張志厚

摘 要：鐵路是我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施，加快推進(jìn)鐵路建設(shè)對促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展具有重要意義。山區(qū)的鐵路大多是小半徑曲線，在山區(qū)小半徑曲線地段鋪設(shè)普通鐵路時(shí)，一般在接頭處會使用大量的鋼軌接頭，接頭處的輪軌動(dòng)力作用大，導(dǎo)致軌道易發(fā)生幾何形變，帶來極大的鐵軌養(yǎng)護(hù)維修工作。我國作為一個(gè)多山地國家，這一問題更應(yīng)引起重視。文章對在山區(qū)小半徑曲線地段廣泛使用的無縫線路進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，歸納了無縫線路在山區(qū)小半徑曲線地段鋪設(shè)的優(yōu)點(diǎn)與鋪設(shè)施工方案，并提出了一系列延長無縫線路使用壽命的建議，為無縫線路在山區(qū)小半徑曲線地段的應(yīng)用及實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：溫度應(yīng)力式無縫線路；小曲線半徑；山區(qū)鐵路

1 概述

鐵路是國民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，加快推進(jìn)鐵路建設(shè)，既利當(dāng)前，又利長遠(yuǎn)，對穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生具有重要意義。我國多山地，山區(qū)的鐵路大多是小半徑曲線，且鐵路的坡度大，途徑隧道多，鐵路的運(yùn)行環(huán)境相對惡劣。由于山區(qū)小半徑曲線的影響，目前山區(qū)鐵路大都為普通鐵路，并通過大量的鋼軌進(jìn)行連接接頭。軌道接頭處是整個(gè)鐵軌的薄弱部位之一，接頭處的輪軌動(dòng)力作用大，導(dǎo)致軌道易發(fā)生幾何形變，帶來極大的鐵軌養(yǎng)護(hù)維修工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，普通鐵路的接頭養(yǎng)護(hù)工作量約占養(yǎng)護(hù)總工作量的40%，接頭維修投入成本約占總維修成本的30%[1]。

2 無縫線路及其在山區(qū)小曲線半徑地段鋪設(shè)的優(yōu)勢

山區(qū)小半徑地段鋪設(shè)普通鐵路，會造成鐵路的不均勻磨耗、鋼軌傾斜、線路橫移、曲線正矢超限、軌距擴(kuò)大等現(xiàn)象，不僅大大地制約了列車的行車速度，還帶來了巨大的養(yǎng)護(hù)維修工作量與成本。針對山區(qū)小半徑曲線地段鋪設(shè)普通鐵路帶來的一系列問題，無縫鐵路應(yīng)運(yùn)而生，無縫鐵軌是將標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌焊接成長軌，并將其鋪設(shè)到規(guī)劃好的線路上。目前無縫鐵路因其具有減少行車阻力、降低行車振動(dòng)及噪聲等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為坡度較大的山區(qū)小曲線半徑地段鋪設(shè)的主要鐵路形式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在近半個(gè)世紀(jì)里共焊接并鋪設(shè)了約4萬多公里的無縫線路，約數(shù)千萬個(gè)接頭。與普通線路相比，在山區(qū)鐵路小曲線半徑地段鋪設(shè)無縫線路，至少可以延長約25%的鋼軌使用壽命，節(jié)省約15%的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。因此，在山區(qū)小曲線半徑地段取消鋼軌接頭，改鋪無縫線路，可以減少鐵路的養(yǎng)護(hù)維修工作量，節(jié)約鐵軌養(yǎng)護(hù)維修成本，提高鐵路工程的經(jīng)濟(jì)盈利，對鐵路建設(shè)行業(yè)具有重要意義。

3 山區(qū)鋪設(shè)無縫線路的施工方案

山區(qū)鐵路小曲線半徑地段鋪設(shè)無縫線路，需要依次完成以下三道工序[2]：

3.1 長鋼軌焊接

無縫鐵軌的鋪設(shè)需要將標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌焊接成長軌，為避免長鋼軌焊接在運(yùn)輸過程中帶來的運(yùn)輸距離長、運(yùn)輸成本大等問題，一般會在山區(qū)鐵路周邊建立臨時(shí)的焊接基地，根據(jù)無線鐵路鋪設(shè)現(xiàn)況與需要，對長鋼軌進(jìn)行氣壓焊焊接，提供給山區(qū)無縫線路鋪設(shè)使用。

3.2 無縫線路鋪設(shè)

山區(qū)小曲線半徑地段鋪設(shè)無縫線路，首先應(yīng)該對焊接接頭的外觀進(jìn)行檢查，并對接頭處有彎曲的鋼軌進(jìn)行矯正；其次，借助撞軌機(jī)、軌道車、滾棒、滾筒等鐵軌鋪設(shè)工具，實(shí)現(xiàn)直線路段線路的鋪設(shè)；最后，在小半徑曲線地段換鋪無縫線路時(shí)，需要提前對軌條的長度進(jìn)行精確測量，根據(jù)實(shí)際參數(shù)等調(diào)節(jié)軌節(jié)長度與溫度，實(shí)現(xiàn)無縫線路在小半徑曲線地段的鋪設(shè)。

