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      重載鐵路道岔病害產(chǎn)生原因與整治措施

      2017-06-30 00:19:19張飛飛
      科技與創(chuàng)新 2017年12期
      關(guān)鍵詞:重載鐵路載荷

      張飛飛

      摘 要:重載鐵路多用于資源的長距離運(yùn)輸,其質(zhì)量比普通列車要大4倍左右,我國通常采用專用的重載鐵路高架橋完成重載機(jī)車的運(yùn)輸工作。運(yùn)行過程中,軌道的道岔問題是重載鐵路災(zāi)害之一。以重載鐵路為論點(diǎn),重點(diǎn)討論了道岔病害發(fā)生的原因,根據(jù)相應(yīng)原因提出解決措施。

      關(guān)鍵詞:重載鐵路;岔道病害;尖軌;載荷

      中圖分類號(hào):U216.425 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.126

      1 病害產(chǎn)生原因

      1.1 尖軌布置誤差

      重載鐵路普遍存在尖軌與基本軌道貼合不緊密的問題,在重載列車的作用下,其較大的載荷施加在尖軌上,由于其離心力較大的原因,在尖軌與基本軌無法密貼的情況下,很容易對(duì)尖軌造成側(cè)拱或上拱形式的危害。這些病害的產(chǎn)生原因主要是其軌道內(nèi)部截面缺乏有效的刨切長度、尖軌頂鐵過長或不足、尖軌補(bǔ)強(qiáng)板螺栓過長、基本軌的高程基準(zhǔn)線和切線角度與尖軌無法形成有效的契合、基本軌彎折點(diǎn)位置靠前或靠后、基本軌的光滑程度和角度位置未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求、基本軌和尖軌都有出現(xiàn)硬彎的可能等。

      1.2 軌距、水平超限

      重載鐵路的鋼軌要承受比普通鐵路更大的載荷,因此,在曲線線路處的離心力要比普通線路受到的離心力大很多,其鋼軌向兩側(cè)偏移的趨勢更加明顯,造成鋼軌相對(duì)水平方向的位移量加大,鋼軌的軌距要比設(shè)計(jì)值大很多,超出了設(shè)計(jì)允許的誤差范圍,鋼軌的水平凈距與機(jī)車的輪對(duì)寬度凈距不符,機(jī)車在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng),對(duì)機(jī)車和車上的貨物的損害極大,易造成脫軌等事故的發(fā)生。

      1.3 鋼軌擦傷、掉塊

      重載線路與一般的客運(yùn)和貨運(yùn)線路不同,其運(yùn)送的貨物多為密度較大的資源型大宗貨物,在運(yùn)輸過程中以恒載的形式存在,其軌道所承受的荷載極大。在這種長期的磨損和擠壓過程中,鐵軌的表面會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損,并在長期的雨雪侵蝕和凍脹循環(huán)下,鋼軌表面磨損處會(huì)出現(xiàn)一定的材料剝離和脫落現(xiàn)象,使鐵軌出現(xiàn)較為嚴(yán)重的集中應(yīng)力,在重載機(jī)車的影響下會(huì)愈演愈烈。

      1.4 鋼軌疲勞裂紋

      鋼軌在長期的加載和卸載的循環(huán)過程中,一直處在疲勞荷載的作用下,雖然在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)鋼軌的疲勞實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在理論上為鋼軌的壽命提供了較為有利的數(shù)據(jù)支持,但實(shí)際應(yīng)用過程中,鋼軌的疲勞破壞形式并非只是載荷加載卸載循環(huán),外界極端天氣對(duì)鐵軌的損傷較為嚴(yán)重。鐵軌在長期受到重載循環(huán)的過程中會(huì)很快由彈性階段進(jìn)入屈服階段,其抗拉容許應(yīng)力在一定程度上得到了極大提升,但其彈性恢復(fù)能力也在逐步喪失,在彎矩的作用下,鋼軌不斷出現(xiàn)縱向和橫向裂縫,由中間向四周擴(kuò)展,當(dāng)裂縫擴(kuò)展達(dá)到一定的程度時(shí),其屈服階段的力學(xué)性能值達(dá)到相對(duì)平衡的水平,最終變?yōu)榭辜裟芰^弱的材料。

      1.5 扣件、軌枕傷損

      鋼軌的扣件和枕木會(huì)在長期的使用過程中產(chǎn)生較大的形變,進(jìn)而使鋼軌產(chǎn)生局部的位移和松垮。鋼軌扣件松垮會(huì)造成鋼軌局部穩(wěn)定性和承載能力的嚴(yán)重不足,其承載能力嚴(yán)重小于設(shè)計(jì)指標(biāo),極易發(fā)生脫軌事故。軌道枕木發(fā)生損壞后會(huì)出現(xiàn)不確定方向的位移,導(dǎo)致鋼軌發(fā)生較大的形變,鋼軌上有機(jī)車通過時(shí),由于重載機(jī)車自身質(zhì)量的作用,其受鋼軌變形的影響也較大,機(jī)車在通過變形路段時(shí)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng),嚴(yán)重影響貨物和機(jī)車的整體安全。

