劉晶
淺談鐵路線路曲線病害成因及養(yǎng)護措施
劉晶
(成都鐵路局凱里工務段 貴州凱里 556000)
鐵路線路由于長期且不間斷的疏導車輛,受到機車的碾壓和沖擊,因此,線路狀態(tài)處于持續(xù)變化中。其中,曲線地段受到的沖擊、碾壓等較為突出,線路變化也比較快,軌件磨損較為嚴重。因此,加強鐵路線路曲線養(yǎng)護至關重要。對此,本文首先介紹了鐵路線路曲線常見病害及產生原因,然后對鐵路曲線線路養(yǎng)護措施進行了詳細探究。
鐵路線路;曲線;病害
我國鐵路運輸業(yè)發(fā)展迅速,高速度、高密度、高軸重的運輸條件對于鐵路線路會產生較大影響,加劇鋼軌疲勞傷損。根據調查,鐵路線路曲線病害發(fā)生幾率比較高,而且病害成因較多,因此,對鐵路線路曲線病害及養(yǎng)護措施進行詳細探究意義重大。
2.1 鋼軌磨損
2.1.1 曲線鋼軌側磨問題
在鐵路線路正常運行過程中,曲線鋼軌容易發(fā)生側磨,而這一問題一般是由線路本身所造成的。與鐵路線路直線段不同,曲線段的鋼軌會與列車車輪發(fā)生滑動作用,而且曲線段鋼軌會對列車速度產生減少作用,因此,鋼軌在曲線段相同的牽引力,往往會受到更大作用力,導致曲線鋼軌發(fā)生側磨問題,縮短鋼軌使用壽命。如果曲線段鋼軌被安置角度超高,甚至會加重鋼軌發(fā)生磨損程度,導致曲線段使用壽命降低。另外,根據研究分析,軌底坡的大小會對曲線鋼軌磨損程度產生影響,如果軌底坡角度不同,則會造成鋼軌與車輪的幾何接觸點發(fā)生變化,從而改變軌道受力,對此,應該采取有效措施調節(jié)好軌底坡的大小。除此以外,如果鋼軌大小不合理,則也會造成鋼軌側磨問題,車輪在行駛過程中,與鋼軌之間存在一定的間隙,如果軌距調節(jié)不合理,則車輪就會相對于線路中心發(fā)生偏離,兩個車輪在鋼軌上會發(fā)生不同形式的擺動,導致車輪在軌道上蛇行運動,而這種運動方式會嚴重破壞車軌的穩(wěn)定性。
2.1.2 曲線鋼軌波磨問題
曲線鋼軌軌道波磨病害發(fā)生幾率也比較高,如果道床的剛度適宜,則能夠有效減少軌道波磨問題發(fā)生幾率,道床的剛度會對車輪與軌道之間的振動產生直接影響。如果軌道不平順,道床剛度適宜就可以利用彈性作用減少軌道受車輪的附加力,有效緩解軌道波磨問題。如果板床剛性不合適,則會造成車輪對軌道的粘滑振動,而這一振動就會造成軌道發(fā)生波磨問題。在道床鋪設方面,一般要求道碴密度高,粒徑級優(yōu)良,以此增加道床的阻力值,而道床的阻力值能夠直接決定軌道阻力值,如果道床的彈性能力較差,就會造成軌道在不平順時所受到的粘滑振動增加,長時間的車輛振動不斷疊加,就會造成軌道波磨問題越來越嚴重。另外,如果曲線半徑不同,也會對軌道波磨的狀況產生影響,如果曲線半徑比較小,則會造成車輪與軌道之間發(fā)生滑動的概率增加,導致波磨損壞越來越嚴重。
2.2 曲線首尾有反彎“鵝頭”問題
反彎“鵝頭”主要是由于列車通過曲線時,曲線自身的弧度導向強迫車體轉向,產生相反的相互作用力造成的。同時,采用簡易法對曲線由一端向另一端撥道,或是不及時改正軌距、水平,不注重搗固質量,也會導致這一問題的發(fā)生。
2.3 鋼軌接頭病害
導致鋼軌接頭病害的原因主要有以下幾方面:①鋼軌接頭養(yǎng)護不良,機車車輪經過鋼軌接頭時會導致接頭形成折角,使車輪懸空。這種懸空會由于車輪和鋼軌之間的撞擊形成更大的損傷。②鋼軌在車輪沖擊力作用下,其端部軌頂極易發(fā)生變形,通常以塑性變形為主,從而導致鋼軌損耗現象發(fā)生。③道床搗固不良以及線路爬行也會導致鋼軌接頭病害的發(fā)生。同時,軌縫較大也會對列車運行過程中的穩(wěn)定性帶來較大的影響。
2.4 聯結零件損壞率高
曲線長期在強大的橫向水平力作用下,夾板折斷、混凝土枕擋肩破損、尼龍擋板座壓潰、螺栓扭力不足等現象出現較多,且難以禁止。
3.1 調整好半徑曲線各部尺寸
