淺論重載鐵路線路常見病害原因及養護維修

楊志寶

（國能朔黃鐵路發展有限責任公司肅寧分公司，河北 滄州 062350）

在國民經濟發展過程中，鐵路運輸業起著至關重要的作用，隨著工業4.0時代的到來，我國鐵路行業不僅在工業設計領域完成了諸多技術研發創新，也在運營管理方面建立了相對完整的管理體系，構建了新時期與我國經濟發展相適應的產業鏈。但是，隨著我國重載技術的發展，列車軸重不斷增大，牽引質量不斷增加，線路設備長期超負荷運行，軌道幾何尺寸難以保持，甚至發生路基下沉、道床變形、曲線側磨、鋼軌及其聯接零件磨損失效等病害，影響列車運營安全。

1 重載鐵路線路養護的重要性分析

從重載鐵路工程結構方面看，鐵路線路構成中既有路基、軌道，也有橋隧建筑物，其系統性特征十分明顯。因而在重載鐵路線路中，各結構之間、構件之間的協同合作十分關鍵。

現階段重載鐵路線路運行方面，建立了內容相對完整的運維管理方案，但不可預知的風險及常見病害仍然需要實時進行預防與治理。只有通過科學分析和研判線路病害發生的原因，才能有效地制定維修養護方案，延長線路使用壽命，提高線路維護質量和技術水平，降低線路維護成本，保證線路設備質量均衡，確保運營安全。

2 重載鐵路軌道結構受力分析

鐵路軌道由鋼軌、軌枕、連接零件、道床、防爬設備、道岔等構成，根據軌道受力分析，列車的荷載大小和軌道的抗力之間的相互作用是影響軌道磨耗程度和使用壽命的主要原因。按照連續彈性基礎梁軌道強度理論，影響軌道結構強度的主要因素為荷載、道床、軌枕和鋼軌。

（1）荷載是造成軌道受力變形的根源，軌道受力主要來自荷載，與軌道的受力及變形成線性關系，荷載增加的百分數與軌道受力變形增加的百分數基本相同。

（2）軌枕影響主要是指軌枕配置，軌枕支撐面積、軌枕間距對軌枕上的壓力和道床上的應力影響較大，對軌道彈性下沉和鋼軌彎曲應力影響較小。

（3）道床鋼性對道床應力和枕上壓力影響較大，道床應力和枕上壓力與道床鋼度成同向變化，且變化幅度較大。道床狀態的好壞直接關系線路技術狀態的穩定和維修工作量，道床在列車長時間振動荷載的反復作用下，會出現板結、翻漿、彈性下降等病害。

（4）鋼軌影響主要為鋼軌類型與鋼軌的狀態。鋼軌的質量和荷載之間相互作用，會增加車輪的沖擊力，進而使鋼軌、夾板和聯接零件之間發生磨損。

3 重載鐵路線路常見病害分析

（1）鋁熱焊焊接接頭病害。由于重載線路的擴能改造，鐵路運量、軸重和載重不斷增加，鋼軌及其焊接接頭磨耗和傷損發展較快，對焊接接頭的質量提出了更高的要求。鋼軌鋁熱焊是鋼軌線路原位焊和線路補修的重要焊接方法，適用于現場施工或斷軌搶修。但與閃光焊和氣壓焊相比，鋼軌鋁熱焊是一種現場人工焊接方法，人員操作、機具配備、氣候影響對焊接接頭質量影響較大。因此，軌頭下部夾雜缺陷是鋼軌傷損的重要原因之一，夾雜缺陷通常與焊接設備工藝不符合要求、操作不當、焊接經驗不足有關。

（2）曲線及鋼軌病害。由于曲線本身線形的特點，機車車輛在運行車輪軌間橫向力、導向力和摩擦力要比在直線上大得多，促使線路軌距、水平、方向、高低變化與鋼軌的磨耗加快，因此，曲線地段的線路質量比直線地段更難保持，鋼軌的使用壽命也比直線地段更短，曲線半徑越小，現象越明顯。

由于列車與鋼軌之間存在物理接觸關系，因此，在客觀的物理規律支配下，鋼軌磨損問題將不會消除。從鋼軌磨損類型方面分析，往往與其鋼軌重傷類型密切關聯。以30噸軸重2萬噸列車為例，其鋼軌磨損發生時就往往與其鋼軌重傷類型同時發生，包括裂紋、焊縫傷損、螺栓傷損、焊點傷損、剝離掉塊，以及其他鋼軌重傷類型等。

