賈璐

【摘 要】隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多的山區(qū)也已經(jīng)通了火車，不僅加快了山區(qū)地區(qū)人民群眾出行的效率，而且也能夠?yàn)楫?dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的增長做出重要貢獻(xiàn)，但是由于山地地區(qū)小半徑曲線眾多，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的安全隱患，因此必須加大對山區(qū)鐵路小半徑曲線養(yǎng)護(hù)措施的分析，確保曲線鋼軌的使用壽命得到全面提升，保證山區(qū)鐵路的穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】山區(qū)鐵路;小半徑曲線;養(yǎng)護(hù)維修;技術(shù)分析

【中圖分類號】U216.426 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）12-0069-02

目前，在我國的山區(qū)鐵路修建的過程中，大多數(shù)的軌道形式主要以無縫線路為主，但是由于受到小半徑曲線線路病害集中的影響，經(jīng)常會(huì)造成小半徑曲線線路在車輪的抽煙機(jī)下受力發(fā)生明顯變化，加劇鋼軌的損耗。為此，必須定期對山區(qū)鐵路小半徑曲線進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。

1 山區(qū)小半徑鐵路的主要特點(diǎn)

1.1 受力特征

小半徑曲線鐵路與其他直線鐵路相比，其受力不僅要承受縱向力，還承受進(jìn)項(xiàng)力、橫向水平力、附加動(dòng)應(yīng)力，而且受到夏季氣候的影響，也會(huì)使小半徑彎曲線路承受溫度力，隨著曲線半徑的不斷減小，徑向分力也會(huì)增加，導(dǎo)致小半徑曲線鐵路的動(dòng)應(yīng)力增加，而且還會(huì)受到運(yùn)行速度和軸重的影響[1]。由于小半徑曲線鐵路的受力非常復(fù)雜，不僅會(huì)導(dǎo)致鋼軌和配件的磨損消耗非常嚴(yán)重，也會(huì)導(dǎo)致小半徑鐵路的養(yǎng)護(hù)量增加。

1.2 鋼軌特性

在同等的經(jīng)營條件下，小半徑鋼軌路線由于受到更大的力作用，不僅會(huì)增加曲線鋼軌的消耗磨損，也會(huì)造成鋼軌框架自身的剛度變?nèi)?，也造成其他的零部件磨損程度日益嚴(yán)重。而且由于特殊的受力特征導(dǎo)致小半徑曲線鋼軌非常容易產(chǎn)生波浪形的損耗問題，影響了列車的穩(wěn)定運(yùn)行，如果不能夠及時(shí)地對鋼軌進(jìn)行維修，很容易導(dǎo)致工作量增加，例如膠墊破損、拉桿折斷，直接影響車輛的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 分力要求

小半徑曲線由于受到多個(gè)方向的分力影響，半徑的減小會(huì)導(dǎo)致分力增加，在溫度超過一定界限時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生彎曲膨脹現(xiàn)象，當(dāng)溫度上升到一定的區(qū)間時(shí)，整個(gè)線路就會(huì)產(chǎn)生偏移，在這一過程中，小半徑曲線所產(chǎn)生的溫度要比直線地段的溫度變化小，而且可以在曲線上的任何一個(gè)部位進(jìn)行位移。只有不斷地加強(qiáng)對無縫線路曲線變形特征的重點(diǎn)觀測，才能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和不足，避免小半徑曲線過度變化的情況[2]。

2 小半徑曲線常見的病害問題

2.1 鋼軌側(cè)磨與薄膜

在小半徑曲線上，由于外軌的長度要超過內(nèi)軌長度，半徑越小則差距就越大，車輪在行進(jìn)的過程中，內(nèi)外滾輪之間的距離與內(nèi)外軌長度之間的差值，很容易導(dǎo)致不平衡的問題。通過鋼軌的橫向滑動(dòng)或者輪向后滑進(jìn)行調(diào)整，很容易造成鋼軌產(chǎn)生垂直損耗，而且在車輛行駛的過程中所產(chǎn)生的離心力必須通過外軌道消除，當(dāng)曲線半徑逐漸減小時(shí)，車輪的鋼軌側(cè)壓力也就越高，整個(gè)鋼輪軌道之間的摩擦力就會(huì)對鋼軌的側(cè)面造成嚴(yán)重磨損。

