淺談軌道結構變形整治方法

◎吳頔

近年來，鐵路軌道交通作為連接鐵路軌道交通的重要組成部分，在各大城市的交通運輸中所占比重越來越大，對城市運輸有重要的作用。隨著鐵路運輸交通的不斷發展，各條客運專線線路的投入運營，新的軌道結構變形的問題也不斷涌現，由于荷載的因素，導致軌道結構會產生應力和變形。軌道結構在設計時就考慮了一定的安全系數，結構層有足夠的強度及適宜的剛度承受這種應力和變形；但各結構層間連接較為薄弱，在荷載的長期作用下，導致軌道的層間傳力特性就會發生變化，進而影響軌道結構的整體性和穩定性，如出現鋼軌碎彎、道床板上拱、軌道板與砂楽分離等現象。這就會影響軌道結構的整體穩定性及其服役性能，進而對行車安全性、乘客舒適性產生不利影響。因此研究探討軌道結構變形的整治方法是非常有意義的。

一、軌道結構變形的類型及其形成原因

（一）垂向軌道不平順

1.高低不平順。造成軌道短波高低不平順的因素有很多，主要有鋼軌的高接頭和低接頭以及路基翻 楽冒泥等不良病害。高低不平順會使得輪軌沖擊作用加劇，嚴重情況下會使得車輛的點頭和浮沉振動甚至是出現脫軌，不僅劣化線路的運行狀態而且危及行車安全。另外，高低不平順幅值太大的時候，鋼軌的下沉量也會增大，道床的阻力也會大幅度削弱，最終造成無縫線路脹軌跑道波長在以內的高低不平順，幅值小，波長短，是產生軸箱垂直振動加速的主要原因。波長在左右的高低不平順，引起的劣化作用主要是車體的垂直振動加速度偏大。波長在左右的高低不平順，其幅值和波長都比較大，會促使車體出現點頭振動。

2.水平不平順。水平不平順是指軌道左右兩股鋼軌頂面相對高低偏差出現的波動變化。為了保證列車的平穩運行，雖然兩股軌面高差的波動無法避免，但是還是應將水平不平順的幅值盡量控制在合理的范圍以內。水平不平順跟高低不平順大都同時存在，只要出現高低不平順就有水平不平順。水平不平順會使得列車在運行過程屮出現側滾和橫向振動加速度增大，長期作用會使得左右兩股鋼軌因受力不均衡而產生磨耗。

3.扭曲不平順。這種不平順的的表現形式是軌道的兩股鋼軌不在一個平面上，在某一點可能左軌高于右軌，隔一定距離之后到下一點可能又反過來右軌高于左軌，如果這兩點之間的距離大于且軌面高差絕對值之和大于允許值的時候就稱為三角坑病害出現三角坑病害的時候，列車在運行過程中會出現四個車輪中有一個車輪嚴重減載甚至懸空的現象，甚至有可能引起脫軌事故。所以應杜絕這個病害的出現。成軌道的方向不平順。這種不平順會使得列車在運行過程中車輪橫向振動，從而引起車體橫向的搖擺或側滾，引起劇烈的輪軌沖起作用。特別是在曲線地段，由于本身的超高就使得鋼軌受力不均磨耗嚴重，如果再出現橫向不平順就會使軌道狀態進一步惡化，危及行車安全。

4.軌面短波不平順。軌面短波不平順是指小范圍內鋼軌頂面的不平順。包括軌面不均 勻磨耗、鋼軌的擦傷、軌道板的剝離掉塊、鋼軌接頭捍縫不平和接頭錯牙等，多是孤立的且沒有周期性。而波紋磨耗和波浪形磨耗則呈現周期性特征。

（二）橫向軌道不平順

1.軌道方向不平順。軌道上左右兩根鋼軌軌頭在線路方向上的橫向不平順稱之為軌道方向不平順（通稱軌向不平順或方向不平順）。左、右兩根鋼軌的方向變化存在差異，在木枕和扣件薄弱的曲線地段尤為明顯，因此需要將左、右軌方向不平順區分開來，并取左、右軌方向不平順的均值為軌道中心線方向的偏差。軌道在施工過程中的鋪設偏差或運營期間軌道結構設備狀態不良引起的橫向變形都會造

