山區鐵路小半徑曲線養護維修技術研究

賈璐

【摘 要】隨著我國社會經濟的快速發展，許多的山區也已經通了火車，不僅加快了山區地區人民群眾出行的效率，而且也能夠為當地經濟的增長做出重要貢獻，但是由于山地地區小半徑曲線眾多，經常會出現各種各樣的安全隱患，因此必須加大對山區鐵路小半徑曲線養護措施的分析，確保曲線鋼軌的使用壽命得到全面提升，保證山區鐵路的穩定運行。

【關鍵詞】山區鐵路;小半徑曲線;養護維修;技術分析

【中圖分類號】U216.426 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）12-0069-02

目前，在我國的山區鐵路修建的過程中，大多數的軌道形式主要以無縫線路為主，但是由于受到小半徑曲線線路病害集中的影響，經常會造成小半徑曲線線路在車輪的抽煙機下受力發生明顯變化，加劇鋼軌的損耗。為此，必須定期對山區鐵路小半徑曲線進行養護與管理，及時發現安全隱患，避免出現嚴重的問題。

1 山區小半徑鐵路的主要特點

1.1 受力特征

小半徑曲線鐵路與其他直線鐵路相比，其受力不僅要承受縱向力，還承受進項力、橫向水平力、附加動應力，而且受到夏季氣候的影響，也會使小半徑彎曲線路承受溫度力，隨著曲線半徑的不斷減小，徑向分力也會增加，導致小半徑曲線鐵路的動應力增加，而且還會受到運行速度和軸重的影響[1]。由于小半徑曲線鐵路的受力非常復雜，不僅會導致鋼軌和配件的磨損消耗非常嚴重，也會導致小半徑鐵路的養護量增加。

1.2 鋼軌特性

在同等的經營條件下，小半徑鋼軌路線由于受到更大的力作用，不僅會增加曲線鋼軌的消耗磨損，也會造成鋼軌框架自身的剛度變弱，也造成其他的零部件磨損程度日益嚴重。而且由于特殊的受力特征導致小半徑曲線鋼軌非常容易產生波浪形的損耗問題，影響了列車的穩定運行，如果不能夠及時地對鋼軌進行維修，很容易導致工作量增加，例如膠墊破損、拉桿折斷，直接影響車輛的安全、穩定運行。

1.3 分力要求

小半徑曲線由于受到多個方向的分力影響，半徑的減小會導致分力增加，在溫度超過一定界限時，就會產生彎曲膨脹現象，當溫度上升到一定的區間時，整個線路就會產生偏移，在這一過程中，小半徑曲線所產生的溫度要比直線地段的溫度變化小，而且可以在曲線上的任何一個部位進行位移。只有不斷地加強對無縫線路曲線變形特征的重點觀測，才能夠及時發現問題和不足，避免小半徑曲線過度變化的情況[2]。

2 小半徑曲線常見的病害問題

2.1 鋼軌側磨與薄膜

在小半徑曲線上，由于外軌的長度要超過內軌長度，半徑越小則差距就越大，車輪在行進的過程中，內外滾輪之間的距離與內外軌長度之間的差值，很容易導致不平衡的問題。通過鋼軌的橫向滑動或者輪向后滑進行調整，很容易造成鋼軌產生垂直損耗，而且在車輛行駛的過程中所產生的離心力必須通過外軌道消除，當曲線半徑逐漸減小時，車輪的鋼軌側壓力也就越高，整個鋼輪軌道之間的摩擦力就會對鋼軌的側面造成嚴重磨損。

2.2 軌道幾何尺寸容易超限

目前在小半徑曲線上，軌道距離水平高低等因素要比其他平職路線更容易發生變化，而且所持續的時間非常短，隨著軌距的擴大，鋼軌的側磨現象也會越明顯，目前我國的山區鐵路建設如火如荼，各種高鐵機車的廣泛應用也會對小半徑曲線鋼軌造成嚴重的破壞與沖擊。

2.3 連接零配件非常容易損壞

小半徑曲線上，連接零部件承受的沖擊力非常大，經常會出現零配件松動斷裂的問題，嚴重的情況還會擠碎尼龍座，給車輛的安全運行造成嚴重威脅[3]。

2.4 病害之間相互影響

由于鋼軌薄膜很容易在車輛行駛的過程中產生強烈的震動，引起小半徑曲線扣件脫落、松動等病害，而如果沒有能夠及時地對松動的零配件進行維修，也會造成鋼軌薄膜現象更加明顯，在小半徑曲線內部如果出現局部不平順的問題，也會引發其他的曲線病害，最終使得整個線路的變化方向，水平變化難以控制，造成車輛運行搖晃劇烈，也會對鋼軌造成磨損。

3 治理小半徑曲線病害的主要措施

3.1 加強對小半徑曲線和尺寸的調整

小半徑曲線幾何尺寸整治的過程中，首先要嚴格按照線路設計規劃圖紙對曲線的位置進行校正，根據列車的實際運行速度，可以合理地設置超高并且加強對緩坡和曲線超高順坡的調整，通過正確地調整曲線超高度并且合理設置超高，保證車輛行駛過程中的重心始終在鋼軌的中心線上，避免鋼軌踏面與車輪踏面出現碰撞的問題。其次要加強對曲線圓順度的合理控制，在現場測量開始之前要保證測試點與直緩、還原等點進行重合，而且每一個曲線都應該反復進行測試，取平均測試值，在曲線波正的過程中可以利用繩正法對曲線的圓順度進行控制與波正[4]。