（3）道床病害。道床是軌道結構的重要組成部分，隨著運量、軸重、牽引重量及行車密度的增加，道床翻漿板結已成為重載線路最普遍與嚴重的軌道病害，道床的維修量已成為影響運輸效率的關鍵。道床主要病害有道床排水不暢、道床厚度不足、石砟粒徑、級配不合格、道床翻漿冒泥等。

（4）路基病害。路基是線路軌道結構的基礎，路基一旦發生病害，會直接影響軌道結構的穩定性，其病害的整治與維修及改造難度更大，直接影響運輸效率和運營安全。與軌道病害相比，重載鐵路線路中路基病害造成的危害更大，隨著鐵路運量的增加，機車車輛的軸重加大，由于路基在建設施工中存在的質量缺陷，以及在長期運營中忽視對路基狀態的監測檢查與及時的整治維修，尤其到雨季，易造成路基下沉、翻漿冒泥、路肩沖刷、邊坡溜坍等病害的發生。

4 重載鐵路路線常見病害養護維修

4.1 標準軌接頭的養護維修

（1）根據季節變化，及時調整均勻不良軌縫。

（2）保持接頭螺栓和扣件扭力達標。

（3）保證接頭部位道床搗固質量良好，特殊接頭采取軌下枕木頭等措施。

（4）對軌面的修理，及時整治軌端不均勻磨耗、掉塊、擦傷、接頭高低、錯牙、低扣等。

（5）對翻漿冒泥、板結地段進行清篩換砟，改善接頭道床彈性。更換高彈膠墊或TD復合膠墊，改善軌下墊層彈性。

4.2 曲線的養護維修

曲線的養護工作要遵循預防為主、防治結合、修養并重的原則，加強曲線地段的監測檢查，制定合理的加強措施。曲線的加強一般采用埋設鋼軌樁“七樁定位”并加拉軌距桿的方法來加強曲線線形，以消滅曲線直緩點和圓緩點附近列車橫向振動的激擾點。“七樁定樁”，即在直線段50m處、ZH、HY、QZ、YH、HZ共7點上利用鋼軌樁加拉軌距桿控制曲線線形，每月進行觀測，發現線路狀態不良及時進行拔正整治并加拉軌距桿，使曲線保持良好狀態。

4.3 道床的養護維修

道床是為軌道提供彈性和縱橫向阻力并保證上部荷載能夠均勻傳布的重要部分，保持道床的飽滿、干凈、均勻、密實與彈性是整修道床的重要工作。一是要及時補充優質石砟；二是根據道床板結狀態及時進行清篩；三是建立線路設計篩思路，優先采用機械化清篩，保證清篩質量。

4.4 路基的養護維修

為切實加強路基的養護維修，要樹立“立體養護”的維修思路，立體養護就是對路基的各種排水設施進行清淤、除草、修補漿砌勾縫、修補路基防護和加固設備、補植邊坡植被，對路基下沉地段采取換土改良、旋噴樁、花管注漿等進行加固等，通過對系統性修理來保證路基的穩定性與可靠性。

5 加強重載鐵路差異化管理及新技術應用

目前，針對鐵路常見病害原因的剖析及養護維修措施相對較多，但是，在重載鐵路差異化管理方面，卻仍然存在一些不足。為了有效提升對其常見病害的養護維修，達到全面的防治目標。目前，有必要根據病害類型、病害原因、病害表現方式、病害特征、病害漸進式發作的環節或過程，實施針對每個病害類型的全過程管理，并根據全過程管理方案的制定，區分出不同病害的防治方法等。

近年來，我國在重載鐵路新技術、新設備應用方面取得了長足發展，機械化維修觀念進一步拓展，通過應用大型養路機械、道岔清篩車、線路清篩車、線路搗固車、道岔搗固車、橋梁清篩車、鋼軌打磨車、鋼軌銑磨車、綜合檢測車等先進養路設備，鐵路機械化養護維修水平不斷提升，為重載鐵路線路養護技術的發展提供了保障。

6 結語

在我國物聯網建設新時期，鐵路是溝通“虛擬網絡世界”和“現實場景世界”的重要工具。隨著我國在國際市場的外貿快速發展，智慧工業轉型升級，鐵路在當前的交通運輸中地位逐漸趨于上升階段。為有效解決重載線路病害的防治，確保運輸大動脈安全暢通，一方面，應該注重對重載線路病害的問題歸納與原因分析。另一方面，則應該根據當前重載鐵路的實際運行情況，加強線路運營管理與養護維修，能通過防治結合的方法，延長其使用壽命。