淺析重載鐵路線路曲線的常見病害及養護維修

王悅

（大秦鐵路股份有限公司茶塢工務段，北京 101402）

WANG Yue

(Chawu Works Section of Daqin Railway Co.Ltd.,Beijing101402,China)

1 引言

隨著鐵路運輸行業的不斷發展，鐵路運輸量越來越大，鐵路線路的負荷也不斷加大，導致我國鐵路線路容易出現軌道尺寸變形和路基變形的問題，鋼軌及其他零部件磨損嚴重，影響鐵路線路的使用壽命和鐵路的安全運輸。因此，必須要加強對重載鐵路線路常見病害的研究，及時維修鐵路破損的區域并進行有效的養護，保證鐵路運輸能夠順利安全進行。

2 重載鐵路線路養護的必要性

重載鐵路線路主要包括路基、橋隧建筑物、軌道等，是一個整體的工程結構。重載鐵路線路的構件之間相互協調作用，任何一個構件或環節出現問題，都會影響整體線路的正常運行。通常情況下，重載鐵路具有運載總量大、運行密度大、軸心重量大等特點，在鐵路列車運行的過程中，鐵路設備的質量直接關系著鐵路能否正常穩定運輸。鐵路運輸任務得以順利完成的前提是要有完備的鐵路線路作為運輸基礎，由于重載鐵路列車車輛壓力直接作用于鐵路線路，隨著列車的長期通行，會引起鐵路鋼軌和連接件的逐漸磨損，從而影響軌道和軌枕原有尺寸的變化以及引起道床和路基的變形，導致鐵路運輸存在一定的事故威脅。因此，為了保證列車得以穩定安全運輸，必須要及時對鐵路線路常見的病害進行治理和日常維修，科學合理地進行鐵路線路的養護，有效延長線路的使用壽命，保障運輸的安全性和可靠性，提高鐵路運輸的經濟效益[1]。

3 重載鐵路線路曲線常見病害的主要成因

3.1 鋼軌磨損

社會經濟的不斷發展，對鐵路運輸提出了更高的需求，鐵路運輸速度和鐵路運輸承載量逐漸增加。從高速鐵路項目不斷建設以來，我國火車經過了多次提速，運行速度不斷加快，負荷載重量也逐漸加大，導致列車與重載鐵路雙軌互相接觸的輪轂之間存在較大的沖擊作用，造成鋼軌的磨損速度大大加快。同時，鐵路線路相關設備的發展和建設與鐵路提速和鐵路承載量的增加不相匹配，導致軌道并不能夠滿足當前運載需求，從而引起鋼軌磨損的進一步加大。在這種情況下，鐵路的日常養護和維修存在一定的困難，人力維護成本增加，維護頻率加大，影響鐵路運輸的安全性和可靠性[2]。

3.2 路基病害

在鐵路列車運行的過程中，由于車輪會在沿著鋼軌行駛的過程中會對鋼軌產生橫向作用力、豎向作用力以及縱向水平作用力等。這些作用力會使得鋼軌軌道出現一定的位移，例如，縱向作用力會使鋼軌沿著軌枕道床頂面以及軌道框架產生縱向的移動，這種病害稱為鋼軌爬行。鋼軌爬行嚴重影響鐵路運輸的安全性，同時還容易誘發其他鐵路線路的病害。列車運行時的突然制動、鋼軌溫度的改變、鋼軌在動載荷作用下的撓曲、列車運行的縱向力以及鋼軌和車輪之間的撞擊都會引起線路爬行，導致路基病害，影響重載鐵路運輸效率。

3.3 曲線和道岔影響

鐵路道岔、軌道連接以及曲線線路是重載鐵路三大容易出現鐵路病害的區域，也是容易引起鐵路運行事故的環節。對于正在通過鐵路線路曲線的列車來說，火車通常需要進行運行模式的調整或者機車輪的空轉，以保障火車能夠平穩安全地通過曲線線路，這會造成列車對曲線鐵軌的負荷差異影響較大，不同區域所面臨的負荷不一致，長此以往會引起重載鐵路鋼軌磨損的進一步加大，誘發鋼軌松動或變形事故。此外，鐵路道岔會和很多鋼軌連接頭相連，道岔的主要功能是為鐵路列車提供一個可以實現變動軌道和停靠的固定區域，通常道岔結構比較復雜，也難以保證道岔受力的均勻性，從而誘發道岔磨損病害[3]。

