鐵路線路曲線地段病害成因分析及整治措施

曹鑫匯

摘要：鐵路是一個(gè)城市的重要組成部分，它的作用就是交通，而在修建的過程中，有很多曲線地段，所以，如果在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，沒有正確的維修，將會(huì)極大地降低鐵路的安全性和穩(wěn)定性。文章介紹了鐵路線路曲線地段中常見的病害，并給出了相應(yīng)的防治措施，以確保曲線段的安全、穩(wěn)定、取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鐵路線路;曲線病害;形成原因;治理措施

前言：在我國(guó)的客貨兩用運(yùn)輸中，鐵路是我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動(dòng)力。然而，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的不斷提高，對(duì)我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)某休d能力提出了更高的挑戰(zhàn)。曲線地段是鐵路線路中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，歷來(lái)被列為鐵路養(yǎng)護(hù)工作的重中之重。假定鐵路線路的運(yùn)行狀況是不穩(wěn)定的，列車在行駛過程中會(huì)受到水平力的影響，從而造成列車的振動(dòng)，從而危及列車的安全。

1.曲線設(shè)置的原因和要求

在火車行駛時(shí)，軌道交通承擔(dān)著承載列車負(fù)荷、指導(dǎo)列車行駛方向的任務(wù)。理想的軌道應(yīng)該是筆直而平整的，即不存在一條直線或垂直的坡度。然而，受地形、沙漠、礦區(qū)、城鎮(zhèn)等因素的制約，在修建鐵路時(shí)，往往會(huì)遇到一些困難。在鐵路建設(shè)中，為了減少工程的數(shù)量和質(zhì)量，加速建設(shè)進(jìn)度，鐵路的鋪設(shè)通常是隨著地勢(shì)的起伏和彎曲而進(jìn)行的，這必然會(huì)造成鐵路的曲線設(shè)置。

為減少列車在行車中發(fā)生的曲線地段病害，應(yīng)盡可能地采取單線方案。在不同地形情況下，應(yīng)適當(dāng)設(shè)定彎曲半徑及彎角。在列車行駛時(shí)，若其轉(zhuǎn)彎角度較小，則其操縱性能更佳，故宜采用大半徑小轉(zhuǎn)向角的曲線。受不同地區(qū)地形條件的制約，在設(shè)計(jì)時(shí)若曲線半徑設(shè)定過大，將會(huì)影響到預(yù)期的效果，從而降低列車的速度;《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》明確，不同級(jí)別的鐵路，其曲線半徑的設(shè)定也不盡相同，如：1號(hào)線普通路段的曲線半徑不能低于1000米，困難情況下不能低于400 m;2級(jí)鐵路一般路段不能低于800 m，困難情況下不能小于400 m;

2.曲線軌道的特點(diǎn)

2.1曲線軌道是鐵路線路中不可或缺的部分

從功能上來(lái)看，軌道的主要作用是承擔(dān)列車的負(fù)荷，確保列車在一定的方向上行駛。眾所周知，兩個(gè)點(diǎn)之間的直線距離是最短的，最好是直線，這樣可以縮短路程，保證行車的穩(wěn)定性。然而，在實(shí)際建設(shè)中，由于各種外部環(huán)境的影響，山川河流，地理位置，社會(huì)功能，建設(shè)成本等都會(huì)對(duì)線路的選擇有很大的影響。為克服各種因素對(duì)線路的影響，確保線路的整體完整性，弧形軌道是必不可少的。

2.2曲線軌道承受著列車不規(guī)則的荷載

一般情況下，在高速行駛時(shí)，由直線向曲線軌道過渡時(shí)，由于重力、離心力等因素的綜合作用，使曲線地段必須承受不規(guī)則的負(fù)荷。從受力的觀點(diǎn)來(lái)看，一方面，由于列車在行駛過程中，由于自身的重力作用，使得軌道在縱向上受到了一定的載荷。而弧形軌道則要承受向外的離心力，而弧形軌道則需要在一定程度上增加離心力，從而產(chǎn)生更大的推力，從而產(chǎn)生更大的推力。因此，曲線地段所承受的載荷較為復(fù)雜，必須進(jìn)行精確的計(jì)算，科學(xué)地確定其半徑，以確保列車在高速行駛時(shí)所產(chǎn)生的工作負(fù)荷，以確保其安全運(yùn)行。