由于小半徑曲線的軌跡非常容易變化，所以要定期對軌距進行調整，通過加寬尼龍座、提高軌距擋板，保證軌稱得到有效調整，還應該加強養護，消滅超限問題，經常性地保持曲線狀態，確保軌距方向更加圓順、不超限，也能夠盡可能地避免列車過度搖晃，從而有效降低車輪產生的沖擊效應。

3.2 加強對小半徑曲線連接零配件的調整

位于小半徑曲線的連接配件非常容易受到沖擊損壞，一定要及時進行松緊補缺工作，確保零部件緊密可靠，避免失效的情況，而且如果出現擋肩破損的混凝土軌枕，應該及時的進行更換處理，對彈條扣件，要立即進行拔毛處理，同時也可以利用軌稱軌距桿等裝置保證曲線的強度。

4 整治方案

4.1 防排水

路基中大量的硫酸根離子導致結晶析出，造成路基上拱，為了避免出現路基上拱的問題，需要加強路基排水工作，在路基上游側修建5 m深的截水溝，阻擋地表水滲入路基基底，同時在下游修建蒸發池和滲水盲溝，確保整個路基表面快速封閉，減少路基內的含水量。具體整治流程如下：測量放線—設置水準控制點—機械開挖截水滲溝—人工修坑壁—澆筑截水滲溝和檢查井基礎—安裝固定PE雙壁打孔波紋管和檢查井—溝壁鋪設無砂混凝土板反濾層—填筑碎石—中粗砂和XPS保溫板封閉。

截水滲溝高4.1～5.8 m、底寬150 cm，坡比為1∶0.25，基座采用C30砼澆筑后設φ50 cmHDPE雙壁打孔波紋管，兩側砌筑無砂混凝土板后填筑洗凈碎石。

測量放線：按照圖紙要求，要求測量班將截水滲溝的邊線、控制線放出來。設置水準控制點：測量班在截水滲溝周圍設置標高控制點，控制點要求設置明顯，便于利用。水準點設置好后需要進行保護，設置明顯標志以免被破壞。水準點應在截水滲溝位置每100 m設置1處。

4.2 切割剪薄支撐層

為了能夠避免無砟軌道高程上拱，必須對無砟軌道進行整治。由于素混凝土摻5%水泥級配碎石的處理方法很容易導致路基表面出現不均勻的問題，也不利于對切割精度的有效控制，為此可以采用切割剪薄支撐層的方式，確保整個無砟軌道落到。

4.3 頂進鋼管涵技術

防護樁施工前要精確測定樁位，平整場地，做好防護設施;安裝三角架;配備齊全所需的機具、器材、照明及人員上下設施。

4.4 樁身開挖

孔口部分：根據樁身孔口段土質情況將孔口挖至1 m深時，立模灌筑第一節混凝土護壁。此節護壁在孔口0.5 m高度范圍，內壁厚20 cm，以下為10 cm，頂面要平整，并高出原地面20 cm，用來防止下節孔壁開挖時孔口沉陷及防止土、石雜物滾入孔內傷人。

樁孔掘進：采取邊挖邊護的方法，每節開挖深度視地質情況確定。每次孔壁開挖及襯砌立模，均要從孔口吊線測量，以防止超挖欠挖及護壁偏斜。每挖深0.5～1.0 m后，沿孔壁立模灌注一節混凝土護壁，形成框架[5]。

出碴：孔內采用人工裝碴，使用卷揚機及吊桶做提升設備，孔上設專人指揮，將吊桶直接提升到孔口，卸入車中運出。

5 結論

本文通過對山區鐵路小半徑曲線鐵路的病害整治問題進行分析，明確了山區鐵路小半徑曲線質量監控的體系，并且對山區鐵路小半徑曲線上拱異常的原因進行分析，提出了相應的解決方案，確保山區鐵路小半徑曲線異常的問題得到有效控制，保證我國山區鐵路的建設質量和建設水平得到全面提升，為我國社會經濟的發展做出重要貢獻。

參 考 文 獻

[1]楊旭東.寧蕪線小半徑曲線地段鋪設無縫線路研究[J].鐵路工程技術與經濟，2018，33（6）：18-22.

[2]張志厚.山區鐵路小曲線半徑地段鋪設溫度應力式無縫線路的探討[J].科技創新與應用，2017（12）：248.

[3]趙建坤.礦區鐵路小半徑曲線病害及整治措施探究[J].無線互聯科技，2015（10）：138-139.

[4]羅晶，李斌，全健健.基于輪軌動態力測試的小半徑曲線車輛運行安全性分析[J].蘭州工業學院學報，2015，

22（5）：32-35.

[5]王相悅.論小半徑曲線鋼軌磨耗原因及防治[J].科技視界，2015（17）：299，308.