鐵路線路車載偏差的原因分析及病害整治辦法

摘 要：本文主要介紹了列車在行駛過程中由于鐵路線路病害產生晃動的幾個主要原因，并對應提出了整治方法與預防措施，對普速鐵路日常維修作業提供一定參考。

關鍵詞：車載振動;加速度;晃車;整治辦法

我國鐵路實現六次大面積提速后，抓好設備基礎是提速工作的保證，列車運行速度的提高，對軌道的平順性要求也更高，為了科學地指導線路維修、掌握線路狀態，工務主管部門在客車機車上安裝了車載儀。其主要原理就是通過檢測機車車體振動加速度的大小，實現適時監測線路狀況，及時發現線路不良處所來評價線路質量狀態，但是，有些現場作業人員對車體振動加速度超限處所產生的原因和整治方案還不太了解，下面我對這一問題進行簡單的闡述。

一、車體振動加速度病害的危害

車體振動加速度分為垂直振動加速度、水平振動加速度。

車體振動加速度過大，直接影響列車的平穩度、旅客的舒適度，在其他附加因素作用下還可能引起列車脫軌。他的偏差值大小除了與機車、車輛技術狀態有關外，還與列車速度、軌道結構狀態、軌道各種不平順的幅值、波長、分布及變化率等有關，是列車運行狀態的綜合反映。

二、影響車體垂直加速度的因素

1、軌道影響車體垂直加速度的原因;影響機車車體垂直振動加速度的原因有：軌道幾何尺寸不良（如高低不平順、連續小高度、軌面波浪形磨耗、不良焊頭等）、接頭綜合狀態不良（如上下錯牙、大軌縫、空吊低塌、軌頭掉塊、馬鞍形磨耗、軌枕失效等）、道床彈性嚴重不良或不均勻地段（如板結、翻漿冒泥、橋梁兩端、道口及道口兩端、隧道、新老路基結合部、木枕與水泥枕連接處、路堤與路塹連接處等）及多種病害的疊加。

（1）軌道幾何尺寸不良，特別是軌面的短波不平順，會引處機車的跳動，危急行車安全。

（2）接頭綜合狀態不良、道床彈性嚴重不良或不均勻地段都會增加輪軌間的動荷載，引起機車的劇烈晃動。

2、影響車體水平加速度的原因

影響機車車體水平振動加速度的原因有：曲線、道岔區連續小方向，鋼軌硬彎，接頭支嘴，軌距及軌距變化率不良，鋼軌直線區段交替不均勻磨耗，水平和軌向的逆向復合不平順，曲線超高設置與即時速度不匹配（如欠超高、過超高），路結構狀態不良（如扣件缺失、松動或扣件扭力不均勻、枕木失效、軌度膠墊壓潰、翻漿冒泥等）及多種病害的疊加。

（1）如果線路水平狀態不良，機車車輛的重心來回改變，從而使兩股鋼軌所受的沖擊力不同。當速度提高時，輪軌作用力加大，導致鋼軌撓度增加，促使水平不平順加大。如果遇到軌距及軌距變化率不良時，就會導致列車做劇烈的蛇行運動，晃車劇烈。

（2）對于客貨混跑的線路，超高的設置與速度的平方成正比，與半徑成反比，然而列車通過某一曲線的速度各不相同，因此所設的超高不可能適應每一趟列車，普遍存在著過超高或欠超高現象。提速后，一些旅客列車的運行速度往往接近線路最高允許運行速度，即使曲線狀態良好，當列車以最高速度通過曲線時，理論上也將出現未被平衡的離心加速度，列車運行到曲率變化點時（直緩、緩圓點）水平加速度發生變化，列車也會產生晃車現象。

（3）直線段鋼軌的交替不均勻側磨。機車車輛在行駛中，由于輪軌間設置了9毫米的游間，輪對踏面又為錐形，因此理論上輪對在構造上就不利因素耦合時，列車就十分容易在同一地段發生同形態的蛇行運動，在線路通過一定動量后，便逐漸出現鋼軌交替不均勻側磨。輪對蛇行運動時，車輪輪緣是貼靠在側磨一側作用邊， 如果磨耗幅值大而車速又高，勢必產生劇烈的晃車。

（4）逆向位復合不平順。在線路的同一位置上同時存在高低、水平與軌向、軌距在一起的病害稱為軌道復合不平順。復合不平順的組合有多種形式，當存在逆向位復合不平順時，列車速度較高時將引起較大的晃車。

