鐵路小半徑曲線病害成因分析與整治

魏曉鵬

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的現代化建設的發展也有了進展。交通事業的不斷發展促進了鐵路行業的不斷進步，越來越多的人選擇鐵路出行，因此鐵路運行的安全至關重要。與直線地段相比，小半徑曲線地段受到了推擠和沖擊，導致小半徑曲線線路經常出現病害。對此，應加強鐵路小半徑曲線線路的養護維修，保證鐵路的穩定、安全運行，保證人們的生命安全。

關鍵詞：鐵路小半徑曲線;病害成因分析;整治

引言

列車的運行方向是由鐵路軌道來引導的，列車在正常運行的時候，由于本身的慣性作用是不能自己實現方向轉變的。但是在列車處于鐵路曲線路段的時候，由于急速行駛的列車被迫要依據軌道線路前進，必然會使得列車車輪對鋼軌造成極大的沖擊與磨損。所以，鐵路線路的曲線路段比直線路段發生病害的幾率與種類要更多一些。

1鐵路小半徑曲線軌道的受力情況

據分析，當鐵路軌道因受力而出現問題時，極易導致鐵軌出現非正常磨損情況，進而演變為小半徑曲線軌道問題，經長時間的使用，會對鐵軌的正常壽命造成影響。根據鐵軌的受力方向測試得知，車輛與列車在鐵軌上行駛時，鐵軌需要承受三個方向的力，這些力分別沿水平橫向、水平縱向和豎直方向施加在鐵軌上。由于力的平衡關系，使車輛在鐵軌上行駛時可以保證安全，但如果某一方向上的力產生變化，車輛的整體平衡會被打破，使車輛的行駛軌道發生改變，進而威脅車輛的行駛安全。還有，行駛的列車也會對軌道施加壓力，假如某一位置出現問題，會因壓力的突然增大而導致變形，從而演變為更嚴重的問題。

2鐵路小半徑曲線病害的類型

2.1路基病害

路基病害可分為兩大類：第一，出于線路封閉的需要新頂進的立交，或對既有線路改造而在該地段新修的橋梁，在橋臺后背的路橋結合處，無法使用機械工程設備進行夯實，導致路基較為松軟。長此以往，路橋結合處的承載能力逐步下降，鐵路下沉，嚴重影響鐵軌的軌向、水平和高低，路線整治較困難。第二，列車自身軸重大、運行速度高，無形之中增加了路基表面靜壓力，地下水位會持續上升。與此同時，也會對枕下道砟產生較大的破壞力和碾壓力，致使道砟之間摩擦力增大，棱角磨圓，產生大量粉末，進而影響路基的穩定性能。另外，大部分重載列車運載散裝貨物，在車輛運行過程中，車輛封閉不嚴導致大量煤渣散落，散落煤渣和道砟粉末直接填充了道砟空隙。在這種情況下，道床排水功能受到嚴重影響，道床、基床翻漿冒泥，極易改變鐵軌線路的幾何尺寸。

2.2鋼軌病害

鋼軌病害可分為三大類：一是波磨病害。軌道在使用過程中，很容易因磨損、消耗而產生規律性的不平順，即波磨。鋼軌的屈服強度、軌道彈性等均是導致波磨形成的重要因素，但鋼軌踏面的波浪形壓潰是產生波磨的根本原因。在重載列車急速運行時，鋼軌發生波磨的位置更多，且波磨產生速度更快。一旦波磨達到0.4～1.2mm，將會使軌道振動以及輪軌之間的振動大大增加，對軌道的破壞力度激增，嚴重的還會導致線路與機車之間的共振反應，降低列車運行的平穩性。二是焊縫問題。在曲線地段的施工過程中，需要使用鋁熱焊或氣壓焊焊接成無縫線路。在具體施工過程中，由于受到環境因素、工具因素、工人操作技術等因素的影響，很容易出現焊縫處錯牙或軌面不平順等情況。一旦接頭處軌面不平順，就會增加列車車輪對軌道的垂直沖擊力，進而誘發動力學超限等問題。而作用邊不平順，會使列車產生一定的水平加速度，影響旅客的舒適度。三是側磨損病害。當列車通過曲線路段時，由于內外側車輪運行軌跡的長度不同，外側車輪向前滾動的同時還需要緊靠鋼軌進行滑動，無形中加大了外側鋼軌受到的側磨力。列車的固定軸距越大、鋼軌硬度越低、曲線半徑越小，鋼軌側磨損就越嚴重。在曲線半徑和鋼軌材質不變的情況下，列車的固定軸距直接決定了鋼軌的側磨發展速度。

