奎北鐵路奎屯河至袁家莊曲線病害的成因及整治

劉溥漢

摘要：當列車在進入曲線后，軌道迫使車體不斷地轉(zhuǎn)向，這樣形成車輪沖擊軌道，造成軌道變形，發(fā)生方向不良。曲線方向不良，列車發(fā)生劇烈搖擺，橫向水平力隨著搖擺而變化，加劇了對軌道的沖擊和振動，因而使各種不良現(xiàn)象惡化，曲線病害增多，病害峰值變大。曲線地段的病害如不及時、妥善的整治，輕則使旅客感到不舒適或列車發(fā)生晃動，影響行車質(zhì)量；重則造成列車的顛覆。奎北鐵路曲線地段約占全線的1/4，提高曲線的養(yǎng)護質(zhì)量，對提高線路的整體質(zhì)量，延長軌道各部的使用壽命，保證行車安全有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：鐵路；曲線；病害；成因及整治

0引言

奎北鐵路是指從奎屯至北屯市的鐵路線路，它從奎屯西與蘭新線西段鐵路接軌，向北經(jīng)克拉瑪依、福海至北屯市。線路全長463.96km，管內(nèi)有曲線55條，曲線全長105.76km，曲線地段約占線路全長的1/4，軌道工程采用P50kg/m25m標準長度的鋼軌，屬有縫線路。線路平面最小圓曲線半徑1200m，最小圓曲線及夾直線長度均大于97.7m：直線與圓曲線間采用緩和曲線連接，緩和曲線最小長度150m。

2009年，奎北鐵路奎屯站-克拉瑪依北站開通運營：隨著2011年克拉瑪依北-北屯市段開通運營，奎北鐵路全線開通運營，它的工務(wù)維修管理由中鐵二十一局一公司克拉瑪依維管段負責。全段下設(shè)3個線路車間，五五車間為3個車間之一，擔負奎北鐵路K1+337-K150+000區(qū)段線路養(yǎng)護維修工作，此區(qū)段包括8個車站、15條曲線。2014年隨著“北疆之星”城際列車的開通運營，車間所管轄線路由100km/h提速至120km/h，且每日開行3對城際列車，行車密度翻倍，線路設(shè)備質(zhì)量要求提高，維修標準更加嚴格，車間維修量增大，任務(wù)日益繁重，為保證城際列車安全平穩(wěn)運行，車間對管轄線路進行了徹底的檢查統(tǒng)計，在檢查出來的問題中，尤其奎屯河至袁家莊區(qū)段的曲線病害最為嚴重。

1奎屯河至袁家莊曲線病害的基本情況

奎屯河至袁家莊曲線由三條曲線半徑分別為3000m、1200m、1400m的曲線組成，俗稱“回頭曲線”，如圖l所示，三條曲線的長度分別為977m、4103m、1116m：這條“回頭曲線”使得奎北鐵路從奎屯向西遷出后轉(zhuǎn)向了北向。

奎北鐵路截止目前進行過三次線路提速維修施工，由于這里基礎(chǔ)較為落后，在人員素質(zhì)和維修設(shè)備上均很滯后，使得線路質(zhì)量提升經(jīng)歷了漫長過程。表現(xiàn)在這條回頭曲線的病害整治上，就是缺乏大型養(yǎng)路機械，維修人員能力有限，該段曲線病害長久沒有得到有效解決，病害日益突出，行車中曲線晃車情況非常嚴重，直接影響運輸安全和車間的生產(chǎn)成本支出。此區(qū)段曲線病害由來已久，通過對比軌檢車檢測結(jié)果，波形圖中出現(xiàn)的分數(shù)、數(shù)值差有些與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)不符，該扣分的地方設(shè)扣分，不該扣分的地方反而扣分，仔細對比分析原因為線路高低雙坑或大坑帶小坑，這種波形連帶起伏極易檢出扣分公里，反而大長距離緩坑、慢坑軌檢車圖形無峰值變化。但是長大緩坑就像病菌的溫床，任其發(fā)展而得不到有效整治，很容易全面爆發(fā)病害，給行車安全帶來安全隱患，受奎屯河特大橋地形限制，此區(qū)段長大距離緩坑幾年來都沒有進行過有效整治。

2奎屯河至袁家莊曲線病害的成因分析

奎屯河至袁家莊三條曲線中第一、第二條曲線在奎屯河特大橋上。該橋全長6859m，橋中心里程K13+900?，F(xiàn)場分析調(diào)查線路病害的主要原因：

①曲線正矢不良，其中977m曲線兩頭緩和曲線超高順坡嚴重不足，順坡率>2.5%，造成線路高低超限，緩和曲線正矢標點偏離樁點2.6m，造成曲線不圓順，正矢超限。我們發(fā)現(xiàn)車間維修管理人員參加工作時間短，專業(yè)技術(shù)基本功比較差，在撥道作業(yè)中，從不事先進行科學計算撥道量，而是每個人根據(jù)自己的經(jīng)驗進行人為估算撥道量，長此以往，日積月累就使得曲線線路的方向出現(xiàn)了嚴重不良，并且撥正前也不進行軌縫調(diào)查，強壓硬頂使接頭頂密后發(fā)生彈性恢復，撥正后沒有對另一邊軌枕頭間隙進行搗固，這樣撥道作業(yè)就始終處于一個無序狀態(tài)，曲線方向不良就再所難免了。