2.2 軌道幾何尺寸容易超限

目前在小半徑曲線上，軌道距離水平高低等因素要比其他平職路線更容易發(fā)生變化，而且所持續(xù)的時(shí)間非常短，隨著軌距的擴(kuò)大，鋼軌的側(cè)磨現(xiàn)象也會(huì)越明顯，目前我國的山區(qū)鐵路建設(shè)如火如荼，各種高鐵機(jī)車的廣泛應(yīng)用也會(huì)對小半徑曲線鋼軌造成嚴(yán)重的破壞與沖擊。

2.3 連接零配件非常容易損壞

小半徑曲線上，連接零部件承受的沖擊力非常大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)零配件松動(dòng)斷裂的問題，嚴(yán)重的情況還會(huì)擠碎尼龍座，給車輛的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅[3]。

2.4 病害之間相互影響

由于鋼軌薄膜很容易在車輛行駛的過程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，引起小半徑曲線扣件脫落、松動(dòng)等病害，而如果沒有能夠及時(shí)地對松動(dòng)的零配件進(jìn)行維修，也會(huì)造成鋼軌薄膜現(xiàn)象更加明顯，在小半徑曲線內(nèi)部如果出現(xiàn)局部不平順的問題，也會(huì)引發(fā)其他的曲線病害，最終使得整個(gè)線路的變化方向，水平變化難以控制，造成車輛運(yùn)行搖晃劇烈，也會(huì)對鋼軌造成磨損。

3 治理小半徑曲線病害的主要措施

3.1 加強(qiáng)對小半徑曲線和尺寸的調(diào)整

小半徑曲線幾何尺寸整治的過程中，首先要嚴(yán)格按照線路設(shè)計(jì)規(guī)劃圖紙對曲線的位置進(jìn)行校正，根據(jù)列車的實(shí)際運(yùn)行速度，可以合理地設(shè)置超高并且加強(qiáng)對緩坡和曲線超高順坡的調(diào)整，通過正確地調(diào)整曲線超高度并且合理設(shè)置超高，保證車輛行駛過程中的重心始終在鋼軌的中心線上，避免鋼軌踏面與車輪踏面出現(xiàn)碰撞的問題。其次要加強(qiáng)對曲線圓順度的合理控制，在現(xiàn)場測量開始之前要保證測試點(diǎn)與直緩、還原等點(diǎn)進(jìn)行重合，而且每一個(gè)曲線都應(yīng)該反復(fù)進(jìn)行測試，取平均測試值，在曲線波正的過程中可以利用繩正法對曲線的圓順度進(jìn)行控制與波正[4]。

由于小半徑曲線的軌跡非常容易變化，所以要定期對軌距進(jìn)行調(diào)整，通過加寬尼龍座、提高軌距擋板，保證軌稱得到有效調(diào)整，還應(yīng)該加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，消滅超限問題，經(jīng)常性地保持曲線狀態(tài)，確保軌距方向更加圓順、不超限，也能夠盡可能地避免列車過度搖晃，從而有效降低車輪產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)。

3.2 加強(qiáng)對小半徑曲線連接零配件的調(diào)整

位于小半徑曲線的連接配件非常容易受到?jīng)_擊損壞，一定要及時(shí)進(jìn)行松緊補(bǔ)缺工作，確保零部件緊密可靠，避免失效的情況，而且如果出現(xiàn)擋肩破損的混凝土軌枕，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行更換處理，對彈條扣件，要立即進(jìn)行拔毛處理，同時(shí)也可以利用軌稱軌距桿等裝置保證曲線的強(qiáng)度。

4 整治方案

4.1 防排水

路基中大量的硫酸根離子導(dǎo)致結(jié)晶析出，造成路基上拱，為了避免出現(xiàn)路基上拱的問題，需要加強(qiáng)路基排水工作，在路基上游側(cè)修建5 m深的截水溝，阻擋地表水滲入路基基底，同時(shí)在下游修建蒸發(fā)池和滲水盲溝，確保整個(gè)路基表面快速封閉，減少路基內(nèi)的含水量。具體整治流程如下：測量放線—設(shè)置水準(zhǔn)控制點(diǎn)—機(jī)械開挖截水滲溝—人工修坑壁—澆筑截水滲溝和檢查井基礎(chǔ)—安裝固定PE雙壁打孔波紋管和檢查井—溝壁鋪設(shè)無砂混凝土板反濾層—填筑碎石—中粗砂和XPS保溫板封閉。

