重載鐵路道岔病害產生原因與整治措施

張飛飛

摘 要：重載鐵路多用于資源的長距離運輸，其質量比普通列車要大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車的運輸工作。運行過程中，軌道的道岔問題是重載鐵路災害之一。以重載鐵路為論點，重點討論了道岔病害發生的原因，根據相應原因提出解決措施。

關鍵詞：重載鐵路；岔道病害；尖軌；載荷

中圖分類號：U216.425 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.126

1 病害產生原因

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，很容易對尖軌造成側拱或上拱形式的危害。這些病害的產生原因主要是其軌道內部截面缺乏有效的刨切長度、尖軌頂鐵過長或不足、尖軌補強板螺栓過長、基本軌的高程基準線和切線角度與尖軌無法形成有效的契合、基本軌彎折點位置靠前或靠后、基本軌的光滑程度和角度位置未能達到設計要求、基本軌和尖軌都有出現硬彎的可能等。

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，其鋼軌向兩側偏移的趨勢更加明顯，造成鋼軌相對水平方向的位移量加大，鋼軌的軌距要比設計值大很多，超出了設計允許的誤差范圍，鋼軌的水平凈距與機車的輪對寬度凈距不符，機車在行駛過程中會產生強烈的振動，對機車和車上的貨物的損害極大，易造成脫軌等事故的發生。

1.3 鋼軌擦傷、掉塊

重載線路與一般的客運和貨運線路不同，其運送的貨物多為密度較大的資源型大宗貨物，在運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，鐵軌的表面會出現不同程度的磨損，并在長期的雨雪侵蝕和凍脹循環下，鋼軌表面磨損處會出現一定的材料剝離和脫落現象，使鐵軌出現較為嚴重的集中應力，在重載機車的影響下會愈演愈烈。

1.4 鋼軌疲勞裂紋

鋼軌在長期的加載和卸載的循環過程中，一直處在疲勞荷載的作用下，雖然在實驗室內鋼軌的疲勞實驗已經在理論上為鋼軌的壽命提供了較為有利的數據支持，但實際應用過程中，鋼軌的疲勞破壞形式并非只是載荷加載卸載循環，外界極端天氣對鐵軌的損傷較為嚴重。鐵軌在長期受到重載循環的過程中會很快由彈性階段進入屈服階段，其抗拉容許應力在一定程度上得到了極大提升，但其彈性恢復能力也在逐步喪失，在彎矩的作用下，鋼軌不斷出現縱向和橫向裂縫，由中間向四周擴展，當裂縫擴展達到一定的程度時，其屈服階段的力學性能值達到相對平衡的水平，最終變為抗剪能力較弱的材料。

1.5 扣件、軌枕傷損

鋼軌的扣件和枕木會在長期的使用過程中產生較大的形變，進而使鋼軌產生局部的位移和松垮。鋼軌扣件松垮會造成鋼軌局部穩定性和承載能力的嚴重不足，其承載能力嚴重小于設計指標，極易發生脫軌事故。軌道枕木發生損壞后會出現不確定方向的位移，導致鋼軌發生較大的形變，鋼軌上有機車通過時，由于重載機車自身質量的作用，其受鋼軌變形的影響也較大，機車在通過變形路段時會出現強烈的振動，嚴重影響貨物和機車的整體安全。

2 整治措施

2.1 尖軌布置誤差的整治

根據實際施工情況，對尖軌的布置形式進行必要的調整，對尖軌應貼附基本軌的部位進行較為合理的處理，在必要的情況下可以調整軌道附屬設施的位置。對于軌道彎角位置和彎角角度不符合實際要求的情況，應在施工前對現場進行仔細勘測，對鋼軌進行精細打磨，保證其光滑度和角度符合設計要求。鐵路管理人員應對尖軌與基本軌之間的雜物進行定時清理，維護人員要對尖軌進行常態化的巡視，一旦發現尖軌存在質量問題，則應馬上進行替換和加固，消除尖軌的相關危害。

2.2 軌距、水平超限的整治

根據轄區內重載機車線路的特點，充分考慮其受到各個環境條件下影響時所可能產生的軌道誤差形式，對于重載機車通過的線路，按照災害性質和程度的不同進行路段劃分，對線路進行定期的精準測量，對其鋼軌的高程、偏移角度、軌距等進行精度較高的測量，一旦發現軌距出現較大偏差，立即聯系施工單位對線路進行整修，必要時對鋼軌進行更換。同時，對岔區出現軌距、水平超限時，可通過將曲基本軌彎折好以保持各部軌距間隔尺寸正確、加強道岔及前后各50 m范圍內線路的鎖定、加強道砟道床的維護等途徑進行修正，以避免軌距、水平病害進一步發展引起岔區受力惡化，影響道岔的使用壽命。

2.3 鋼軌剝離、掉塊的整治

鋼軌表面出現輕微磨損時應對鐵軌進行必要的補救處理，采用打磨和補焊等方式，保證軌道內壁的光滑，使軌道內壁的病害無法加劇。對于磨損嚴重的鋼軌，必須進行及時更換。對于集中應力較大的構件，難以承載重載機車，集中應力破壞點會隨著機車的不斷通過而加劇，因此，對于磨損較為嚴重的路段，應及時更換。另外，應使用機器對鐵軌的磨損處進行拋光處理，保證其鐵軌內壁的光潔度，保證微細磨損的病害處理，防止進一步惡化。對于岔道發生縱向偏移的情況，應及時對固定岔道的螺栓進行加固，嚴重情況下可以直接替換岔道，精確安放，保證鐵軌的協同工作順利展開。

2.4 鋼軌疲勞裂紋處理

應對鋼軌所承受的設計載荷值進行較為準確的預估，并對鐵軌的抗拉壓和抗彎抗剪容許值進行判定，從而選擇合理力學性能值的鋼材進行設計建造，對于力學性能要求較高的鋼材，

應采用冷拔等方式對鋼軌進行強度增加的處理。科研院所應當在做鋼軌的疲勞實驗時充分考慮鋼軌受環境因素的影響，并形成影響因子，成為計算指標。

2.5 扣件、軌枕傷損處理

應對扣件和枕木的出場質量進行嚴格把控，在重載路線載荷要求較高的情況下，可以考慮采用高強混凝土構件當作軌枕構件，以保證其抗形變能力。扣件松動時，應現場加固，磨損較為嚴重的需要及時更換。軌枕發生較大形變時，放線測量人員應當根據設計的軌道高程，指導施工人員對其進行精確的位置修正，采取必要的加固措施，對于軌枕變形較為嚴重的，應更換軌枕。

參考文獻

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

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

〔編輯：張思楠〕