3.曲線病害產(chǎn)生的原因及危害

由于受力的復(fù)雜性，尤其是在軌道運(yùn)行一段時(shí)期后，較容易出現(xiàn)較大的病害。

首先是鋼軌破損，這是一種常見的小直徑曲線病害，以鋼軌側(cè)面接頭損壞為特征，其次是軌道幾何尺寸不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。與其它線路比較，小半徑曲線有一個(gè)缺點(diǎn)，即易于改變，維護(hù)周期短，尤其是在運(yùn)行后一定時(shí)期內(nèi)，軌距增大，軌道幾何尺寸在使用過程中會(huì)由于外力的摩擦力、擠壓等因素而出現(xiàn)超限;但是，在運(yùn)行過程中，由于外部的沖擊和擠壓，接頭易發(fā)生松動(dòng)，造成夾板、接頭螺栓斷裂、尼龍座斷裂、枕木道釘脫落，嚴(yán)重影響了線路的正常使用。

由于受多種因素的影響，在較低的曲率下，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損、碰撞和擠壓現(xiàn)象。結(jié)果表明：首先，由于線路的先天缺陷，導(dǎo)致了軌道的磨損。在小半徑曲線上運(yùn)行時(shí)，車輪會(huì)和鐵軌產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，使速度減慢，鐵軌所承受的壓力要大于平常，從而引起鐵路和鐵路的磨耗;第二，如果超高過大，火車與鐵軌之間的摩擦?xí)龃?，?huì)對(duì)下股鋼輪造成很大的磨耗;第三，由于軌枕預(yù)留了四十分之一的軌距，這個(gè)斜率可以保證火車在直線段的行車要求，但是在彎路時(shí)，由于坡度的原因，會(huì)使踏面與鋼軌之間產(chǎn)生空隙，不能實(shí)現(xiàn)充分的接觸。由于列車的重心集中于鋼軌的內(nèi)部接觸表面，對(duì)軌道的損傷很大。除了軌道自身的問題，在運(yùn)行過程中，由于列車與列車之間的聯(lián)系所產(chǎn)生的抖動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致小半徑曲線的磨損。

4.曲線病害的整治辦法

4.1調(diào)整好小半徑曲線的各部尺寸

小半徑彎曲病害的主要原因之一是由于其較小的半徑曲線易于變化，因此，為了減小其磨損，減小其損傷的發(fā)生率，必須充分從事其調(diào)整工作，以保證其在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。在調(diào)整小半徑曲線時(shí)，可以采用增加副向點(diǎn)的方法，將曲線的平順控制在合理的范圍之內(nèi)。在設(shè)定副矢的時(shí)候要注意距離，每隔五米就會(huì)有一個(gè)輔助箭頭，20米的弦是用來(lái)探測(cè)的。在進(jìn)行小半徑曲線養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)注重緩和曲線的維護(hù)，將超高、軌距等控制在合理的范圍之內(nèi)，并要對(duì)接頭部位進(jìn)行檢查，確保接頭部件與軌道緊密相連，并及時(shí)清理道床，防止道床充盈。

4.2強(qiáng)化小半徑曲線技術(shù)細(xì)節(jié)

