于路基沉降，達(dá)到1.2m，而隧道內(nèi)床基沉降量較小。

2.4 路基填方地段工后沉降不均勻

路基沉降系數(shù)與地質(zhì)條件差異有直接的影響，導(dǎo)致工后路基發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致路基頂面不平順現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而使道床的厚度產(chǎn)生一定的差異。而實(shí)際情況中，道床的厚度和其在擠密作用下發(fā)生路基沉降有直接的關(guān)系。道床厚度越大，則填方孔隙越大，在擠密作用下，沉降量也就越大。道床殘余變形積累與道床彈性存在較大差異時(shí)，即可發(fā)生軌道在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)中波或長(zhǎng)波高低不平順問(wèn)題。例如：益湛線某段（K640+500～K641+000）Ⅰ級(jí)扣分地點(diǎn)處于高路堤上，該處路基填方高度達(dá)到12m，且路基下方存在軟弱層，在設(shè)計(jì)中，雖然已經(jīng)對(duì)路基下方進(jìn)行了加固處理，但該處的沉降量仍然高于其它路段，該處道床厚度與兩側(cè)路塹明顯較高。

2.5 工區(qū)維修保養(yǎng)不到位或手法單一

①對(duì)鐵路進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)的時(shí)候，由于維護(hù)人員養(yǎng)護(hù)不到位，例如抬道不均勻、搗固不均勻等養(yǎng)護(hù)不到位現(xiàn)象的存在，容易導(dǎo)致空吊板過(guò)多現(xiàn)象的發(fā)生，一旦出現(xiàn)就可能導(dǎo)致單波或多波高低不平順病害的發(fā)生；②對(duì)線路某段不均勻沉降問(wèn)題進(jìn)行處理的時(shí)候，由于所采用的整治措施不合理，導(dǎo)致整治不到位，對(duì)沉降路段沒(méi)有進(jìn)行經(jīng)常性的搗固作業(yè)，出現(xiàn)方向、水平、軌距復(fù)合不平順；③養(yǎng)護(hù)人員養(yǎng)護(hù)方法單一，通常采用以墊代搗方式對(duì)墊板數(shù)量進(jìn)行目測(cè)估算，來(lái)解決長(zhǎng)波不平順內(nèi)的多波或單波高低不平順，盡管該方法對(duì)平面短波高低不平順?lè)矫娴恼涡Ч^理想，但在長(zhǎng)波高低不平順整治中，效果較差，尤其會(huì)出現(xiàn)越墊約厚，如果厚度達(dá)到一定程度時(shí)，軌道的框架剛度會(huì)下降。

3 整治措施

3.1 采用水準(zhǔn)儀精確測(cè)量后重新拉坡

采用水準(zhǔn)儀每間隔5m準(zhǔn)確測(cè)量一次，利用軌檢動(dòng)態(tài)長(zhǎng)波高低不平順數(shù)據(jù)，按照線路坡度情況，對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的抬道、落道數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，要求坡差大于3‰、起道量小于50mm時(shí)設(shè)置豎曲線。在重新測(cè)量線路標(biāo)高的基礎(chǔ)上，重新進(jìn)行拉坡，對(duì)線路縱斷面狀況進(jìn)行改善。

3.2 進(jìn)行全起全搗

在測(cè)量以后，對(duì)橋隧涵和50～100m路基不均勻沉降地段與線路連接處長(zhǎng)波高低不平順內(nèi)的中波不平順處，重新進(jìn)行回墊或全搗，對(duì)長(zhǎng)波不平順進(jìn)行消除，降低由于中波不平順造成的列車振動(dòng)現(xiàn)象。

3.3 改變養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)的方式

對(duì)軌道不平順進(jìn)行整治的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行處理，對(duì)軌道復(fù)合不平順病害進(jìn)行消滅，同時(shí)需要注意的是要防止對(duì)一處病害進(jìn)行整治以后，又引起另外一處或多處出現(xiàn)其它病害。例如，改道需要對(duì)軌向、軌距變化率密切觀察，搗固應(yīng)該注意水平變化率，完成養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)要，要嚴(yán)格進(jìn)行檢查，對(duì)過(guò)車時(shí)軌道面的變化情況進(jìn)行觀察，如果接頭位置的起道高度過(guò)大，則可能導(dǎo)致新的不平順問(wèn)題發(fā)生。

3.4 加強(qiáng)對(duì)小型搗固機(jī)具設(shè)備優(yōu)化利用

因?yàn)椴糠址椒ㄖ荒軐?duì)中波造成的一些病害進(jìn)行處理，在對(duì)長(zhǎng)波高低不平順問(wèn)題進(jìn)行整治的時(shí)候，容易受到人員素質(zhì)、人力物力及搗固質(zhì)量等不利因素影響，所以效果不佳，但這些方法可以用在長(zhǎng)波不平順內(nèi)起道量較小、前期超厚墊板取搗等工作中。而對(duì)長(zhǎng)波不平順內(nèi)起道長(zhǎng)度不長(zhǎng)、起道量不大時(shí)，不適合采用上述方法，可以按照實(shí)際需求，安排2～4臺(tái)小型搗固機(jī)具進(jìn)行搗固，對(duì)長(zhǎng)波高低不平順內(nèi)的短波高低不平順進(jìn)行抬平。

4 結(jié)語(yǔ)

鐵路在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行以后，出現(xiàn)不同程度的坑洼現(xiàn)象是非常普遍的，因此，在列車運(yùn)行期間，對(duì)鐵路進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)，對(duì)軌道不平順進(jìn)行維修控制，對(duì)線路縱斷面良好狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)，保證線路高效、安全運(yùn)行。

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U216.41

A

1004-7344（2016）18-0156-02

2016-6-5

劉 飛（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事普速鐵路線路維修養(yǎng)護(hù)工作。