（5）扣件缺失、扭力不均勻。列車通過時，在動荷載的作用下，鋼軌會向兩側發生不均勻的彈性擠開，列車速度較高時也會引起較大的晃車。

（6）枕木失效、翻漿冒泥者會增加輪軌間的動力響應，加劇鋼軌的外擠，特別是機車高速運行時，會引起機車的劇烈晃動。

三、對晃車的整治辦法

1、改變設備的檢查思路

現場靜態檢查時，不僅要檢查軌道幾何尺寸，還要檢查結構病害（如不均勻磨耗、不良焊頭、硬彎、翻漿冒泥、失效軌枕、扣件狀態）;不僅要檢查明的，還要檢查暗的（空吊、暗坑）;不僅要查一處、核一處、還要核查一下同一處有否多種病害的同時存在，尤其是軌向、水平的逆向位復合不平順，同時還要核查一下前、后撬之間病害的組合情況（如50米范圍內的連續小方向、小高低、水平、軌距的變化率等）。曲線要加密檢查，增加5米的副樁，以確保曲線的圓順，曲線地段2根枕木量1處，以確保軌距變化率和超高順坡率符合要求;同時要查看緩和曲線正矢與計劃正矢差，圓曲線連續正矢差;并檢查直緩點、緩圓點的有無鵝頭，直線段軌向等，嚴格按精檢細修的方法，按“321”的檢查理念，認真做好設備的檢查工作，這是確保不晃車的前提。

2、轉變觀念，改變維修作業的方式

作業杜絕單打一，如改道要注意軌距變化率、方向，同時要做好線路的結構整理工作，搗固要注意水平幅值及水平變化率，作業要認真做好“自檢、回檢、抽檢”三檢制，確保作業質量達標，并觀察動態軌面、軌向、結構的變化，質量上必須按“零缺陷”要求，作業一處達標一處。

3、合理設置曲線超高

根據軌檢車動態檢測的結果和現場的結構狀態，對一些超高不合理的曲線，及時進行測速，重新進行超高檢算，合理調整設置曲線超高。

四、預防與整治直線鋼軌不均勻磨耗

1、預防措施

加強換軌、道岔大修后軌道的早期養護。大中維修換軌、道岔大修后，工務段應組織專業隊伍，對小方向、小高低、軌距及軌距變化率進行細撥細改，力求做到零誤差;扣件螺栓應用內燃扳手全部復擰一遍，確保扭力達標，同時達到無任何縫隙。軌道結構要做到“全、緊、密、靠、實”，加強對鋼軌接頭的養護，預防接頭病害的產生。

2、直線鋼軌不均勻磨耗病害形成后的整治辦法

（1）精細改道。當鋼軌側磨小于7毫米時，通過改道可以消滅軌距不良處所，改善軌距變化率，減小機車車輛的蛇行運動幅度，從而降低晃車程度，延緩鋼軌交替不均勻側磨的發展。

（2）當鋼軌側磨大于7毫米時，單憑改道已很難消除病害，這時對于長軌條應切割換邊，對于普通線路應倒換作用邊，同時對病害線路進行全起全搗，消除蛇行運動的激擾源，防止新一輪不均勻側磨的產生。

3、加強設備養修，做好設備病害的整治

（1）對于線路軌道方向不良病害，分別要采取精量、細算、繩正法撥正曲線。

（2）鋼軌存在的硬彎、錯牙、支嘴等病害應有計劃地進行調查整治。

（3）加強接頭養護工作，消除低接頭產空吊板，充分發揮現場焊補打磨的作用，及時打磨、焊補接頭。

（4）加強薄弱環節的養修工作，對道口、橋上及兩端、路基軟硬不均地段要采取加強措施。

（5）加強結構養護工作（更換失效軌枕、處理道床病害、更換銹蝕軌距擋等）。

4、加強軌道復合不平順的控制

工務工作的基本任務就是經常保持線路設備完整和質量均衡， 使列車能以規定的速度安全、平穩、不間斷地運行。因此，只要在日常養護維修工作中，通過科學的檢查手段，認真細致地對各種線路病害綜合分析，按精養細修和零缺陷的要求，加強現場作業的控制，努力提高現場作業質量，才能取得良好效果，從而有利于鐵路行車安全。

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作者簡介：

高忠亮，大秦鐵路股份有限公司太原工務段，出生于1982年6月，畢業于蘭州交通大學，土木工程，2007年8月參加工作，工程師。