鐵路線路曲線地段病害成因分析及整治措施

曹鑫匯

摘要：鐵路是一個城市的重要組成部分，它的作用就是交通，而在修建的過程中，有很多曲線地段，所以，如果在未來的一段時間內(nèi)，沒有正確的維修，將會極大地降低鐵路的安全性和穩(wěn)定性。文章介紹了鐵路線路曲線地段中常見的病害，并給出了相應的防治措施，以確保曲線段的安全、穩(wěn)定、取得較好的經(jīng)濟效益。

關鍵詞：鐵路線路;曲線病害;形成原因;治理措施

前言：在我國的客貨兩用運輸中，鐵路是我國社會和經(jīng)濟發(fā)展的主要推動力。然而，隨著我國經(jīng)濟和國防建設的不斷提高，對我國鐵路運輸?shù)某休d能力提出了更高的挑戰(zhàn)。曲線地段是鐵路線路中的一個薄弱環(huán)節(jié)，歷來被列為鐵路養(yǎng)護工作的重中之重。假定鐵路線路的運行狀況是不穩(wěn)定的，列車在行駛過程中會受到水平力的影響，從而造成列車的振動，從而危及列車的安全。

1.曲線設置的原因和要求

在火車行駛時，軌道交通承擔著承載列車負荷、指導列車行駛方向的任務。理想的軌道應該是筆直而平整的，即不存在一條直線或垂直的坡度。然而，受地形、沙漠、礦區(qū)、城鎮(zhèn)等因素的制約，在修建鐵路時，往往會遇到一些困難。在鐵路建設中，為了減少工程的數(shù)量和質(zhì)量，加速建設進度，鐵路的鋪設通常是隨著地勢的起伏和彎曲而進行的，這必然會造成鐵路的曲線設置。

為減少列車在行車中發(fā)生的曲線地段病害，應盡可能地采取單線方案。在不同地形情況下，應適當設定彎曲半徑及彎角。在列車行駛時，若其轉(zhuǎn)彎角度較小，則其操縱性能更佳，故宜采用大半徑小轉(zhuǎn)向角的曲線。受不同地區(qū)地形條件的制約，在設計時若曲線半徑設定過大，將會影響到預期的效果，從而降低列車的速度;《鐵路技術管理規(guī)程》明確，不同級別的鐵路，其曲線半徑的設定也不盡相同，如：1號線普通路段的曲線半徑不能低于1000米，困難情況下不能低于400 m;2級鐵路一般路段不能低于800 m，困難情況下不能小于400 m;

2.曲線軌道的特點

2.1曲線軌道是鐵路線路中不可或缺的部分

從功能上來看，軌道的主要作用是承擔列車的負荷，確保列車在一定的方向上行駛。眾所周知，兩個點之間的直線距離是最短的，最好是直線，這樣可以縮短路程，保證行車的穩(wěn)定性。然而，在實際建設中，由于各種外部環(huán)境的影響，山川河流，地理位置，社會功能，建設成本等都會對線路的選擇有很大的影響。為克服各種因素對線路的影響，確保線路的整體完整性，弧形軌道是必不可少的。

2.2曲線軌道承受著列車不規(guī)則的荷載

一般情況下，在高速行駛時，由直線向曲線軌道過渡時，由于重力、離心力等因素的綜合作用，使曲線地段必須承受不規(guī)則的負荷。從受力的觀點來看，一方面，由于列車在行駛過程中，由于自身的重力作用，使得軌道在縱向上受到了一定的載荷。而弧形軌道則要承受向外的離心力，而弧形軌道則需要在一定程度上增加離心力，從而產(chǎn)生更大的推力，從而產(chǎn)生更大的推力。因此，曲線地段所承受的載荷較為復雜，必須進行精確的計算，科學地確定其半徑，以確保列車在高速行駛時所產(chǎn)生的工作負荷，以確保其安全運行。

3.曲線病害產(chǎn)生的原因及危害

由于受力的復雜性，尤其是在軌道運行一段時期后，較容易出現(xiàn)較大的病害。

首先是鋼軌破損，這是一種常見的小直徑曲線病害，以鋼軌側(cè)面接頭損壞為特征，其次是軌道幾何尺寸不滿足設計規(guī)范。與其它線路比較，小半徑曲線有一個缺點，即易于改變，維護周期短，尤其是在運行后一定時期內(nèi)，軌距增大，軌道幾何尺寸在使用過程中會由于外力的摩擦力、擠壓等因素而出現(xiàn)超限;但是，在運行過程中，由于外部的沖擊和擠壓，接頭易發(fā)生松動，造成夾板、接頭螺栓斷裂、尼龍座斷裂、枕木道釘脫落，嚴重影響了線路的正常使用。

