铁路线路曲线地段病害成因分析及整治措施

2022-03-27 23:16曹鑫汇
科学与生活 2022年2期
关键词:形成原因治理措施

曹鑫汇

摘要:铁路是一个城市的重要组成部分,它的作用就是交通,而在修建的过程中,有很多曲线地段,所以,如果在未来的一段时间内,没有正确的维修,将会极大地降低铁路的安全性和稳定性。文章介绍了铁路线路曲线地段中常见的病害,并给出了相应的防治措施,以确保曲线段的安全、稳定、取得较好的经济效益。

关键词:铁路线路;曲线病害;形成原因;治理措施

前言:在我国的客货两用运输中,铁路是我国社会和经济发展的主要推动力。然而,随着我国经济和国防建设的不断提高,对我国铁路运输的承载能力提出了更高的挑战。曲线地段是铁路线路中的一个薄弱环节,历来被列为铁路养护工作的重中之重。假定铁路线路的运行状况是不稳定的,列车在行驶过程中会受到水平力的影响,从而造成列车的振动,从而危及列车的安全。

1.曲线设置的原因和要求

在火车行驶时,轨道交通承担着承载列车负荷、指导列车行驶方向的任务。理想的轨道应该是笔直而平整的,即不存在一条直线或垂直的坡度。然而,受地形、沙漠、矿区、城镇等因素的制约,在修建铁路时,往往会遇到一些困难。在铁路建设中,为了减少工程的数量和质量,加速建设进度,铁路的铺设通常是随着地势的起伏和弯曲而进行的,这必然会造成铁路的曲线设置。

为减少列车在行车中发生的曲线地段病害,应尽可能地采取单线方案。在不同地形情况下,应适当设定弯曲半径及弯角。在列车行驶时,若其转弯角度较小,则其操纵性能更佳,故宜采用大半径小转向角的曲线。受不同地区地形条件的制约,在设计时若曲线半径设定过大,将会影响到预期的效果,从而降低列车的速度;《铁路技术管理规程》明确,不同级别的铁路,其曲线半径的设定也不尽相同,如:1号线普通路段的曲线半径不能低于1000米,困难情况下不能低于400 m;2级铁路一般路段不能低于800 m,困难情况下不能小于400 m;

2.曲线轨道的特点

2.1曲线轨道是铁路线路中不可或缺的部分

从功能上来看,轨道的主要作用是承担列车的负荷,确保列车在一定的方向上行驶。众所周知,两个点之间的直线距离是最短的,最好是直线,这样可以缩短路程,保证行车的稳定性。然而,在实际建设中,由于各种外部环境的影响,山川河流,地理位置,社会功能,建设成本等都会对线路的选择有很大的影响。为克服各种因素对线路的影响,确保线路的整体完整性,弧形轨道是必不可少的。

2.2曲线轨道承受着列车不规则的荷载

一般情况下,在高速行驶时,由直线向曲线轨道过渡时,由于重力、离心力等因素的综合作用,使曲线地段必须承受不规则的负荷。从受力的观点来看,一方面,由于列车在行驶过程中,由于自身的重力作用,使得轨道在纵向上受到了一定的载荷。而弧形轨道则要承受向外的离心力,而弧形轨道则需要在一定程度上增加离心力,从而产生更大的推力,从而产生更大的推力。因此,曲线地段所承受的载荷较为复杂,必须进行精确的计算,科学地确定其半径,以确保列车在高速行驶时所产生的工作负荷,以确保其安全运行。

3.曲线病害产生的原因及危害

由于受力的复杂性,尤其是在轨道运行一段时期后,较容易出现较大的病害。

首先是钢轨破损,这是一种常见的小直径曲线病害,以钢轨侧面接头损坏为特征,其次是轨道几何尺寸不满足设计规范。与其它线路比较,小半径曲线有一个缺点,即易于改变,维护周期短,尤其是在运行后一定时期内,轨距增大,轨道几何尺寸在使用过程中会由于外力的摩擦力、挤压等因素而出现超限;但是,在运行过程中,由于外部的冲击和挤压,接头易发生松动,造成夹板、接头螺栓断裂、尼龙座断裂、枕木道钉脱落,严重影响了线路的正常使用。

