鐵路線路曲線病害成因及其整治

劉興未

摘要：曲線是鐵路線路的一個重要組成部分，也是一個薄弱環(huán)節(jié)，做好曲線的養(yǎng)護(hù)維修，提高曲線質(zhì)量是全面提高線路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的關(guān)鍵工作。鐵路線路由于不間斷地受到機車、車輛的碾壓和沖擊，所以線路狀態(tài)處在不斷的變化當(dāng)中。曲線地段特別是小半徑曲線地段較直線地段所受到的沖擊、碾壓和推擠更為突出，不但線路狀態(tài)變化較快，而且軌件的磨損也比較嚴(yán)重，因此曲線的養(yǎng)護(hù)維修與病害整治成為線路養(yǎng)護(hù)維修工作的一個重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：鐵路線路；曲線病害；整治

1 曲線病害防治工作的必要性

如果發(fā)生了曲線方向問題、接頭支嘴以及曲線鋼軌出現(xiàn)了損壞等大量常見的鐵路養(yǎng)路工作當(dāng)中經(jīng)常會遇到的一種病害，而之所以會產(chǎn)生此類的病害，究其原因而言，通常是會受到多重因素影響的，當(dāng)然，由于原因的多樣性，也就決定了對這些病害的整治同樣應(yīng)當(dāng)從多個角度入手加以解決，并進(jìn)行全方位的考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃。因此能夠爭取對曲線病害發(fā)生的原因進(jìn)行分析把握就顯得十分的重要了，將直接的關(guān)系到此類問題解決方法的探尋，并且能否對原因形成一個全面客觀地認(rèn)知，將會直接關(guān)系到對線路狀態(tài)的維護(hù)，對于恢復(fù)以及保持鐵路的正常運轉(zhuǎn)的重要性，自不待言，除此以外還能夠降低投入到鐵路的建設(shè)維護(hù)當(dāng)中的人、材、物等等成本消耗，如果不能形成對曲線病害原因的正確認(rèn)識，則很有可能會由于病害的經(jīng)常出現(xiàn)而帶來反復(fù)的整修，從而耗費大量的時間以及物資成本等等，并且即便如此也無法達(dá)到理想的效果。本文將在下文之中對引發(fā)曲線病害的一些常見誘因進(jìn)行分析，并針對性的尋找解決問題的出路。

2曲線病害產(chǎn)生的原因

列車的運行由軌道來導(dǎo)向，車體在運行時，由于慣性的作用是不會改變方向的。尤其是在鐵路線路上，而在曲線地段，軌道卻不斷的轉(zhuǎn)變方向，迫使車體也不斷的改變方向。因此，車體運行方向和曲線軌道的方向總是相互矛盾著的。曲線地段是鐵路線路上的薄弱環(huán)節(jié)之一，在一般的地形條件下，鐵路曲線約占正線延長線的30%，提高曲線的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，對均衡提高線路的質(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。

3曲線病害的分類

曲線病害主要有：方向不良，軌距不符，水平超限，軌底坡不統(tǒng)一，曲線鋼軌側(cè)面磨耗，剝落掉塊和波浪形磨耗。由于在曲線地段車輪對鋼軌產(chǎn)生的反向力，使曲線地段的線路承受著多方向的作用力。因此線路的曲線地段，特別是小半徑的曲線地段是鐵路三大薄弱環(huán)節(jié)之一，特別值得重點保護(hù)。

4 曲線線路產(chǎn)生的病害及對行車的影響

4.1 路基病害

（1）既有線改造在改線地段新修的橋梁，或出于線路封閉的需要新頂進(jìn)的立交，由于橋臺后背的路橋結(jié)合部填土不能用大型機械碾壓夯實，路基松軟導(dǎo)致路橋結(jié)合部承載力不足，線路長期下沉，影響高低、水平、軌向不良且不易整治。（2）列車由于速度高、軸重大，一是對路基表面靜壓力增大，因地心引力作用地下水上升到路基面。二是對枕下道碴的碾壓、破壞也較大，導(dǎo)致道碴顆粒相互磨擦產(chǎn)生粉未，棱角磨圓穩(wěn)定性下降。加之重載列車大多是散裝貨物多，車輛封閉不嚴(yán)，大量散裝煤渣散落到線路上，道碴粉未與散落煤渣填滿了道碴間的空隙，阻塞了道床排水，導(dǎo)致基床、道床翻漿冒泥，線路幾何尺寸不易保持。

