铁路小半径曲线病害成因分析与整治

魏晓鹏

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也有了进展。交通事业的不断发展促进了铁路行业的不断进步，越来越多的人选择铁路出行，因此铁路运行的安全至关重要。与直线地段相比，小半径曲线地段受到了推挤和冲击，导致小半径曲线线路经常出现病害。对此，应加强铁路小半径曲线线路的养护维修，保证铁路的稳定、安全运行，保证人们的生命安全。

关键词：铁路小半径曲线;病害成因分析;整治

引言

列车的运行方向是由铁路轨道来引导的，列车在正常运行的时候，由于本身的惯性作用是不能自己实现方向转变的。但是在列车处于铁路曲线路段的时候，由于急速行驶的列车被迫要依据轨道线路前进，必然会使得列车车轮对钢轨造成极大的冲击与磨损。所以，铁路线路的曲线路段比直线路段发生病害的几率与种类要更多一些。

1铁路小半径曲线轨道的受力情况

据分析，当铁路轨道因受力而出现问题时，极易导致铁轨出现非正常磨损情况，进而演变为小半径曲线轨道问题，经长时间的使用，会对铁轨的正常寿命造成影响。根据铁轨的受力方向测试得知，车辆与列车在铁轨上行驶时，铁轨需要承受三个方向的力，这些力分别沿水平横向、水平纵向和竖直方向施加在铁轨上。由于力的平衡关系，使车辆在铁轨上行驶时可以保证安全，但如果某一方向上的力产生变化，车辆的整体平衡会被打破，使车辆的行驶轨道发生改变，进而威胁车辆的行驶安全。还有，行驶的列车也会对轨道施加压力，假如某一位置出现问题，会因压力的突然增大而导致变形，从而演变为更严重的问题。

2铁路小半径曲线病害的类型

2.1路基病害

路基病害可分为两大类：第一，出于线路封闭的需要新顶进的立交，或对既有线路改造而在该地段新修的桥梁，在桥台后背的路桥结合处，无法使用机械工程设备进行夯实，导致路基较为松软。长此以往，路桥结合处的承载能力逐步下降，铁路下沉，严重影响铁轨的轨向、水平和高低，路线整治较困难。第二，列车自身轴重大、运行速度高，无形之中增加了路基表面静压力，地下水位会持续上升。与此同时，也会对枕下道砟产生较大的破坏力和碾压力，致使道砟之间摩擦力增大，棱角磨圆，产生大量粉末，进而影响路基的稳定性能。另外，大部分重载列车运载散装货物，在车辆运行过程中，车辆封闭不严导致大量煤渣散落，散落煤渣和道砟粉末直接填充了道砟空隙。在这种情况下，道床排水功能受到严重影响，道床、基床翻浆冒泥，极易改变铁轨线路的几何尺寸。

2.2钢轨病害

钢轨病害可分为三大类：一是波磨病害。轨道在使用过程中，很容易因磨损、消耗而产生规律性的不平顺，即波磨。钢轨的屈服强度、轨道弹性等均是导致波磨形成的重要因素，但钢轨踏面的波浪形压溃是产生波磨的根本原因。在重载列车急速运行时，钢轨发生波磨的位置更多，且波磨产生速度更快。一旦波磨达到0.4～1.2mm，将会使轨道振动以及轮轨之间的振动大大增加，对轨道的破坏力度激增，严重的还会导致线路与机车之间的共振反应，降低列车运行的平稳性。二是焊缝问题。在曲线地段的施工过程中，需要使用铝热焊或气压焊焊接成无缝线路。在具体施工过程中，由于受到环境因素、工具因素、工人操作技术等因素的影响，很容易出现焊缝处错牙或轨面不平顺等情况。一旦接头处轨面不平顺，就会增加列车车轮对轨道的垂直冲击力，进而诱发动力学超限等问题。而作用边不平顺，会使列车产生一定的水平加速度，影响旅客的舒适度。三是侧磨损病害。当列车通过曲线路段时，由于内外侧车轮运行軌迹的长度不同，外侧车轮向前滚动的同时还需要紧靠钢轨进行滑动，无形中加大了外侧钢轨受到的侧磨力。列车的固定轴距越大、钢轨硬度越低、曲线半径越小，钢轨侧磨损就越严重。在曲线半径和钢轨材质不变的情况下，列车的固定轴距直接决定了钢轨的侧磨发展速度。