由于受多種因素的影響，在較低的曲率下，會出現(xiàn)嚴重的磨損、碰撞和擠壓現(xiàn)象。結(jié)果表明：首先，由于線路的先天缺陷，導致了軌道的磨損。在小半徑曲線上運行時，車輪會和鐵軌產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，使速度減慢，鐵軌所承受的壓力要大于平常，從而引起鐵路和鐵路的磨耗;第二，如果超高過大，火車與鐵軌之間的摩擦會增大，會對下股鋼輪造成很大的磨耗;第三，由于軌枕預留了四十分之一的軌距，這個斜率可以保證火車在直線段的行車要求，但是在彎路時，由于坡度的原因，會使踏面與鋼軌之間產(chǎn)生空隙，不能實現(xiàn)充分的接觸。由于列車的重心集中于鋼軌的內(nèi)部接觸表面，對軌道的損傷很大。除了軌道自身的問題，在運行過程中，由于列車與列車之間的聯(lián)系所產(chǎn)生的抖動，也會導致小半徑曲線的磨損。

4.曲線病害的整治辦法

4.1調(diào)整好小半徑曲線的各部尺寸

小半徑彎曲病害的主要原因之一是由于其較小的半徑曲線易于變化，因此，為了減小其磨損，減小其損傷的發(fā)生率，必須充分從事其調(diào)整工作，以保證其在適當?shù)姆秶畠?nèi)。在調(diào)整小半徑曲線時，可以采用增加副向點的方法，將曲線的平順控制在合理的范圍之內(nèi)。在設定副矢的時候要注意距離，每隔五米就會有一個輔助箭頭，20米的弦是用來探測的。在進行小半徑曲線養(yǎng)護時，應注重緩和曲線的維護，將超高、軌距等控制在合理的范圍之內(nèi)，并要對接頭部位進行檢查，確保接頭部件與軌道緊密相連，并及時清理道床，防止道床充盈。

4.2強化小半徑曲線技術細節(jié)

在對曲線地段進行維修或養(yǎng)護時，必須根據(jù)實際曲線的具體狀況，選擇適當?shù)奶幚泶胧＝鼛啄陙?，小徑曲線的發(fā)展已經(jīng)成熟，可以在小半徑曲線上鋪設淬火軌及配套附件，使其具有更高的強度和耐磨性，從而降低了曲線地段的磨損;對曲線地段上的軌枕病害，以及在靜態(tài)檢查中存在的病害，可以用 IⅢ型軌枕代替原來的鋼軌。另外，還可以通過在鐵軌上涂抹潤滑油來降低鐵軌和鐵軌的摩擦力，這樣可以防止鐵軌和鐵軌的磨損，同時也可以利用大功率的鐵軌來處理鐵軌。

4.3整治重點病害

因此，必須重視小半徑曲線的常見病害，加大治理力度，以減少其發(fā)生的可能性。對于這種病害，可以通過特制6號、特制10號鋼軌來調(diào)節(jié)軌道間距。但采用隔板有一個問題，在使用的時候，由于軌道的橫向摩擦力和軸距會隨著鋼軌的使用而不斷地改變，這不僅會增加工作人員的工作量，還會增加生產(chǎn)的費用，而調(diào)整的方式雖然可以提高軌道的耐磨性，但在嚴寒天氣或者嚴寒的地方，如果在冬天使用，就會失去調(diào)節(jié)軌道的功能，反而會造成嚴重的損傷。小直徑曲線的常見病害還包括了鋼軌支管，在治理這種病害時應防止發(fā)生接頭堵塞現(xiàn)象。

4.4設置合理的曲線外軌超高

我國鐵路的緩和曲線和曲線的線型大都是三段式，在過渡段的起點，必然會產(chǎn)生額外的動力作用，從而導致緩和曲線中的正向和超高的變化比較大，超過了圓弧。為進一步改善緩和曲線的維護質(zhì)量，在設定緩和曲線正向和超高時，應考慮如下問題：（1）調(diào)整緩和曲線的首尾位置，曲線的首尾要有適當?shù)臉酥?，每一次起拔之前都要對其進行校對，對于已出現(xiàn)的異常，應采取斜角、角圓、繩正法等方法，以確定其正確的位置。（2）對緩和曲線首尾的正向、超高進行合理設定，以消除三次拋物線型、弧首尾離心力的突變，并在起始端做相應的改進，對于不同的曲線，其結(jié)果也是不一樣的。（3）從該點到該直線部分50米的距離應該為1435±2 mm，從而最大限度地減小緩沖曲線始終點的附加動態(tài)壓力。在轉(zhuǎn)彎處適當加寬曲線，由于離心力的作用，輪子有充分的游動空間，否則會發(fā)生傾覆。

結(jié)束語：

目前，我國鐵路曲線線路的病害治理仍是一項艱巨的任務，要改變觀念，提高認識，通過不斷地總結(jié)和運用現(xiàn)代科技手段，將曲線地段病害降到最低限度，從而提高旅客列車的舒適度，延長線路的使用壽命。今后，我國鐵路將會更加快速、更大的發(fā)展，同時也會更加繁忙。隨著科學技術的迅速發(fā)展，必然會提高線路的品質(zhì)，防止疾病的發(fā)生，從而實現(xiàn)減少或避免維護，這樣的話，鐵路的明天就會更好。

參考文獻：

[1]盧思源.淺談鐵路線路曲線病害成因及其整治措施[J].中國新技術新產(chǎn)品，2014（03）：191.

[2]鐵路曲線病害原因分析及處理的幾點思考[J].孫亞林.山西建筑.2017（30）