城市轨道交通超长线路统计分析及思考

黄友明

摘 要：铁路是现代人们出行的主要交通方式之而钢轨是列车正常运行的基础，如果病害频发，那么不但会影响铁路系统的正常运行，而且还会威胁人们的生命财产安全。本文将针对铁路小半径曲线钢轨病害成因及整治进行研究，分析两种最为常见的钢轨病害，探索有效的应对办法，希望能够起到积极的促进作用，提高小半径曲线铁轨病害控制效果，维护铁路线路的高效、安全运行。

关键词：铁路：小半径曲线钢轨;病害成因;整治研究

引言

铁路网络是国家的经济合脉，对于加快区域发展、改善人民生活具有重要的意义。随着建设规模的不断扩大，除了给人们带来便利的交通条件之外，也产生了诸名技术难题，小半径曲线线路钢轨的受力情况比较复杂，很容易出现各种病害，只有找到这些病害产生的原因，才能从根本上对症下药，从而有效延长钢轨的使用春命，减少资源能源消耗。

1铁路曲线轨道受力分析

在实际运行过程中，铁路线路比较长，需要穿越復杂的地形，为了降低施工成本、提高工作效率，需要根据地形铺设轨道，从而形成了弯弯曲曲的进线。在平直路段上，轨道受力比较均匀，在曲线路段则会复杂的多，很容易引起钢轨病害。所以，要加强受力分析，在竖直方向上，车辆的重力会通过车轮传递到钢轨上，随着载宫量的增加，这个方向上的力世会增加的越快。在横向方向上，车轮对轨道会产生侧向压力，在曲线地没，需要通过横向作用力来提供列车转弯的向心力，曲线半径、行车速度等都是影响横向力大小的重要因素，通常来讲，速度越大、半径越小产生的横向力越大。在纵向方向上，钢轨还会受到列车爬行产生的摩擦力，在穿越复东地形、不断调整车速的情况下，会使钢轨温度出现明显的变化，对钢轨性能造成了严峻的考验。轨道受力的复杂性是铁路小半径曲线钢轨病害产生的重要原因，名种病害在具体表现上存在着-定的差异，需要具体问题具体分析

2铁路小半径曲线钢轨病害成因及整治研究

2.1剥离掉块

1）特征

根据总结分析，铁路小半径由线钢轨剥离掉块具有一定的特征，它主要集中在曲线上股钢轨内侧面，相对而言，出现在直线段及曲线下股钢轨的概率比较低，道前后、夹直线偶尔发生，几平在曲线上股钢轨轴线外侧不存在这个问题。而目，丰要出现在新钢轨上，在使用磨合-段时间后，剥离掉块的情况有所改善，由于小半径曲线钢轨受力情沉更为复杂，所以产生剥离掉块的问题比较常见。另外，轨枕、道作等都会产生不同程度的影响，如果轨道的弹性小而刚度大，那么产生的作用力也就越强，剥落担块自然也就越严重，在轨道养护时通常会刷油，以降低磨损，但是这对于剥离掉块病害的控制并不有利。

2）危害

在实际工作中，如果钢轨，剥离掉块到一定程度，那么就需要及时更换，所以，这种病害直接决定着钢轨的使用寿命。为了应对这一问题，在钢轨铺设初期及使用过程中，要加强维护保养，并按照规定进行更新，这大大增加了铁路建设和维护成本，增加了钢材的消耗量。而且随剥离掉块病害的不断加重，不但会影响乘坐的舒适性，而月会对车轮、道作、轨松等产生强烈的冲击，严重影响轮轨系统的稳定性，容易诱发其他隐患的产生，县至影行车安全，导致脱轨、跳车等事故的发生。在毗邻城市居住区域，还会产生巨大的噪声，影响周边居民的身心健康。

3）成因

根据铁路小半径曲线钢轨剥离掉块的特征可以分析出主要的病害原因，即过高的轮轨接触应力和过低的钢轨强度。从发展进程上看，初期会明生鱼鳞状表面裂纹，然后形成不连续剥离，这会减小有效接触面积、增大轨头应力，从而导致病害迅速发展，形成剥离掉块，最终导致钢轨报废。从力学角度上看，接触疲劳伤损是产生剥离掉块的主因，在高接触应力以及相对滑动作用下，会使表面产生局部金属断裂损伤，首先在高预应力区产生微裂纹，随着轮轨力的反复作用，促使裂纹进一步扩展。如果磨损病害比较严重，微裂纹在还没有产生扩散之前已经被磨掉，那么磨损病害就占据着主导地位，决定着钢轨实际春命。抹油养护能够有效降低磨损率，但是润滑剂会渗透到裂纹间隙，加快了裂纹发展。、

