鐵路小半徑曲線鋼軌病害成因及整治研究

滿常春

摘要：眾所周知，在行駛車輛下方的鐵路的連續滾動和沖擊使得線路通常不處于恒定狀態，特別是在半徑曲線的較小部分，并且由行駛車輛帶來的滾動功率是最大的。我們的生產線設備磨損嚴重，如果鐵路小半徑曲線不能科學修復，將嚴重影響行車安全。

關鍵詞：鐵路;小半徑曲線;鋼軌病害

1 鐵路線路小半徑曲線常見病害

小半徑曲線的缺陷與鋼軌上的應力有直接關系。當火車在彎道部分行駛時，作用力非常復雜。導軌上的力有垂直、水平和縱向這三種，其共同作用下，較小的半徑曲線將導致軌道，線的幾何尺寸，軌枕和軌道床的變化。鐵路小半徑曲線的常見病如下：

1.1 曲線鋼軌磨耗

小半徑彎曲軌道的磨損往往是在多種因素的作用下形成的，主要原因有以下幾點。第一，鋼軌本身質量不過關;第二，彎道不平整，方向不好，導致列車經過時左右搖晃。過渡曲線的超高程和縮小距離不足，導致過渡曲線運行時列車產生振動。第三，車輪在重力作用下撞擊摩擦曲線的下軌，逐漸形成下軌的磨損。第四，超高過小，車輪在離心力作用下撞擊摩擦曲線的上軌，逐漸形成上軌的磨損。第五，限位器超限使車輪與軌道接觸不良，增加了行駛阻力和晃動。第六，鋼軌底部的坡度不正確，會導致鋼軌頂部與車輪踏面不一致，鋼軌頂部的偏差會加速鋼軌的磨損。

1.2 曲線方向不良

首先，曲線的正矢量，水平，高度遵循路基的施工質量，后期的維護不及時等原因導致路基的沉降發生變化。其次，在日常工作中，為減少換道量，長期體驗換道，眼睛看到并估計換道，采用簡單的換道方法。第三，維護不及時，方法不合適。設置曲線時，必須在不增加水平的情況下同時設置軌跡。導軌彎曲硬，接頭錯位，導軌底面傾斜不一致，其他疾病不能及時處理。放好軌道，進行清洗和夯實操作后，對壓載物進行回填，未及時安裝防爬裝置。軌道是直接放出的，無需檢查導軌接頭，放開時的強壓力會導致導軌接頭頂部盲后的彈性回復。第四，腐爛的木質枕木不能釘住釘子，混凝土枕木緊固件的扭矩不足，防爬裝置和量規桿的不足或無效都會改變彎曲的方向。

1.3 鋼軌接頭“支嘴”

軌道接頭“噴嘴”是指曲線上的軌道接頭離開弧形位置并延伸到曲線的外部。彎道上的接頭噴嘴是由軌道的彈性和硬彎曲引起的。這種病多發生在半徑較小的彎道上，尤其是在相對關節的彎道上。

1.4 曲線“鵝頭”

曲線兩端的“鵝頭”是一條小的反向曲線，從曲線的兩端向外突出，超出了直線方向，并偏離了適當的平面位置，形成了鵝頭狀的形狀。原因如下：首先，通過盲目調節局部正負，將正負合在一起產生鵝頭。其次，生產鵝頭的目的是節省換道時的勞力和精力，并且可以長期拾起并隨意減小彎道。半徑上，正損失集中在筆直，緩慢和筆直的點附近，以產生“鵝頭”。在半徑較小的彎道上，當進入彎道末端的列車的沖擊力較大且軌道床的側向阻力不足時，也會產生“鵝頭”。

2 曲線病害的整治辦法

2.1 調整好小半徑曲線各部尺寸

有計劃地控制小半徑曲線內的覆蓋，并及時消除小凹坑和低縫。小半徑曲線的軌距容易改變，需要不斷調整。在曲線對齊過程中，添加子矢量點的方法對曲線圓度的控制效果更好。具體方法是在現有10m間距的中間添加一個點輔助向量，該正向量是過渡曲線上兩個相鄰正向量點，圓曲線上計劃的正向量之和的一半，再進行檢測工具仍然是20m的弦。