3铁路小半径曲线优化

3.1加强曲线轨道日常养护与运维检修

首先，加强钢轨日常养护与运维检修的次数，本着预防的原则，及时发现问题及时解决，不待误差量发展变化过大，造成难以挽回的损失;其次，要通过动态结合的检查方式，对检查结果进行综合分析，然后及时合理的安排运维检修方式，使得设备技术处于有效地运作之中。

3.2明确职工病害管理职责和管理范围

完成管理任务的分配，对特定区域采取周期性检查的方式，消除安全隐患问题。设计师需要根据车辆的运行路线以及用途合理进行设计，用完善的设计方案确保铁路轨道的安全运行。还有，设计师需要根据不同区域的气候进行数据调整，提高设计精度。铁路建设完工以后，进行定期的养护工作。对于某些磨损严重的区域，需要及时进行零部件的更换，以提高铁路轨道的安全使用系数。

3.3对小半径曲线技术细节进行强化

为了避免曲线病害情况的发生，还应采取合理的措施对小半径曲线技术细节进行强化。一般情况下，可以采用2种方法，一种是增加轨距杆，另一种是采用轨距杆，并结合支撑的方法。在强化过程中，应充分考虑具体的情况，可以采用淬火轨和Ⅲ型轨枕，并将其合理地铺设在小半径曲线上。为了减少钢轨的侧磨，还可以采用涂油的方式，这样可以延长钢轨的使用寿命。涂油的方式主要包括车载涂油器和地面涂油漆2种，涂油时，应选择合适的涂油方式。另外，为了避免波磨情况的发生，还应加强日常养护，做好捣固工作，并对接头病害进行处理，同时对道床进行清筛，采用坡形胶垫进行合理的铺设。

3.4对重点病害进行整治

在小半径曲线段，列车运行过程中，经常出现轨距病害，对此，应采用合理的措施整治，比如可以使用轨距挡板和坡形胶垫。使用轨距挡板对侧磨进行整治时，应随着侧磨的变化对轨距挡板进行调整，这在一定程度上增加了工作人员的工作量及工作成本。同时，列车在小半径曲线段经常出现钢轨支嘴病害，对此可以采用接头夹板里外口互换方法，这种方法可以有效解决钢轨支嘴病害。

3.5重点整治

加大对小半径曲线病害的整治与管理力度，增加日常检查次数，加强对曲线轨道的检查与养护。轨距病害问题是小半径曲线较为普遍的问题。若轨距不易调整，可使用特质轨距挡板和加宽尼龙座。加强钢轨支嘴的病害管理工作，合理调整轨缝，预防接头顶死。强化小半径曲线的细节管理工作，增设轨撑，通过支撑与轨距杆配合的方式强化支撑;使床道保持良好的排水性能以及弹性程度，结合线路横移和曲线半径，合理增加曲线外侧碴肩宽度;及时整修坍塌的钢轨接头，及时打磨波形磨耗、马鞍形磨耗等，使用油漆涂抹侧面磨耗;使用高强绝缘螺栓作绝缘接头，将扭力矩保持在700N·m左右;及时解决三角坑、空吊板等问题，加强捣固，填满、夯实碴道。有条件的情况下，可在小半径曲线处更换耐磨淬火轨。

结语

铁轨的安全不仅影响着铁路的正常运行，也直接关系着人们的生命财产安全。由于曲线部位直接影响着铁轨的质量，所有我们要更加重视铁路小半径曲线路线的维修与养护。本文对小半径曲线常见病害种类、成因及整治措施进行了简单的分析，希望为我国铁路的小半径曲线路线的维修与养护提供借鉴意义。

参考文献：

[1]  马坤全，张阳，郭玉坤.小半径曲线段铁路槽型梁力学性能及计算模型研究[J].桥梁建设，2017（6）：33-38.

[2]  李怡然，丁军君，王军平，等.小半径曲线钢轨型面优化对车辆动力学性能的影响研究[J].机车电传动，2019（2）：66-70.

（作者单位：中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司阿克苏工务段）