3鐵路小半徑曲線優化

3.1加強曲線軌道日常養護與運維檢修

首先，加強鋼軌日常養護與運維檢修的次數，本著預防的原則，及時發現問題及時解決，不待誤差量發展變化過大，造成難以挽回的損失;其次，要通過動態結合的檢查方式，對檢查結果進行綜合分析，然后及時合理的安排運維檢修方式，使得設備技術處于有效地運作之中。

3.2明確職工病害管理職責和管理范圍

完成管理任務的分配，對特定區域采取周期性檢查的方式，消除安全隱患問題。設計師需要根據車輛的運行路線以及用途合理進行設計，用完善的設計方案確保鐵路軌道的安全運行。還有，設計師需要根據不同區域的氣候進行數據調整，提高設計精度。鐵路建設完工以后，進行定期的養護工作。對于某些磨損嚴重的區域，需要及時進行零部件的更換，以提高鐵路軌道的安全使用系數。

3.3對小半徑曲線技術細節進行強化

為了避免曲線病害情況的發生，還應采取合理的措施對小半徑曲線技術細節進行強化。一般情況下，可以采用2種方法，一種是增加軌距桿，另一種是采用軌距桿，并結合支撐的方法。在強化過程中，應充分考慮具體的情況，可以采用淬火軌和Ⅲ型軌枕，并將其合理地鋪設在小半徑曲線上。為了減少鋼軌的側磨，還可以采用涂油的方式，這樣可以延長鋼軌的使用壽命。涂油的方式主要包括車載涂油器和地面涂油漆2種，涂油時，應選擇合適的涂油方式。另外，為了避免波磨情況的發生，還應加強日常養護，做好搗固工作，并對接頭病害進行處理，同時對道床進行清篩，采用坡形膠墊進行合理的鋪設。

3.4對重點病害進行整治

在小半徑曲線段，列車運行過程中，經常出現軌距病害，對此，應采用合理的措施整治，比如可以使用軌距擋板和坡形膠墊。使用軌距擋板對側磨進行整治時，應隨著側磨的變化對軌距擋板進行調整，這在一定程度上增加了工作人員的工作量及工作成本。同時，列車在小半徑曲線段經常出現鋼軌支嘴病害，對此可以采用接頭夾板里外口互換方法，這種方法可以有效解決鋼軌支嘴病害。

3.5重點整治

加大對小半徑曲線病害的整治與管理力度，增加日常檢查次數，加強對曲線軌道的檢查與養護。軌距病害問題是小半徑曲線較為普遍的問題。若軌距不易調整，可使用特質軌距擋板和加寬尼龍座。加強鋼軌支嘴的病害管理工作，合理調整軌縫，預防接頭頂死。強化小半徑曲線的細節管理工作，增設軌撐，通過支撐與軌距桿配合的方式強化支撐;使床道保持良好的排水性能以及彈性程度，結合線路橫移和曲線半徑，合理增加曲線外側碴肩寬度;及時整修坍塌的鋼軌接頭，及時打磨波形磨耗、馬鞍形磨耗等，使用油漆涂抹側面磨耗;使用高強絕緣螺栓作絕緣接頭，將扭力矩保持在700N·m左右;及時解決三角坑、空吊板等問題，加強搗固，填滿、夯實碴道。有條件的情況下，可在小半徑曲線處更換耐磨淬火軌。

結語

鐵軌的安全不僅影響著鐵路的正常運行，也直接關系著人們的生命財產安全。由于曲線部位直接影響著鐵軌的質量，所有我們要更加重視鐵路小半徑曲線路線的維修與養護。本文對小半徑曲線常見病害種類、成因及整治措施進行了簡單的分析，希望為我國鐵路的小半徑曲線路線的維修與養護提供借鑒意義。

參考文獻：

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[2]? 李怡然，丁軍君，王軍平，等.小半徑曲線鋼軌型面優化對車輛動力學性能的影響研究[J].機車電傳動，2019（2）：66-70.

（作者單位：中國鐵路烏魯木齊局集團有限公司阿克蘇工務段）