由于受多种因素的影响,在较低的曲率下,会出现严重的磨损、碰撞和挤压现象。结果表明:首先,由于线路的先天缺陷,导致了轨道的磨损。在小半径曲线上运行时,车轮会和铁轨产生打滑现象,使速度减慢,铁轨所承受的压力要大于平常,从而引起铁路和铁路的磨耗;第二,如果超高过大,火车与铁轨之间的摩擦会增大,会对下股钢轮造成很大的磨耗;第三,由于轨枕预留了四十分之一的轨距,这个斜率可以保证火车在直线段的行车要求,但是在弯路时,由于坡度的原因,会使踏面与钢轨之间产生空隙,不能实现充分的接触。由于列车的重心集中于钢轨的内部接触表面,对轨道的损伤很大。除了轨道自身的问题,在运行过程中,由于列车与列车之间的联系所产生的抖动,也会导致小半径曲线的磨损。

4.曲线病害的整治办法

4.1调整好小半径曲线的各部尺寸

小半径弯曲病害的主要原因之一是由于其较小的半径曲线易于变化,因此,为了减小其磨损,减小其损伤的发生率,必须充分从事其调整工作,以保证其在适当的范围之内。在调整小半径曲线时,可以采用增加副向点的方法,将曲线的平顺控制在合理的范围之内。在设定副矢的时候要注意距离,每隔五米就会有一个辅助箭头,20米的弦是用来探测的。在进行小半径曲线养护时,应注重缓和曲线的维护,将超高、轨距等控制在合理的范围之内,并要对接头部位进行检查,确保接头部件与轨道紧密相连,并及时清理道床,防止道床充盈。

4.2强化小半径曲线技术细节

在对曲线地段进行维修或养护时,必须根据实际曲线的具体状况,选择适当的处理措施。近几年来,小径曲线的发展已经成熟,可以在小半径曲线上铺设淬火轨及配套附件,使其具有更高的强度和耐磨性,从而降低了曲线地段的磨损;对曲线地段上的轨枕病害,以及在静态检查中存在的病害,可以用 IⅢ型轨枕代替原来的钢轨。另外,还可以通过在铁轨上涂抹润滑油来降低铁轨和铁轨的摩擦力,这样可以防止铁轨和铁轨的磨损,同时也可以利用大功率的铁轨来处理铁轨。

4.3整治重点病害

因此,必须重视小半径曲线的常见病害,加大治理力度,以减少其发生的可能性。对于这种病害,可以通过特制6号、特制10号钢轨来调节轨道间距。但采用隔板有一个问题,在使用的时候,由于轨道的横向摩擦力和轴距会随着钢轨的使用而不断地改变,这不仅会增加工作人员的工作量,还会增加生产的费用,而调整的方式虽然可以提高轨道的耐磨性,但在严寒天气或者严寒的地方,如果在冬天使用,就会失去调节轨道的功能,反而会造成严重的损伤。小直径曲线的常见病害还包括了钢轨支管,在治理这种病害时应防止发生接头堵塞现象。

4.4设置合理的曲线外轨超高

我国铁路的缓和曲线和曲线的线型大都是三段式,在过渡段的起点,必然会产生额外的动力作用,从而导致缓和曲线中的正向和超高的变化比较大,超过了圆弧。为进一步改善缓和曲线的维护质量,在设定缓和曲线正向和超高时,应考虑如下问题:(1)调整缓和曲线的首尾位置,曲线的首尾要有适当的标志,每一次起拔之前都要对其进行校对,对于已出现的异常,应采取斜角、角圆、绳正法等方法,以确定其正确的位置。(2)对缓和曲线首尾的正向、超高进行合理设定,以消除三次抛物线型、弧首尾离心力的突变,并在起始端做相应的改进,对于不同的曲线,其结果也是不一样的。(3)从该点到该直线部分50米的距离应该为1435±2 mm,从而最大限度地减小缓冲曲线始终点的附加动态压力。在转弯处适当加宽曲线,由于离心力的作用,轮子有充分的游动空间,否则会发生倾覆。

结束语:

目前,我国铁路曲线线路的病害治理仍是一项艰巨的任务,要改变观念,提高认识,通过不断地总结和运用现代科技手段,将曲线地段病害降到最低限度,从而提高旅客列车的舒适度,延长线路的使用寿命。今后,我国铁路将会更加快速、更大的发展,同時也会更加繁忙。随着科学技术的迅速发展,必然会提高线路的品质,防止疾病的发生,从而实现减少或避免维护,这样的话,铁路的明天就会更好。

参考文献:

[1]卢思源.浅谈铁路线路曲线病害成因及其整治措施[J].中国新技术新产品,2014(03):191.

[2]铁路曲线病害原因分析及处理的几点思考[J].孙亚林.山西建筑.2017(30)

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