3.3 加強(qiáng)鋼軌的磨耗養(yǎng)護(hù)

山區(qū)更換磨損鐵軌難度較大、成本較高，也很容易破壞現(xiàn)有軌道的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，因此在無縫線路鋪設(shè)后，需要通過調(diào)邊、涂油等方式來加強(qiáng)對鋼軌的磨耗養(yǎng)護(hù)，盡可能地延長鋼軌的使用壽命，節(jié)約鋼軌的維修、更換成本。

4 山區(qū)鋪設(shè)無縫線路的必要措施

無縫鐵軌是將標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼軌焊接成長軌，并將其鋪設(shè)到規(guī)劃好的線路上。當(dāng)鋪設(shè)地的環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，由于軌枕等附屬設(shè)施的存在，焊接的長軌無法進(jìn)行自由地?zé)崦浝淇s，從而會在鋼軌的內(nèi)部形成巨大的應(yīng)力，將這種由溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力成為溫度應(yīng)力。在溫度變化幅度比較大的區(qū)域，這種溫度應(yīng)力的存在會破壞鋼軌的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致鋼軌的不穩(wěn)定性。在高溫季節(jié)會發(fā)生脹軌現(xiàn)象，甚至發(fā)生鋼軌折斷問題，給鐵路的行車帶來極大的安全隱患。

山區(qū)海拔較高，白天大氣對太陽輻射的削弱少，達(dá)到地面的輻射量大，溫度上升快，夜晚由于大氣的保溫作用弱，熱量散失快，溫度下降幅度大，因而山區(qū)的晝夜溫差大，年氣溫變化幅度也較大，導(dǎo)致冬季或夏季無縫線路所承受的溫度拉力或壓力較大，鋼軌折斷或脹軌跑道發(fā)生的機(jī)率較大。因此在山區(qū)鋪設(shè)無縫線路時(shí)，必須采取強(qiáng)度和穩(wěn)定性條件不受破壞的措施。

4.1 加強(qiáng)軌道內(nèi)部結(jié)構(gòu)

通過對山區(qū)氣候環(huán)境與無縫線路的研究與調(diào)整，采取措施提高軌道框架剛度和道床阻力，增大保持鐵軌穩(wěn)定的因素，以平衡高溫季節(jié)時(shí)鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

4.2 監(jiān)控長軌的溫度

在冬季或夏季，無縫線路所承受的溫度拉力或壓力較大，鋼軌可能會發(fā)生折斷或出現(xiàn)脹軌跑道現(xiàn)象。因此，必須監(jiān)控焊接長軌的實(shí)際鎖定軌溫，避免高溫季節(jié)鋼軌內(nèi)的實(shí)際溫度應(yīng)力超過鋼軌設(shè)計(jì)的最大容許溫升值。

4.3 重點(diǎn)關(guān)注薄弱部位

夏季高溫時(shí)，鐵路直線地段中易產(chǎn)生溫度應(yīng)力峰的處所和半徑較小的曲線段容易發(fā)生脹軌跑道現(xiàn)象。因此在高溫季節(jié)需要集中力量對這些薄弱地段實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)控，確保行車安全。做到在無縫線路出現(xiàn)脹軌跑道之前，提前主動(dòng)地對薄弱地段采取有效措施，減少鋼軌內(nèi)的溫度應(yīng)力，可有效延長鋼軌的使用壽命，降低鋼軌的維修、更換成本。

5 結(jié)束語

我國的地貌類型多山地，在山區(qū)修建的鐵路多為小半徑曲線，小半徑曲線處一般會通過大量的鋼軌進(jìn)行連接接頭，這會帶來極大的鐵軌養(yǎng)護(hù)維修工作。本文在對山區(qū)小半徑曲線地段廣泛使用的無縫線路進(jìn)行探討的基礎(chǔ)上，分析了無縫線路在山區(qū)小半徑曲線地段鋪設(shè)的優(yōu)點(diǎn)，并總結(jié)了無縫線路的鋪設(shè)施工方案，此外，本文提出了能夠延長無縫線路使用壽命的意見與建議，對無縫線路在山區(qū)小半徑曲線地段的應(yīng)用及實(shí)踐具有參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]呂光棋.山區(qū)鐵路小半徑曲線地段鋪設(shè)無縫線路探討[J].鐵道建筑，2004（06）：74-76.

[2]柳海清.山區(qū)鐵路小半徑曲線地段鋪設(shè)無縫線路探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（04）：120.