②支咀接頭，圓曲線上股部分地段缺砟嚴重，軌枕螺栓、接頭螺栓扭力不足，起撥道器對接頭單點的起撥等造成夾板彎曲形成支咀接頭。經(jīng)檢查每公里螺栓扭力不足多達200多處，特別是在靠近奎屯河大橋西段曲線上，因這段曲線半徑為1200m，長度為4103m，曲線半徑小且曲線長度長，曲線接頭螺栓扭力若不足，當經(jīng)過列車荷載撞擊會產(chǎn)生接頭夾板變形，形成支咀接頭。

③高低不良，奎屯河大橋上兩條曲線普遍存在長平高低不良，有的扣分地點就是高低超限，現(xiàn)場檢查病害在長平不良地段又疊加小坑，形成扣分。這段曲線地段截止到2016年6月，因車間技術(shù)條件限制及設(shè)備運輸安全規(guī)定等因素，一直在奎屯河特大橋上未安排過大機作業(yè)，線路質(zhì)量基礎(chǔ)極差，幾年來我們也只能處理一些簡單的單點病害，就連作業(yè)效率較高的小機群作業(yè)也是由于在奎屯河大橋上沒有機械停放位置，導致無法上線作業(yè)，使得線路長平難以徹底矯正。

3奎屯河至袁家莊曲線病害整治措施

鑒于以上現(xiàn)場調(diào)查和線路實際情況，車間在七、八月份開展了奎屯河曲線線路專項整治活動，具體的整治措施如下：

①利用全站儀對977m曲線五大樁點進行復測，發(fā)現(xiàn)977m兩頭附帶曲線HY、ZH點偏離中心樁2.6m，車間根據(jù)曲線資料數(shù)據(jù)對977m曲線五大樁點進行重新布點。緩和曲線超高順坡按照5米遞減順坡，順坡率不大于1%o，緩和曲線正矢容許偏差值按照2、4、6mm標準控制，對正矢超標處所采取改道、撥道相結(jié)合的辦法處理。

②道砟是工務(wù)作業(yè)的糧食，沒有飽滿的道床，線路設(shè)備質(zhì)量得不到有效保障，現(xiàn)場調(diào)查4103m曲線缺砟1100方，我段積極協(xié)調(diào)奎北公司對該曲線補充道砟20車。為穩(wěn)定曲線線性，采取加寬和堆高外股砟肩高度的辦法，增加道床橫向移動阻力，砟肩加寬、加高數(shù)量可根據(jù)曲線半徑大小、道床穩(wěn)定程度和曲線圓度變化情況決定。

③保證正矢不超限。要求線路班組認真做好曲線正矢計算及撥道工作，撥、改、搗有機地結(jié)合，對整個曲線要全面考慮，統(tǒng)一調(diào)整。撥道時適當預(yù)留回彈量，下壓時多留，上挑時少留，撥道量大多留，撥道量小的少留，撥后正矢應(yīng)滿足《鐵路線路修理規(guī)則》要求。

④提高起道質(zhì)量，嚴格控制曲線超高設(shè)置，利用小機群進行全起全搗。直線和圓曲線地段起道時，起道機和道尺應(yīng)放置在同一地點，緩和曲線地段起道時，無論起道機放置在何處，道尺應(yīng)放置在起道機鄰近的正矢點。

⑤將支咀接頭、變形夾板及時更換，在外部溫度適合時對整條曲線進行鎖定并緊固接頭螺栓，使得螺栓扭力達到標準。

4奎屯河至袁家莊曲線病害整治效果

經(jīng)過以上措施對此段曲線線路整治之后，2016年11月份鐵路局Ⅵ型軌檢車進行了動態(tài)檢查驗收，我們通過對比這段10km線路整治前后的設(shè)備狀態(tài)，可以大體看出我們制定措施的成效。

整治前（2016年6月），I級65處，II級5處，I級臨界II級病害有5處，平均每公里扣分6.7分，總扣分67分，軌道TQI指數(shù)平均分值9.1，每公里平均T值1.84：整治后（2016年11月），I級7處，II級0處，I級臨界II級病害有0處，平均每公里扣分2.8分，總扣分28分，軌道TQI指數(shù)平均分值7.29，每公里平均T值1.41。

通過整治，該段線路消滅軌檢車II級、I級臨界II級病害，I級病害大幅減少，達到線路質(zhì)量均衡，軌道TOI指數(shù)平均分值達到路局的要求8.5以下。

5結(jié)束語

我段在工務(wù)線路維修方面漸漸走上正軌，線路質(zhì)量逐年得到提升，維修人員業(yè)務(wù)能力也逐漸適應(yīng)了鐵路運輸發(fā)展的需要。曲線病害是工務(wù)段進行線路維修的重點和難點，通過上述病害整治方法，能降低曲線病害的發(fā)生率，日常加強班組曲線病害處理方法的培訓，引入單元化管理等先進理念，從基礎(chǔ)工作抓起，有效控制曲線病害的發(fā)生，使列車運行平穩(wěn)安全。endprint