截水滲溝高4.1～5.8 m、底寬150 cm，坡比為1∶0.25，基座采用C30砼澆筑后設(shè)φ50 cmHDPE雙壁打孔波紋管，兩側(cè)砌筑無砂混凝土板后填筑洗凈碎石。

測量放線：按照圖紙要求，要求測量班將截水滲溝的邊線、控制線放出來。設(shè)置水準(zhǔn)控制點(diǎn)：測量班在截水滲溝周圍設(shè)置標(biāo)高控制點(diǎn)，控制點(diǎn)要求設(shè)置明顯，便于利用。水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置好后需要進(jìn)行保護(hù)，設(shè)置明顯標(biāo)志以免被破壞。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在截水滲溝位置每100 m設(shè)置1處。

4.2 切割剪薄支撐層

為了能夠避免無砟軌道高程上拱，必須對無砟軌道進(jìn)行整治。由于素混凝土摻5%水泥級配碎石的處理方法很容易導(dǎo)致路基表面出現(xiàn)不均勻的問題，也不利于對切割精度的有效控制，為此可以采用切割剪薄支撐層的方式，確保整個(gè)無砟軌道落到。

4.3 頂進(jìn)鋼管涵技術(shù)

防護(hù)樁施工前要精確測定樁位，平整場地，做好防護(hù)設(shè)施;安裝三角架;配備齊全所需的機(jī)具、器材、照明及人員上下設(shè)施。

4.4 樁身開挖

孔口部分：根據(jù)樁身孔口段土質(zhì)情況將孔口挖至1 m深時(shí)，立模灌筑第一節(jié)混凝土護(hù)壁。此節(jié)護(hù)壁在孔口0.5 m高度范圍，內(nèi)壁厚20 cm，以下為10 cm，頂面要平整，并高出原地面20 cm，用來防止下節(jié)孔壁開挖時(shí)孔口沉陷及防止土、石雜物滾入孔內(nèi)傷人。

樁孔掘進(jìn)：采取邊挖邊護(hù)的方法，每節(jié)開挖深度視地質(zhì)情況確定。每次孔壁開挖及襯砌立模，均要從孔口吊線測量，以防止超挖欠挖及護(hù)壁偏斜。每挖深0.5～1.0 m后，沿孔壁立模灌注一節(jié)混凝土護(hù)壁，形成框架[5]。

出碴：孔內(nèi)采用人工裝碴，使用卷揚(yáng)機(jī)及吊桶做提升設(shè)備，孔上設(shè)專人指揮，將吊桶直接提升到孔口，卸入車中運(yùn)出。

5 結(jié)論

本文通過對山區(qū)鐵路小半徑曲線鐵路的病害整治問題進(jìn)行分析，明確了山區(qū)鐵路小半徑曲線質(zhì)量監(jiān)控的體系，并且對山區(qū)鐵路小半徑曲線上拱異常的原因進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的解決方案，確保山區(qū)鐵路小半徑曲線異常的問題得到有效控制，保證我國山區(qū)鐵路的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)水平得到全面提升，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊旭東.寧蕪線小半徑曲線地段鋪設(shè)無縫線路研究[J].鐵路工程技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2018，33（6）：18-22.

[2]張志厚.山區(qū)鐵路小曲線半徑地段鋪設(shè)溫度應(yīng)力式無縫線路的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（12）：248.

[3]趙建坤.礦區(qū)鐵路小半徑曲線病害及整治措施探究[J].無線互聯(lián)科技，2015（10）：138-139.

[4]羅晶，李斌，全健健.基于輪軌動(dòng)態(tài)力測試的小半徑曲線車輛運(yùn)行安全性分析[J].蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，

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[5]王相悅.論小半徑曲線鋼軌磨耗原因及防治[J].科技視界，2015（17）：299，308.