4 重載鐵路線路曲線養護措施

4.1 針對軌道結構的養護和維修

結合鐵路線路常見的病害和磨損來看，影響軌道使用壽命的最主要因素是列車載荷對軌道的不均勻的作用力以及長期過大強度的作用力。列車對軌道作用力的大小主要受到鋼軌狀態、軌枕鋪設狀態以及列車載荷等因素的影響，相關研究表明，載荷對軌道受力變形的影響在一定程度上呈現出線性關系。軌道的受力變形量隨著軌道載荷量的增大而增大，即軌道變形程度是由載荷量所決定的，要想控制軌道變形程度，必須要加強對載荷量的調整與控制。根據線路軌道實際承載能力以及運行特點合理配置列車運行時間和列車運行頻率，優化重載鐵路線路列車運行結構，以延長重載線路的使用壽命。

鐵路軌枕的承載能力是由軌枕支撐面積大小以及軌枕間距情況所決定的，軌枕間距不影響鋼軌彈性下沉量和彎曲狀態，但會影響道床應力和軌枕壓力，而軌枕支持面會對彈性下沉產生影響。相關人員需要結合重載鐵路運輸需求合理增加或刪減軌枕數量，合理設置軌枕間距與軌枕支撐面面積。道床應力和枕上壓力會影響道床的剛性，由于道床剛度變化方向與枕上壓力和道床應力的方向一致，所以道床剛性會在很大程度上增加維修工作量。

4.2 加強重載鐵路的差異化管理

由于重載鐵路線路病害所發生的原因比較復雜，涉及的環節較多，簡單的養護措施與維修措施難以滿足實際重載鐵路運行需求，達不到有效的整體治理效果。因此，相關人員需要結合鐵軌受力需求分析和病害原因分析，進行重載鐵路差異化的維修、養護與治理。比如，對于曲線鐵路和道岔鐵路，可以適當改變道床的坡度，并控制火車運行的機制，減少不均勻應力的作用。對于鋼軌連接部分來說，通過加大多級鐵軌之間的互相接觸距離使得鋼軌連接部分的受力能夠更加均勻分散，減少鐵路運行對鋼軌連接部分的磨損。鐵路養護與維修人員要嚴格按照鐵路運行規劃以及運行需求，采取多層次、多標準的治理方案，提高鐵路線路的運行效率，保證鐵路運輸的安全性。

4.3 常見鐵路軌道病害的養護與維修

根據重載鐵路線路經常發生的病害位置以及病害類型進行鐵路軌道結構的受力分析，從結構零配件、軌枕間距、道床狀態、鋼軌狀態、枕上彈性墊層等多個環節開展日常的養護與維修工作。首先，養護人員需要對軌道幾何尺寸進行校正，有效調整因長期重載鐵路運輸所導致的軌道變形，避免變形對鐵路病害的進一步加大，減少重載列車對線路的沖擊和破壞。其次，要保證軌道結構的連結件處于安全有效的技術狀態和運行狀態，定期對連結件進行養護，使連結件能夠達到規定的扭力矩，防止連結件出現絕緣損壞或磨損現象。同時需要均勻分布道床的荷載，道床維護的目的是使道床保持均勻飽滿、密實清潔，并且具有良好的彈性。道床的維修工作量相對來說比較大，需要進行及時的養護，保持道床的穩定，并根據道床板結情況進行清篩，恢復道床彈性，保持軌道良好的運行狀態。

5 結語

綜上所述，重載鐵路由于載荷量大，運行頻率高，通行時間長，在運行過程中不可避免地會遇到一定的問題而影響重載鐵路線路的安全運行。因此，必須要加強對重載鐵路線路曲線常見病害的研究，并采取綜合的治理和養護，提高鐵路運行的安全性和可靠性，延長鐵路軌道的使用壽命，保證重載鐵路線路能夠平穩高效運行。