對于鐵路線路曲線范圍內的漫坑、小坑以及低接頭,應該有計劃的進行整治。每年都需要對鐵路線路進行測速,對于鋼軌傷損較為嚴重的曲線路段,更應該重點測速,另外,還需要結合綜合維修,對超高進行調整。對于曲線線路范圍內的所有連接部件,都應該確保全、緊、靠、密,同時要求扭力矩符合《修規(guī)》規(guī)定,如果聯接零件失效,則應該及時更換。對于擋肩破損的混凝土枕,需要及時進行修復,如果失效,也需要立即更換,對臟污的道床應及時進行清潔,對缺砟區(qū)段及時進行補砟,確保道床石砟飽滿,彈性良好,排水流暢。
3.2 合理設置軌底坡和曲線外軌超高
列車在鋼軌上運行時,為了保持良好的輪軌關系,應合理設置軌底坡和曲線外軌超高,否則易引起鋼軌受到偏心荷載和橫向推力作用而外傾,導致軌頭及下顎部拉應力增加,軌顎處發(fā)生縱向裂紋。曲線超高不合理時,如一些既有線管內曲線超高勻按100km/h設置,而實際上列車通過曲線各次列車輕重不同,速度不一樣,會產生里外兩股鋼軌所受的垂直壓力、向外離心力對曲線外股擠壓力都不同。外股鋼軌內頂圓弧磨損,內股壓潰軌面成水平波浪形,當達到一定運量時鋼軌就會達到屈服極限而引起傷損。
3.3 強化曲線技術細節(jié)
通常情況下,鐵路線路鋼軌在通過一定運量后,其頂面一般會出現兩種病害形式:①有規(guī)律的周期性病害,即波形磨耗;②無規(guī)律的非周期性病害,常見的有擦傷、壓潰、龜裂、接頭坍塌、剝落掉塊等等。對于波磨鋼軌,可以使用大功率的鋼軌打磨列車,這樣能夠有效消除波磨軌。另外,為了延緩波磨問題的發(fā)展,對于鋼軌表面的擦傷、馬鞍形磨耗、坍低接頭等,應及時插入鋼軌進行更換處理。除此以外,在曲線線路的日常養(yǎng)護過程中,還需要及時消除接頭病害、加強搗固、清篩道床、鋪設坡形膠墊,通過采取這些措施,能夠有效改善輪軌接觸條件,減緩波磨的發(fā)生。
3.4 加拉桿控制軌距
為了有效控制曲線線路軌距,可以采用加裝拉桿的方式。過去,鐵路曲線線路安裝拉桿比較少,對此,可以每隔4根軌枕安裝一根拉桿,將鐵路曲線控制在拉桿所形成的框架中,有效控制軌距。技術人員對某鐵路曲線線路進行調查分析發(fā)現,在加裝拉桿前一周,需要改道1~2次,在加裝拉桿后后,只需要半月改道一次,由此可見,安裝拉桿能夠有效減少維修人工。除此以外,在曲線下股,還可以安裝軌撐,避免發(fā)生鋼軌側翻問題,提高列車運行安全性和穩(wěn)定性。
3.5 進行設備改造
在鐵路曲線線路日常檢修和養(yǎng)護過程中,應該適當增加設備投入,對曲線線路進行全面測量和設計,在符合設計標準的基礎上,應該盡量優(yōu)化原有曲線技術條件,同時,對曲線半徑進行合理設置,加寬軌距。另外,還可以成立撥道隊伍、機械化工隊,對曲線線路進行嚴格測量,并且對測量數據進行撥正。
3.6 加強曲線線路周期性養(yǎng)護
作業(yè)人員應該加強對于鐵路曲線線路的日常檢修和養(yǎng)護力度,結合實際情況制定周期性養(yǎng)護方案。另外,作業(yè)人員還應該在借鑒成功的養(yǎng)護方法的基礎上,根據曲線線路實際運行情況進行適當創(chuàng)造,有針對性的進行養(yǎng)護。比如,在改道作業(yè)時,必須充分考慮現場實際情況,如果扣板離縫,則不僅需要避免軌距靜態(tài)變大,而且還應該綜合考慮軌距的動態(tài)變化情況。作業(yè)完成后,還需要對設備進行回檢,如果發(fā)現問題,則還需要進行再次處理,并再次會回檢。
綜上所述,加強鐵路線路的日常養(yǎng)護管理,預防鐵路病害的出現,不僅可以有效地提高鐵路的應用性能,而且能夠降低維護費用,確保鐵路運營安全可靠。在鐵路實際的運營過程中,由于各種因素的影響,一些鐵路病害還是難以避免的,對此,必須重視鐵路線路養(yǎng)護工作,保證鐵路的正常運營,提高鐵路的使用效率和質量。
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U216.42+6
A
1004-7344(2016)27-0158-02
2016-9-10
劉晶(1987-),男,漢族,湖南漢壽人,助理工程師,本科,主要從事普速鐵路線路養(yǎng)護工作。