      2 整治措施

      2.1 尖軌布置誤差的整治

      根據(jù)實(shí)際施工情況,對(duì)尖軌的布置形式進(jìn)行必要的調(diào)整,對(duì)尖軌應(yīng)貼附基本軌的部位進(jìn)行較為合理的處理,在必要的情況下可以調(diào)整軌道附屬設(shè)施的位置。對(duì)于軌道彎角位置和彎角角度不符合實(shí)際要求的情況,應(yīng)在施工前對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)勘測,對(duì)鋼軌進(jìn)行精細(xì)打磨,保證其光滑度和角度符合設(shè)計(jì)要求。鐵路管理人員應(yīng)對(duì)尖軌與基本軌之間的雜物進(jìn)行定時(shí)清理,維護(hù)人員要對(duì)尖軌進(jìn)行常態(tài)化的巡視,一旦發(fā)現(xiàn)尖軌存在質(zhì)量問題,則應(yīng)馬上進(jìn)行替換和加固,消除尖軌的相關(guān)危害。

      2.2 軌距、水平超限的整治

      根據(jù)轄區(qū)內(nèi)重載機(jī)車線路的特點(diǎn),充分考慮其受到各個(gè)環(huán)境條件下影響時(shí)所可能產(chǎn)生的軌道誤差形式,對(duì)于重載機(jī)車通過的線路,按照災(zāi)害性質(zhì)和程度的不同進(jìn)行路段劃分,對(duì)線路進(jìn)行定期的精準(zhǔn)測量,對(duì)其鋼軌的高程、偏移角度、軌距等進(jìn)行精度較高的測量,一旦發(fā)現(xiàn)軌距出現(xiàn)較大偏差,立即聯(lián)系施工單位對(duì)線路進(jìn)行整修,必要時(shí)對(duì)鋼軌進(jìn)行更換。同時(shí),對(duì)岔區(qū)出現(xiàn)軌距、水平超限時(shí),可通過將曲基本軌彎折好以保持各部軌距間隔尺寸正確、加強(qiáng)道岔及前后各50 m范圍內(nèi)線路的鎖定、加強(qiáng)道砟道床的維護(hù)等途徑進(jìn)行修正,以避免軌距、水平病害進(jìn)一步發(fā)展引起岔區(qū)受力惡化,影響道岔的使用壽命。

      2.3 鋼軌剝離、掉塊的整治

      鋼軌表面出現(xiàn)輕微磨損時(shí)應(yīng)對(duì)鐵軌進(jìn)行必要的補(bǔ)救處理,采用打磨和補(bǔ)焊等方式,保證軌道內(nèi)壁的光滑,使軌道內(nèi)壁的病害無法加劇。對(duì)于磨損嚴(yán)重的鋼軌,必須進(jìn)行及時(shí)更換。對(duì)于集中應(yīng)力較大的構(gòu)件,難以承載重載機(jī)車,集中應(yīng)力破壞點(diǎn)會(huì)隨著機(jī)車的不斷通過而加劇,因此,對(duì)于磨損較為嚴(yán)重的路段,應(yīng)及時(shí)更換。另外,應(yīng)使用機(jī)器對(duì)鐵軌的磨損處進(jìn)行拋光處理,保證其鐵軌內(nèi)壁的光潔度,保證微細(xì)磨損的病害處理,防止進(jìn)一步惡化。對(duì)于岔道發(fā)生縱向偏移的情況,應(yīng)及時(shí)對(duì)固定岔道的螺栓進(jìn)行加固,嚴(yán)重情況下可以直接替換岔道,精確安放,保證鐵軌的協(xié)同工作順利展開。

      2.4 鋼軌疲勞裂紋處理

      應(yīng)對(duì)鋼軌所承受的設(shè)計(jì)載荷值進(jìn)行較為準(zhǔn)確的預(yù)估,并對(duì)鐵軌的抗拉壓和抗彎抗剪容許值進(jìn)行判定,從而選擇合理力學(xué)性能值的鋼材進(jìn)行設(shè)計(jì)建造,對(duì)于力學(xué)性能要求較高的鋼材,

      應(yīng)采用冷拔等方式對(duì)鋼軌進(jìn)行強(qiáng)度增加的處理??蒲性核鶓?yīng)當(dāng)在做鋼軌的疲勞實(shí)驗(yàn)時(shí)充分考慮鋼軌受環(huán)境因素的影響,并形成影響因子,成為計(jì)算指標(biāo)。

      2.5 扣件、軌枕傷損處理

      應(yīng)對(duì)扣件和枕木的出場質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控,在重載路線載荷要求較高的情況下,可以考慮采用高強(qiáng)混凝土構(gòu)件當(dāng)作軌枕構(gòu)件,以保證其抗形變能力??奂蓜?dòng)時(shí),應(yīng)現(xiàn)場加固,磨損較為嚴(yán)重的需要及時(shí)更換。軌枕發(fā)生較大形變時(shí),放線測量人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)的軌道高程,指導(dǎo)施工人員對(duì)其進(jìn)行精確的位置修正,采取必要的加固措施,對(duì)于軌枕變形較為嚴(yán)重的,應(yīng)更換軌枕。

      參考文獻(xiàn)

      [1]李銳.重載鐵路站場咽喉道岔病害整治及加強(qiáng)措施[J].技術(shù)與應(yīng)用,2014(15).

      [2]張成偉.重載鐵路道岔病害成因分析及整治措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(09).

      〔編輯:張思楠〕

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