黃友明

摘 要：鐵路是現(xiàn)代人們出行的主要交通方式之而鋼軌是列車正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，如果病害頻發(fā)，那么不但會(huì)影響鐵路系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且還會(huì)威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文將針對(duì)鐵路小半徑曲線鋼軌病害成因及整治進(jìn)行研究，分析兩種最為常見(jiàn)的鋼軌病害，探索有效的應(yīng)對(duì)辦法，希望能夠起到積極的促進(jìn)作用，提高小半徑曲線鐵軌病害控制效果，維護(hù)鐵路線路的高效、安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：鐵路：小半徑曲線鋼軌;病害成因;整治研究

引言

鐵路網(wǎng)絡(luò)是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)合脈，對(duì)于加快區(qū)域發(fā)展、改善人民生活具有重要的意義。隨著建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，除了給人們帶來(lái)便利的交通條件之外，也產(chǎn)生了諸名技術(shù)難題，小半徑曲線線路鋼軌的受力情況比較復(fù)雜，很容易出現(xiàn)各種病害，只有找到這些病害產(chǎn)生的原因，才能從根本上對(duì)癥下藥，從而有效延長(zhǎng)鋼軌的使用春命，減少資源能源消耗。

1鐵路曲線軌道受力分析

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，鐵路線路比較長(zhǎng)，需要穿越復(fù)雜的地形，為了降低施工成本、提高工作效率，需要根據(jù)地形鋪設(shè)軌道，從而形成了彎彎曲曲的進(jìn)線。在平直路段上，軌道受力比較均勻，在曲線路段則會(huì)復(fù)雜的多，很容易引起鋼軌病害。所以，要加強(qiáng)受力分析，在豎直方向上，車輛的重力會(huì)通過(guò)車輪傳遞到鋼軌上，隨著載宮量的增加，這個(gè)方向上的力世會(huì)增加的越快。在橫向方向上，車輪對(duì)軌道會(huì)產(chǎn)生側(cè)向壓力，在曲線地沒(méi)，需要通過(guò)橫向作用力來(lái)提供列車轉(zhuǎn)彎的向心力，曲線半徑、行車速度等都是影響橫向力大小的重要因素，通常來(lái)講，速度越大、半徑越小產(chǎn)生的橫向力越大。在縱向方向上，鋼軌還會(huì)受到列車爬行產(chǎn)生的摩擦力，在穿越復(fù)東地形、不斷調(diào)整車速的情況下，會(huì)使鋼軌溫度出現(xiàn)明顯的變化，對(duì)鋼軌性能造成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。軌道受力的復(fù)雜性是鐵路小半徑曲線鋼軌病害產(chǎn)生的重要原因，名種病害在具體表現(xiàn)上存在著-定的差異，需要具體問(wèn)題具體分析

2鐵路小半徑曲線鋼軌病害成因及整治研究

2.1剝離掉塊

1）特征

根據(jù)總結(jié)分析，鐵路小半徑由線鋼軌剝離掉塊具有一定的特征，它主要集中在曲線上股鋼軌內(nèi)側(cè)面，相對(duì)而言，出現(xiàn)在直線段及曲線下股鋼軌的概率比較低，道前后、夾直線偶爾發(fā)生，幾平在曲線上股鋼軌軸線外側(cè)不存在這個(gè)問(wèn)題。而目，豐要出現(xiàn)在新鋼軌上，在使用磨合-段時(shí)間后，剝離掉塊的情況有所改善，由于小半徑曲線鋼軌受力情沉更為復(fù)雜，所以產(chǎn)生剝離掉塊的問(wèn)題比較常見(jiàn)。另外，軌枕、道作等都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，如果軌道的彈性小而剛度大，那么產(chǎn)生的作用力也就越強(qiáng)，剝落擔(dān)塊自然也就越嚴(yán)重，在軌道養(yǎng)護(hù)時(shí)通常會(huì)刷油，以降低磨損，但是這對(duì)于剝離掉塊病害的控制并不有利。

2）危害

在實(shí)際工作中，如果鋼軌，剝離掉塊到一定程度，那么就需要及時(shí)更換，所以，這種病害直接決定著鋼軌的使用壽命。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，在鋼軌鋪設(shè)初期及使用過(guò)程中，要加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，并按照規(guī)定進(jìn)行更新，這大大增加了鐵路建設(shè)和維護(hù)成本，增加了鋼材的消耗量。而且隨剝離掉塊病害的不斷加重，不但會(huì)影響乘坐的舒適性，而月會(huì)對(duì)車輪、道作、軌松等產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，嚴(yán)重影響輪軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，容易誘發(fā)其他隱患的產(chǎn)生，縣至影行車安全，導(dǎo)致脫軌、跳車等事故的發(fā)生。在毗鄰城市居住區(qū)域，還會(huì)產(chǎn)生巨大的噪聲，影響周邊居民的身心健康。

3）成因

根據(jù)鐵路小半徑曲線鋼軌剝離掉塊的特征可以分析出主要的病害原因，即過(guò)高的輪軌接觸應(yīng)力和過(guò)低的鋼軌強(qiáng)度。從發(fā)展進(jìn)程上看，初期會(huì)明生魚鱗狀表面裂紋，然后形成不連續(xù)剝離，這會(huì)減小有效接觸面積、增大軌頭應(yīng)力，從而導(dǎo)致病害迅速發(fā)展，形成剝離掉塊，最終導(dǎo)致鋼軌報(bào)廢。從力學(xué)角度上看，接觸疲勞傷損是產(chǎn)生剝離掉塊的主因，在高接觸應(yīng)力以及相對(duì)滑動(dòng)作用下，會(huì)使表面產(chǎn)生局部金屬斷裂損傷，首先在高預(yù)應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生微裂紋，隨著輪軌力的反復(fù)作用，促使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。如果磨損病害比較嚴(yán)重，微裂紋在還沒(méi)有產(chǎn)生擴(kuò)散之前已經(jīng)被磨掉，那么磨損病害就占據(jù)著主導(dǎo)地位，決定著鋼軌實(shí)際春命。抹油養(yǎng)護(hù)能夠有效降低磨損率，但是潤(rùn)滑劑會(huì)滲透到裂紋間隙，加快了裂紋發(fā)展。、