4.2 鋼軌病害

焊縫不平順。曲線地段需在工地使用氣壓焊或鋁熱焊焊接成無縫線路。由于工地現(xiàn)場焊受人員操作技能、工具、環(huán)境等各方面的影響，不可避免的會使部分焊接接頭產(chǎn)生軌面不平順和焊縫處錯牙。焊縫接頭軌面不平順會導(dǎo)致車輪對軌道的垂向沖擊力激增，引起動力學(xué)指標(biāo)超限，作用邊的不平順會使列車產(chǎn)生水平加速度，降底旅客舒適度。（2）波磨病害。波磨是指鋼軌踏面因磨耗而形成的有規(guī)律性的不平順。波磨產(chǎn)生的原因較復(fù)雜，與軌道彈性及鋼軌的屈服強度有關(guān)，但其實質(zhì)是鋼軌踏面的波浪壓潰。由于高速重載列車的運行，鋼軌發(fā)生波磨的速度加快且出現(xiàn)的地點更加普遍，當(dāng)波磨較重波幅達(dá)0.4～1.2mm時，輪軌之間的作用力和軌道振動大大增加，對軌道的破壞性也迅速增大，甚至引起機車與線路的共振，嚴(yán)重影響列車高速行駛的平穩(wěn)性。（3）側(cè)磨病害。鋼軌側(cè)磨是由于列車在通過曲線時，由于內(nèi)外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速存在差異，但不能做相對差速轉(zhuǎn)動，外側(cè)車輪沿外股鋼軌滾動的同時還緊靠外股鋼軌作用邊做滑動，導(dǎo)致外股鋼軌產(chǎn)生側(cè)磨。鋼軌材質(zhì)硬度越低、曲線半徑越小、機車車輛的固定軸距大時，側(cè)磨發(fā)展的速度就越快。當(dāng)鋼軌材質(zhì)、曲線半徑一定時，側(cè)磨的發(fā)展主要與機車車輛的固定軸距有關(guān)。軌面不平，車輪摩擦引起的鋼軌波紋，列車爬坡，車輪空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的鋼軌擦傷。鋼軌側(cè)磨及擦傷導(dǎo)致軌距擴大、惡化輪軌關(guān)系，影響列車通過曲線時的平穩(wěn)性。

5 曲線病害的整治措施

在鐵路曲線地段，列車受離心力的作用容易發(fā)生車體傾斜現(xiàn)象，鋼軌在沖擊力的作用下容易發(fā)生變形。車輪和鋼軌的磨損必然導(dǎo)致列車運行的不平穩(wěn)性和降低旅客的舒適感。為此解決這些問題，保證列車安全平穩(wěn)的通過曲線地段，就必須在鐵路曲線的兩側(cè)設(shè)置緩和曲線，設(shè)置合理的外軌超高和加寬軌距，加強線路設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)，保持曲線線性等。

5.1 曲線地段的養(yǎng)護(hù)

對于鐵路曲線在其運行過程中要堅持“預(yù)防為主，防治結(jié)合，修養(yǎng)并重”的基本原則，加強對線路的養(yǎng)護(hù)，特別是對線路中小半徑的曲線地段。從設(shè)備上加強對鐵路曲線的設(shè)計，保證路基參數(shù)能夠達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；整治路基病害，防治路基基礎(chǔ)變化引起的上部建筑的變形；安設(shè)曲線頭尾標(biāo)志固定曲線的位置。

5.2 設(shè)置合理的曲線外軌高度

在鐵路曲線的設(shè)計時都采用了三次拋物線，鐵路線路的緩和曲線正矢和外軌超高都呈折線梯形，在曲線的終點處不能滿足圓順過度的要求，因此在進(jìn)行曲線設(shè)置時要注意以下問題：

第一，在曲線的頭尾位置設(shè)置正確的標(biāo)記，在檢修過程中及時對其進(jìn)行校對，對產(chǎn)生的異變采用偏角法或者繩正法對其進(jìn)行校核，以保證曲線的正確位置。

第二，設(shè)置合理的正矢和超高，在緩和曲線始點位置不允許出現(xiàn)負(fù)誤差，在終點處不允許出現(xiàn)正誤差，以緩和三次拋物線在曲線頭尾處離心力的突變。

第三，在緩和曲線始終點到直線部分50m范圍內(nèi)，其軌距設(shè)置在1435±2mm的范圍內(nèi)，以減輕緩和曲線在始終點的附加動壓力值。

5.3 加強小半徑處曲線的設(shè)計

在鐵路曲線，特別是小半徑曲線地段列車通過時線路所承受的橫向水平力比直線段要大得多，容易引起軌距擴大、軌道框架橫移等病害。因此在鐵路的小半徑段可以增加軌枕的數(shù)量，從而提高鐵路軌道水平方向的穩(wěn)定性，并且防止軌距的擴大，以減輕列車通過小半徑曲線時的橫向水平力的數(shù)值。

6 結(jié)語

長期以來，鐵路線路曲線維修養(yǎng)護(hù)是工務(wù)部門的重點和難點之一，通過認(rèn)真分析病害原因，對癥下藥，采取抓早、抓小、抓細(xì)的手段對鐵路曲線實行綜合養(yǎng)護(hù)，是保持線路質(zhì)量的均衡穩(wěn)定，保證鐵路曲線圓順，提高設(shè)備質(zhì)量，確保行車安全的有效途徑。鐵路曲線病害整治工作任重而道遠(yuǎn)，我們只有不斷提高認(rèn)識，轉(zhuǎn)變觀念，全面提升綜合實力，在不斷總結(jié)養(yǎng)護(hù)工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，認(rèn)真學(xué)好新技術(shù)、新工藝，使用現(xiàn)代化養(yǎng)護(hù)方法，依靠科學(xué)技術(shù)，把曲線病害控制在最小范圍內(nèi)，促使線路質(zhì)量達(dá)到均衡，延長使用壽命，提高旅客列車的舒適性，確保鐵路運營的安全，為鐵路的運輸生產(chǎn)作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]蔡芳蘭.淺談鐵路線路病害成因及維護(hù)措施[J].科技風(fēng)，2018.

（作者單位：中國鐵路北京局集團有限公司天津工務(wù)段）