在對(duì)曲線地段進(jìn)行維修或養(yǎng)護(hù)時(shí)，必須根據(jù)實(shí)際曲線的具體狀況，選擇適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。近幾年?lái)，小徑曲線的發(fā)展已經(jīng)成熟，可以在小半徑曲線上鋪設(shè)淬火軌及配套附件，使其具有更高的強(qiáng)度和耐磨性，從而降低了曲線地段的磨損;對(duì)曲線地段上的軌枕病害，以及在靜態(tài)檢查中存在的病害，可以用 IⅢ型軌枕代替原來(lái)的鋼軌。另外，還可以通過在鐵軌上涂抹潤(rùn)滑油來(lái)降低鐵軌和鐵軌的摩擦力，這樣可以防止鐵軌和鐵軌的磨損，同時(shí)也可以利用大功率的鐵軌來(lái)處理鐵軌。

4.3整治重點(diǎn)病害

因此，必須重視小半徑曲線的常見病害，加大治理力度，以減少其發(fā)生的可能性。對(duì)于這種病害，可以通過特制6號(hào)、特制10號(hào)鋼軌來(lái)調(diào)節(jié)軌道間距。但采用隔板有一個(gè)問題，在使用的時(shí)候，由于軌道的橫向摩擦力和軸距會(huì)隨著鋼軌的使用而不斷地改變，這不僅會(huì)增加工作人員的工作量，還會(huì)增加生產(chǎn)的費(fèi)用，而調(diào)整的方式雖然可以提高軌道的耐磨性，但在嚴(yán)寒天氣或者嚴(yán)寒的地方，如果在冬天使用，就會(huì)失去調(diào)節(jié)軌道的功能，反而會(huì)造成嚴(yán)重的損傷。小直徑曲線的常見病害還包括了鋼軌支管，在治理這種病害時(shí)應(yīng)防止發(fā)生接頭堵塞現(xiàn)象。

4.4設(shè)置合理的曲線外軌超高

我國(guó)鐵路的緩和曲線和曲線的線型大都是三段式，在過渡段的起點(diǎn)，必然會(huì)產(chǎn)生額外的動(dòng)力作用，從而導(dǎo)致緩和曲線中的正向和超高的變化比較大，超過了圓弧。為進(jìn)一步改善緩和曲線的維護(hù)質(zhì)量，在設(shè)定緩和曲線正向和超高時(shí)，應(yīng)考慮如下問題：（1）調(diào)整緩和曲線的首尾位置，曲線的首尾要有適當(dāng)?shù)臉?biāo)志，每一次起拔之前都要對(duì)其進(jìn)行校對(duì)，對(duì)于已出現(xiàn)的異常，應(yīng)采取斜角、角圓、繩正法等方法，以確定其正確的位置。（2）對(duì)緩和曲線首尾的正向、超高進(jìn)行合理設(shè)定，以消除三次拋物線型、弧首尾離心力的突變，并在起始端做相應(yīng)的改進(jìn)，對(duì)于不同的曲線，其結(jié)果也是不一樣的。（3）從該點(diǎn)到該直線部分50米的距離應(yīng)該為1435±2 mm，從而最大限度地減小緩沖曲線始終點(diǎn)的附加動(dòng)態(tài)壓力。在轉(zhuǎn)彎處適當(dāng)加寬曲線，由于離心力的作用，輪子有充分的游動(dòng)空間，否則會(huì)發(fā)生傾覆。

結(jié)束語(yǔ)：

目前，我國(guó)鐵路曲線線路的病害治理仍是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，要改變觀念，提高認(rèn)識(shí)，通過不斷地總結(jié)和運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，將曲線地段病害降到最低限度，從而提高旅客列車的舒適度，延長(zhǎng)線路的使用壽命。今后，我國(guó)鐵路將會(huì)更加快速、更大的發(fā)展，同時(shí)也會(huì)更加繁忙。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，必然會(huì)提高線路的品質(zhì)，防止疾病的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)減少或避免維護(hù)，這樣的話，鐵路的明天就會(huì)更好。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧思源.淺談鐵路線路曲線病害成因及其整治措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（03）：191.

[2]鐵路曲線病害原因分析及處理的幾點(diǎn)思考[J].孫亞林.山西建筑.2017（30）