4）整治

鋼軌玻璃掉塊是普遍性問(wèn)題，各國(guó)的專家學(xué)者都在積極研究，以求獲得不錯(cuò)的預(yù)防、整治、緩解效果。嚴(yán)格控制軌道幾何不平順和復(fù)合不平順，消除因幾何偏差產(chǎn)生的激擾源，嚴(yán)格控制各種誤差，盡量降低軌道不平順性，減少輪軌沖擊作用，能夠有效緩解剝離掉塊病害的發(fā)生。全整治軌頭接縫狀態(tài)，控制傷損高發(fā)區(qū)，避免出現(xiàn)接頭鋼軌和軌枕暗坑空吊，減小焊縫的原始不平順，保證軌縫均勻。提高軌道彈性，減弱輪軌合振動(dòng)強(qiáng)度，有效降低沖擊作用，延緩剝離掉塊的訊速發(fā)展。在軌頭出現(xiàn)裂紋之前，可以活當(dāng)抹油，以降低軌頭損耗，如果出現(xiàn)斑點(diǎn)，要及時(shí)停止，等到斑點(diǎn)消失后再進(jìn)行間斷涂抹。鋼軌應(yīng)該選用高強(qiáng)度、高純度、耐磨性好、高韌度鋼材，同時(shí)，改善生產(chǎn)工藝，彌補(bǔ)材質(zhì)原有的缺陷。

2.2水平裂紋

1）特征

鐵路小半徑曲線鋼軌水平裂紋病害主要發(fā)生在圓曲線和圓曲線附近上股鋼軌，而且在四百到七自米之間的曲線最容易產(chǎn)生水平裂紋。通過(guò)研究表明，軌面裂紋和軌道條件具有較強(qiáng)的聯(lián)系，如果軌底坡較小，那么很容易產(chǎn)生偏心受壓現(xiàn)象，而且減小了輪軌接觸面積，反之，軌底坡較大則可以明顯改善輪軌接觸狀態(tài)，有效緩解偏心受壓的問(wèn)題。

2）危害

水平裂紋與剝離掉塊都會(huì)影響鐵路線路運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性，容易產(chǎn)生許多不和諧因素。水平裂紋最終也會(huì)發(fā)展成剝離掉塊，對(duì)于最不利的部位裂紋，可能會(huì)向深度發(fā)展形成豎向裂紋或者科裂紋，隨著程度的不斷加劇，導(dǎo)致鋼軌斷裂，這種病害也需要鐵路工作者著重關(guān)注，加強(qiáng)研究，找出原因，采取有效措施加以應(yīng)對(duì)。

3）成因

只有軌頭表面存在缺陷并且滿足的明生水平裂紋最低條件，才能促使水平裂紋病害的產(chǎn)生和發(fā)展。鋼軌材質(zhì)質(zhì)量是誘發(fā)該病害的內(nèi)部原因，在加工過(guò)程中，原材料缺陷會(huì)形成折裂紋，如果存在較多雜質(zhì)，那么在荷載作用下會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中狀態(tài)，從而產(chǎn)生裂紋。除了內(nèi)部原因，鋼軌水平應(yīng)力過(guò)大是重要的外部原因，從裂紋的發(fā)展方向上看，軌頭表面受到的橫向拉應(yīng)力起著主要的控制作用，這些橫向拉應(yīng)力是側(cè)向力和殘余應(yīng)力共同產(chǎn)生的效果。造成曲線上股軌面內(nèi)側(cè)水平裂紋主要外力包括輪軌接觸局部應(yīng)力、鋼軌靜態(tài)彎曲應(yīng)力、偏心受壓附加應(yīng)力、滑動(dòng)摩擦力、離心力、導(dǎo)向力、牽引力、制動(dòng)力，等等。

4）整治

針對(duì)鐵路小半徑曲線鋼機(jī)水平裂紋病的特征和成因，可以從減小接觸應(yīng)力、增太接觸前積的角度出發(fā)，緩解接觸疲勞，以求實(shí)現(xiàn)面期的整治目的。通過(guò)改變軌底坡來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大接融面的目的，有效減小局部應(yīng)力和偏心受壓，時(shí)：利用形膠墊也可以增太底按，能夠起到不錯(cuò)的預(yù)防和修息裂紋的效果。實(shí)踐表明，增加軌道彈性也可以控制的裂紋病害，適度增加彈性比和皎墊得度，并且保持道作整潔和排水誦暢，該些措施都能有效提開軌道彈性，在新開通提速線路上要積極詞整曲線超高，改善曲線上服鋼軌和車輪的接觸狀況，避免因不合理接觸造成軌頭應(yīng)力的快速增長(zhǎng)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本安首先針對(duì)鐵路曲線軌道受力進(jìn)行了分析，然后以剝離掉塊和水平裂紋為倒，者重研究了小半徑曲線鋼軌病害的特征、成因，危及整治括施。希望能夠起到積極的現(xiàn)實(shí)意義，充分認(rèn)識(shí)鋼軌病害造成的損失和影后，加強(qiáng)理論研究，針對(duì)小半徑曲線鋼軌病害的主要影響因素尋求應(yīng)對(duì)黃略，從而保證行車的安全性、穩(wěn)定性，可靠性，提高鐵路設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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