在曲線維護中，必須注意過渡曲線的維護。超高，軌距和矢狀面下降量是否符合標準是維持過渡曲線的關鍵。為了便于檢查和確定緩和曲線上的超高，規范加寬，坡度和三角形凹坑，緩和曲線導軌上的超高和規范加寬值的標記間距可以更改為6.25m。在檢查過程中，可根據超高和軌距加寬標記點放置軌道尺，并在線路檢查記錄簿的“水平”欄中標記斜線，并填寫斜線。實際檢查超高值，并在斜線下方填寫理論值。

2.2 強化小半徑曲線技術細節

加強小半徑曲線技術的發展方向是在曲線上鋪設淬火軌，Ⅲ型軌枕和相應的緊固件。硬化的鋼軌具有很高的耐磨性和足夠的硬度。第三種類型的軌枕和相應的緊固件被替換為那些軌枕的外肩在彎道上嚴重擠壓，并且出現了更多的動，靜態檢查缺陷。堅持軌道上油。在國內外已經有成熟的經驗，可以通過在彎道上涂上導軌側油來降低導軌的磨損，特別是側面磨損。在我國，小半徑曲線可以在上油后將鐵軌的使用壽命延長1/3或更長。有兩種方法可以上油。一個被稱為安裝在火車上的車載加油器，另一個在地面上。加強導軌的維護。鐵路經過一定的運輸量后，鐵路的上表面可能會出現兩種疾病：一種是定期的周期性疾病，稱為波磨擦，簡稱波磨。另一種是不規則的非周期性疾病，例如刮擦，龜裂，剝落，壓碎，接頭塌陷等。通常，使用大功率導軌磨削鏈來有效消除波紋。為了延遲波紋的產生或發展，對軌道表面上的劃痕，低接縫塌陷和鞍座磨損進行噴射焊接，以使軌道表面平整。除上述直接措施外，在日常維護中，還必須加強夯實，消除關節病，清潔壓載床并鋪設坡形橡膠墊，以改善輪軌接觸條件，減少或延遲波紋的發生。

2.3 需要重點整治“鵝頭”

彎頭鵝頭的發生是小半徑曲線中最常見的疾病。因此，在對正矢量進行全面測量之前，應首先設置曲線兩端的直線方向，采取目視檢查或簡化的計算方法清除鵝頭，然后測量正矢量并計算渠道。對于曲線分流，有必要進行準確的計算和完整的分流，以避免盲目調整，以減少分流的次數，并隨意改變計劃矢量的運算。因此，我們可以從曲線的兩側開始，然后慢慢地移動到圓曲線的中點相遇，以減少分流操作過程中的誤差。

2.4 曲線線路地段的周期性檢查

小半徑曲線截面線是該線的薄弱環節，它具有很多疾病，不僅與設備維護投資有關，而且與交通安全有關。因此，定期檢查曲線部分中的生產線是掌握生產線設備狀態的關鍵。只有通過檢查，我們才能根據本節中設備的更改合理地安排維護工作。我們需要知道，曲線維護的關鍵是曲線段中的線的幾何尺寸符合要求，曲線段中的線設備符合正常使用要求。因此，我們開發了一種動靜結合的方法來對曲線段中的線進行定期檢查。動態檢查包括：軌道檢查（軌道檢查車輛）檢查，車載線路檢查儀器（機車車載）檢查和手動添加。

3 結語

曲線的好與否直接決定著軌跡線的質量，因此，做好曲線部分的維護就顯得尤為重要。無論從定期檢查，日常維護，臨時維修，設備投資，技術管理等各個方面，都不應掉以輕心。我們的工作目標是保持曲線穩定并確保運輸安全和經濟效益。

參考文獻：

[1]王濤.鐵路小半徑曲線病害的成因及整治[J].建筑工程技術與設計，2019，（3）：4047.

[2]王寧.高速鐵路站區小半徑曲線參數優化研究[D].中國鐵道科學研究院，2017.

（作者單位：中國鐵路北京局集團有限公司天津工務段）