包西線桐木石隧道整體道床線路病害分析

李繼祖

摘 要：隨著無碴軌道技術在客貨共線鐵路中廣泛運用，整體道床出現的線路病害及維修問題也越來越引起重視。本文結合包西線桐木石整體道床彈條大量折斷的情況，分析其產生的原因，為設備養護單位提高養護質量提供參考。

關鍵詞：整體道床 線路病害 科學養護

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0062-02

整體道床具備整體性好、穩定、耐久、軌道維修量少等優點，近年來在我國客貨共線鐵路建設中得到了廣泛的使用，但在現實養護中往往由于施工質量、養護技術方面的原因，時常出現諸如桐木石隧道彈條折斷多發的病害。因此必須重視對整體道床后期養護工作，本文以包西線桐木石整體道床折斷多發病害為例，探討其病害產生的原因、并提出了病害的相關整治措施。

1 設備概況

包西線桐木石隧道2010年12月開通，隧道里程為K713+303～K721+585，總長8.282km，為雙線客貨共線長大隧道；其中K713+303～K719+928為直線地段，K719+928～K721+585為曲線地段，曲線半徑2800m，曲線全長為1854.598m。旅客列車運行設計速度200km/h，道床為無砟整體道床，采用現澆C40鋼筋混凝土，道床寬2.8m，厚300mm，每6.25m設一道橫向伸縮縫，軌枕采用SK-1型雙塊式軌枕，每公里鋪設1600根，采用WJ-7型彈條。

2 線路病害情況

2010年至今桐木石隧道共更換彈條約11000余個。特別是自2014年起，桐木石隧道彈條折斷情況明顯增加，且每年5～10月份為彈條折斷的高發期。2017年至今，共計更換彈條4465個；經統計施工單位鋪設彈條占折斷彈條數量的95%以上，下行線折斷數量約占70%左右，上行線折斷數量約占30%左右。且折斷位置多集中于彈條與鐵墊板的接觸點處和彈條中肢斷裂，如圖1所示。

3 原因分析

3.1 道床原因分析

桐木石隧道K715+400～K715+800、K716+700～K717+800、K718+100～K718+500整體道床存在不同程度的滲水、冒泥等病害造成軌道板不均勻下沉，道床板之間剛度不同，在列車通過時彈條受力不均造成折斷，在下行線（重車方向）表現尤為明顯。且該隧道為長大隧道通風不良，長期滲水造成隧道內濕度過大，經對大量折斷彈條的調查，發現折斷彈條均存在不同程度的銹蝕，故可以判定整體道床滲水、冒泥是引發彈條折斷的原因之一。

3.2 彈條質量分析

為確定桐木石隧道所鋪設的彈條質量是否合格，我們向鐵道科學院寄送了桐木石隧道內40根開線前施工單位鋪設的未斷裂的彈條和15根不同斷裂位置的彈條經行彈條質量科學檢測。在40根未斷裂彈條中，直線段和曲線段內外口用彈條各10根用的彈條。鐵道科學院分別在曲線左股里口、曲線右股外口、直線左股外口和直線右股里口各隨機抽取1根彈條按照《高速鐵路扣件 第4部分：WJ-7型扣件》（TB3395.4-2015）進行硬度、脫碳層深度和金相組織的檢測，同時用金相顯微鏡觀測表面裂紋，鑒定結果顯示彈條質量符合技術要求，故排除彈條質量是其折斷的原因。

3.3 鋼軌狀態分析

鋼軌的狀態對彈條受力有不可忽視的作用，特別是鋼軌出現波磨后軌道平順性受到極大影響，彈條承受的沖擊力將大幅增加。為此對桐木石隧道內鋼軌狀態進行了調查，鋼軌光帶均勻，無波磨（0.01mm塞尺測量）、肥邊、側磨，鋼軌狀態良好，故排除鋼軌狀態對彈條折斷的影響。

3.4 WJ-7型扣件組狀態分析

WJ-7型扣件組由T型螺栓、螺母、平墊圈、彈條、絕緣塊、鐵墊板、軌下墊板、絕緣緩沖墊板、重型彈簧墊圈、平墊塊、錨固螺栓和預埋套管組成，此外為了鋼軌調高的需要，還包括軌下調高墊板和鐵墊板下調高墊板。為此我們對整個桐木石隧道中的WJ-7型扣件組狀態進行了檢查，特別對起緩沖作用的軌下橡膠墊板、絕緣緩沖墊板進行了逐一檢查，發現膠墊變形或壓潰的只有17處，而其他的組件均為發現大數量的傷損。對比已經更換彈條11000余根的數量，可以判定軌下橡膠墊板、絕緣緩沖墊板等WJ-7型扣件組件狀態不良對彈條折斷的影響微乎其微。

3.5 通過總重分析

截止2016年末該隧道上行通過總重為250.518Mt，下行通過總重為120.378Mt，均未達到線路大中修通過總重，故可以排除通過總重對彈條的影響。

3.6 維修養護分析

通過細致檢查發現部分桐木石隧道內WJ-7型扣件絕緣軌距塊有約3～4mm深的壓痕，隨機檢測K720、K721公里100根彈條的扭矩，經統計平均扭矩達185N·m，最大扭矩為250N·m，最小扭矩為120N·m，這與WJ-7型彈條規定的扭矩100N·m-140N·m相差甚遠。彈條扭矩過大，會造成彈條、膠墊彈性形變受限，彈條內應力過大，外加列車通過時的沖擊力，造成彈條折斷。

4 分析結果驗證

鑒于以上分析，2017年8月對桐木石隧道下行K718公里彈條扭力進行了重新調整，將扭力范圍嚴格控制在120～140N·m，經過3個多月的觀測統計發現該實驗短的彈條折損數量較以往下降了約90%，故可以驗證扭力過大是桐木石隧道彈條折斷的主要原因。

5 分析結論

綜上分析造成桐木石隧道整體道床WJ-7 型彈條大量折斷的原因主因是彈條使用時的技術標準不達標，扭矩過大嚴重影響彈條正常形變，造成彈條內應力過大。次因是道床冒泥導致因道床間剛度不均勻致使彈條受力不均，同時該隧道為長大隧道，隧道內空氣流通不暢且長年滲水，環境潮濕，加快彈條銹蝕，銹蝕部分因應力集中導致折斷。

6 結語

隨著無碴軌道技術在客貨共線鐵路中廣泛運用，以普速有碴軌道的養護法式來養護無碴軌道就會產生諸多問題，這就要求工務部門在新型設備投入使用時必須掌握新設備的技術參數，嚴格執行技術標準，科學養護才能有效提高設備保安能力，同時減輕工作量降低養護成本，起到事倍功半的效果。

參考文獻

[1] 高速鐵路無砟軌道線路維修規則（試行）[S].北京：中國鐵道出版社，2012.

[2] 鐵路線路修理規則[S].北京：中國鐵道出版社，2006.

[3] 陳大磊，鐘貞榮，楊仕教.整體道床病害整治研究[J].上海鐵道科技，2008（1）：41-43.