2.軌距偏差。軌距偏差是指在鋼軌頂面以下范圍內兩股鋼軌作用邊之間距離的最小值和標準值兩者之間的偏差。（國外一般取定在軌面以下處進行軌距測量）。軌距偏差主要是由鋼軌扣件松動或者鋼軌內側不均勻磨耗引起，這也是方向不平順帶來的影響。軌距的偏差同樣也會使得列車出現橫向振動和鋼軌受力不均的現象。

（三）復合不平順

復合不平順就是指軌道上同一個地方同時出現兩種以上的上述各種垂向或橫向的不平順。

二、軌道結構變形的影響因素

（一）地質條件會影響軌道交通結構穩定性

由于鐵路運輸路線較長，所跨越的區域較廣，遭遇的地質環境時有差異的，因路線原因，必須在特殊的地段施工的，軌道的主體結構的變化受到地層地質環境變化的影響較大。對于地形復雜的地區，鐵路交通施工才通常采取不同的施工方式，建設過程中會改變地層壓力的分布。此外，地下水位的變化也會影響工程主體結構的穩定性。另外，運營期地質構造的改變與地下水位變化同樣會引發結構變形，嚴重時甚至會威脅運營安全。

（二）不同結構類型之間存在不均勻沉降

結構類型不同，主要表現在以下方面：（1）軌道交通工程結構主要有隧道、高架橋梁、路基、涵洞以及房屋建筑等不同的結構類型；（2）隧道分為馬蹄形、矩形框架形隧道；（3）橋梁有連續梁橋、連續鋼構橋；（4）路基有填方路基和挖方路基。不同的施工工藝以及不同結構類型之間存在不均勻變形，往往會產生相對位移。

（三）運營本身或周邊環境變化造成主體結構變形

軌道交通在運營過程中由于車體與軌道之間的振動或離心力作用，有可能導致軌道交通結構的變形或誘發土質松動，為運營帶來安全隱患。此外，軌道交通建設的層面貼近地表，與地表之間的聯系較為緊密，地上環境的變化也可能導致軌道交通主體結構的變形。

三、軌道結構變形的整治方法

（一）軌道結構變形檢查

日常工務作業中軌道檢查分為靜態檢查和動態檢查兩大類。靜態檢查是指在沒有車輪荷載對鋼軌產生作用力的時候，利用人工或軸重較輕的測量小車對軌道進行的各種檢查，檢查內容包括復測及限

査界檢查、軌道靜態檢查、鋼軌檢 、扣件檢查、道盆結構檢查、春秋檢查和量具檢定。動態檢查是指在車輪荷載作用下，利用綜合檢測車或便攜式檢查儀等進行的各種軌道檢查以及利用鋼軌探傷車對鋼軌狀態進行檢查。

（二）軌道結構變形調整

1.靜態調整。主要是軌檢小車利用控制點對軌道幾何狀態測量，然后通過軟件分析并對線形進行不斷完善的調整。最終使軌道靜態精度滿足規范要求。

2.動態調整。這一階段的工作內容主要是通過對動態軌檢車數據的分析結果釆用靜態調整的方法分點對軌道進行有針對地調整。動態檢測的評估結果一共分為四級，級只需要進行常養護，級點需要重點進行調整，級點對列車限速，點不允許行車。

四、結束語

由于施工偏差、路基不均勻沉降、車輛作用及自然環境等因素使得軌道交通運營一段時間之后軌道結構出現變形。軌道上的行車速度和密度等的原因，為了滿足行車安全性和舒適性，就必須實現軌道結構的高平順性和高穩定性。需要對軌道結構變形進行相關的調整工作。本文對軌道結構變形的類型及形成原因，影響軌道結構的因素進行了分析，最后提出了軌道結構變形的整治方案。