4）整治

钢轨玻璃掉块是普遍性问题，各国的专家学者都在积极研究，以求获得不错的预防、整治、缓解效果。严格控制轨道几何不平顺和复合不平顺，消除因几何偏差产生的激扰源，严格控制各种误差，尽量降低轨道不平顺性，减少轮轨冲击作用，能够有效缓解剥离掉块病害的发生。全整治轨头接缝状态，控制伤损高发区，避免出现接头钢轨和轨枕暗坑空吊，减小焊缝的原始不平顺，保证轨缝均匀。提高轨道弹性，减弱轮轨合振动强度，有效降低冲击作用，延缓剥离掉块的讯速发展。在轨头出现裂纹之前，可以活当抹油，以降低轨头损耗，如果出现斑点，要及时停止，等到斑点消失后再进行间断涂抹。钢轨应该选用高强度、高纯度、耐磨性好、高韧度钢材，同时，改善生产工艺，弥补材质原有的缺陷。

2.2水平裂纹

1）特征

铁路小半径曲线钢轨水平裂纹病害主要发生在圆曲线和圆曲线附近上股钢轨，而且在四百到七自米之间的曲线最容易产生水平裂纹。通过研究表明，轨面裂纹和轨道条件具有较强的联系，如果轨底坡较小，那么很容易产生偏心受压现象，而且减小了轮轨接触面积，反之，轨底坡较大则可以明显改善轮轨接触状态，有效缓解偏心受压的问题。

2）危害

水平裂纹与剥离掉块都会影响铁路线路运行的安全性、稳定性、舒适性、经济性，容易产生许多不和谐因素。水平裂纹最终也会发展成剥离掉块，对于最不利的部位裂纹，可能会向深度发展形成竖向裂纹或者科裂纹，随着程度的不断加剧，导致钢轨断裂，这种病害也需要铁路工作者着重关注，加强研究，找出原因，采取有效措施加以应对。

3）成因

只有轨头表面存在缺陷并且满足的明生水平裂纹最低条件，才能促使水平裂纹病害的产生和发展。钢轨材质质量是诱发该病害的内部原因，在加工过程中，原材料缺陷会形成折裂纹，如果存在较多杂质，那么在荷载作用下会出现应力集中状态，从而产生裂纹。除了内部原因，钢轨水平应力过大是重要的外部原因，从裂纹的发展方向上看，轨头表面受到的横向拉应力起着主要的控制作用，这些横向拉应力是侧向力和残余应力共同产生的效果。造成曲线上股轨面内侧水平裂纹主要外力包括轮轨接触局部应力、钢轨静态弯曲应力、偏心受压附加应力、滑动摩擦力、离心力、导向力、牵引力、制动力，等等。

4）整治

针对铁路小半径曲线钢机水平裂纹病的特征和成因，可以从减小接触应力、增太接触前积的角度出发，缓解接触疲劳，以求实现面期的整治目的。通过改变轨底坡来实现扩大接融面的目的，有效减小局部应力和偏心受压，时：利用形胶垫也可以增太底按，能够起到不错的预防和修息裂纹的效果。实践表明，增加轨道弹性也可以控制的裂纹病害，适度增加弹性比和皎垫得度，并且保持道作整洁和排水诵畅，该些措施都能有效提开轨道弹性，在新开通提速线路上要积极词整曲线超高，改善曲线上服钢轨和车轮的接触状况，避免因不合理接触造成轨头应力的快速增长。

结语

综上所述，本安首先针对铁路曲线轨道受力进行了分析，然后以剥离掉块和水平裂纹为倒，者重研究了小半径曲线钢轨病害的特征、成因，危及整治括施。希望能够起到积极的现实意义，充分认识钢轨病害造成的损失和影后，加强理论研究，针对小半径曲线钢轨病害的主要影响因素寻求应对黄略，从而保证行车的安全性、稳定性，可靠性，提高铁路设的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]城市轨道交通工程项目建设标准：建标104—2008[S].北京：中国计划出版社，2008.

[2]地铁设计规范：GB50157—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.