鐵路線路小半徑曲線病害成因及預防措施

任虎　王琨　楊國強　袁寶明

摘要：鐵路的正常運行和人們的生活息息相關，只有保證其不出現故障，才能夠使得鐵路線路正常工作，從而不影響人們的正常出行。鐵路的曲線軌道由于受力情況，小半徑曲線生成很大的病害，嚴重影響了鐵路的正常運行。文章對鐵路的小半徑曲線病害的成因進行了分析，并在此基礎上提出了預防措施。

關鍵詞：鐵路線路；曲線軌道；小半徑曲線；鐵路病害；預防措施 文獻標識碼：A

中圖分類號：U216 文章編號：1009-2374（2015）35-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.046

1 鐵路曲線線路

1.1 曲線成因

鐵路線路在列車運行的過程中需要承受列車的負荷，并且起到引導列車前行的作用，因此在理論上既直又平的線路應該是最好的。然而在實際的設計時，由于山水、沙漠等自然因素的限制，很難實現理想中的過分平坦。為了減少施工量、提高施工的質量，在鋪設鐵路的時候一般都會隨著地形的條件來進行鋪設，因此形成曲線的鐵路線路在所難免。

1.2 曲線軌道受力

列車在曲線軌道上運行時，軌道受到的力十分復雜。首先，在軌道上運行的列車會提供給軌道豎直向下的力，這是由于列車的重力提供的壓力。在某些曲線地段，還會出現由于外軌超高而對車產生的橫向壓力從而產生的豎直方向的分力的作用；其次，軌道還會受到橫向的水平力的作用，這些橫向的作用力主要是由車輪對鐵軌的側向的壓力以及曲線軌道的附加的橫向力構成的。列車在曲線的軌道上進行轉彎的時候，需要外側軌道、內向軌道以及重力的合力水平防線的分力提供向心力。在速度一定的情況下，如果轉彎的半徑很大，那么需要的向心力就會較小，反之則需要較大的向心力。如果軌道受到的壓力過大，超出了軌道所能承受的范圍，就會使軌道內側或者外側產生嚴重的磨損，嚴重的情況下甚至會產生脫軌的現象，是十分危險的。除此之外，軌道還會受到縱向的水平力的作用，這主要是由于軌道的爬行以及溫度的作用產生的力。在軌道的曲線部分，鋼軌上還具有滑動引起的摩擦力。而軌道的爬行主要是指鋼軌會在列車的作用下產生副作用，在列車制動的地方這些現象會更加明顯。

2 鐵路曲線線路問題

2.1 曲線主要病害

鐵路曲線線路產生的病害主要有：

2.1.1 鋼軌傷損病害。鋼軌的側向磨損、波磨以及接頭處的損害是最常見的問題，其中側向磨損是最嚴重的，直接影響著鐵路的軌道的使用時限。

2.1.2 軌道幾何尺寸超限。在鐵路的曲線線路上，由于曲線的高低問題以及軌道的間距是很難進行改變的，可是在使用的過程中軌道的間距很容易進行擴大，且隨著列車的運行，軌道側向的磨損，軌道間距會變得更加明顯，這可能會使得正在運行的火車出現出軌等情況，嚴重地危害了人們的安全。

2.1.3 聯接件松動。列車后運行的過程中，對鐵軌有著很大的沖擊作用以及橫向力的作用，尤其是在轉彎的半徑較小的時候。當鐵軌超過了其承受的能力，線路的夾板以及接頭處的螺栓很容易出現松動的情況，軌距桿也可能會發(fā)生折斷。

2.1.4 出現曲線“鵝頭”。如果曲線附近的直線方向不正確或者撥道的作業(yè)量沒有計劃準確等情況，都會導致這種現象發(fā)生。這種“鵝頭”的出現，在曲線鵝頭的方向上由于線路不圓順會造成鋼軌的磨損程度更加嚴重，嚴重影響了列車的正常運行。

2.1.5 曲線接頭支嘴。這是由于鋼軌的彈性以及鋼軌的硬彎引起的，在小半徑的彎道上，接頭處的危害會加重曲線的接頭處的支嘴現象。

2.2 曲線病害成因

鐵路線路的小半徑造成的病害的成因是受到多種因素影響的：首先，線路的先天不足是使得鐵軌磨損嚴重的主要原因。在曲線的線路中，鐵軌的側向難免會受到壓力，導致鐵軌的側面磨損十分嚴重，影響了鐵軌的使用壽命；其次，我國目前對鐵路上的運量的增加，使得列車對鐵軌的沖擊破壞變得更加嚴重，且近年來列車普遍都進行了提速，高速列車使得鋼軌首要的碾壓力更大，從而磨損加劇。并且，鐵軌的超高偏大，會導致車輪在向心力的作用下對鐵軌造成嚴重的摩擦樁基，導致了上股的鋼軌的側向磨損。而且，在通常情況下軌枕預留軌底坡是1/40，這在直線軌道中是適用的，可是曲線的地段由于超高的因素會使得車輪的踏面和鐵軌的頂部難以得到全面的接觸，這就導致鋼軌的內頂接觸面受到的壓力過大，形成了偏載，破壞了鋼軌。除此之外，出輪的踏面對鋼軌的沖擊造成的摩擦以及車體和車體、車體和車輪之間的摩擦都會造成鐵軌的磨損、接頭處松動等區(qū)縣病害，應該對其進行一定的預防措施。

3 曲線病害預防措施

3.1 曲線地段養(yǎng)護

首先應該對小半徑曲線鋼軌進行定期的撥道，對鋼軌進行養(yǎng)護，要堅持預防為主的思想來加強列車的安全運行，尤其是小半徑的曲線地段。在對曲線進行養(yǎng)護的過程中，要特別注意緩和的曲線的養(yǎng)護，超高、軌距以及正矢遞減是否符合標準，是緩和曲線養(yǎng)護的關鍵。除此之外，對鐵軌的曲線的設計要保證參數能夠符合設計的標準。對路基的問題進行整治，防止由于路基的問題導致鐵軌的變形，在鐵軌的首尾處進行標識來固定曲線的位置。

3.2 調整曲線各部尺寸

要定期、有計劃地對小半徑的曲線范圍中存在的漫坑現象進行整治，對出現的小坑以及低接頭要及時消除，每年定期地按照檢修的標準對鋼軌進行檢查，對鋼軌出現損傷的部位進行重點測速。小半徑曲線的軌道中，軌道間距十分容易出現變化，因此必須要不斷進行調整。

3.3 加強曲線的設計

在鐵路的曲線部分，尤其是小半徑的曲線地段，列車通過時對鐵軌產生的橫向壓力遠遠大于直線鐵軌的地段，因此小半徑曲線部位很容易出現軌道間距擴大、軌道的框架橫移等病害。所以在這個地段可以適當地增加軌枕的數量，來使得鐵路的軌道水平方向更加穩(wěn)定，不容易出現上述問題，從而減輕鐵軌受到的橫向水平力的大小。

4 結語

鐵軌的安全直接影響著鐵路的正常運行，鐵路的工作與人們的行程有著密切的關系，而曲線部位直接影響著鐵軌的質量，所以對鐵路的小半徑曲線線路的維修和養(yǎng)護越來越引起了相關部門的重視。本文就是在這樣的背景下，對鐵路的小半徑曲線能夠產生的病害種類以及產生病害的原因進行了簡單的分析，并且針對這些問題提出了一些預防的措施。

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作者簡介：任虎（1988-），男，山東濟南人，濟南鐵路局濟南工務段助理工程師，研究方向：鐵路維修。

（責任編輯：秦遜玉）