铁路线路曲线病害成因与整治

铁路线路曲线病害成因与整治

翟海鸣

中国铁路呼和浩特局集团有限公司集宁工务段 内蒙古呼和浩特市 012000

摘要：在铁路线路运行中会出现曲线病害，这类病害会对铁路线路的运行平稳性和安全性造成一定的影响，因此相关的工作人员要对铁路线路曲线病害出现的原因及相应的整治措施进行分析和研究，以保障铁路的正常运行。

关键词：铁路线路；曲线病害；形成原因；治理措施

1铁路线路中的曲线线路

1.1曲线线路的形成原因

列车在铁路线路上行驶的过程当中会产生一定的负荷，而铁路线路所起到的作用就是引导列车向前行驶，在理论上来讲，线路既直又平稳是最好的状态。但是在实际的铁路线路设计及施工过程当中，受周围环境的影响很难达到理想中的状态，这就导致了铁路线路中曲线线路的形成。

1.2曲线线路的受力情况

1.2.1竖直向下的力

竖直向下的力是因列车自身的重力而产生的。同时，在一些曲线线路区域会出现因为外轨超高而产生的横向压力通过竖直向下的力进行分力的情况。

1.2.2横向水平力

横向作用力是通过列车的车轮对轨道的侧向压力和曲线线路总的附加横向力产生的。列车在曲线线路上行驶的过程当中需要一定的向心力，这些向心力是由外侧轨道、内向轨道以及重力合力水平方向的分力所产生的。如果列车的速度保持不变，曲线线路的半径较大，则需要的向心力就会较小；如果曲线线路的半径较小，则需要的向心力就会较大。一旦轨道所承受的压力超出其负荷，就会导致铁路的内侧轨道或是外侧轨道出现较为严重的磨损，情况严重时甚至会出现脱轨的情况，这将对列车的安全造成非常严重的影响。

1.2.3纵向水平力

纵向水平力是因为轨道的爬行或是温度所产生的，在曲线线路当中，铁路轨道上存在一定的摩擦力。轨道爬行指的是钢轨在列车行驶的作用下所产生的副作用，在列车制动的区域会较为明显。

2曲线线路产生的病害及对行车的影响

2.1路基病害

(1)既有线改造在改线地段新修的桥梁，或出于线路封闭的需要新顶进的立交，由于桥台后背的路桥结合部填土不能用大型机械辗压夯实，路基松软导致路桥结合部承载力不足，线路长期下沉，影响高低、水平、轨向不良且不易整治。(2)列车由于速度高、轴重大，一是对路基表面静压力增大，因地心引力作用地下水上升到路基面。二是对枕下道碴的辗压、破坏也较大，导致道碴颗粒相互磨擦产生粉未，棱角磨圆稳定性下降。

2.2钢轨病害

1. 曲线地段需在工地使用气压焊或铝热焊焊接成无缝线路。由于工地现场焊受人员操作技能、工具、环境等各方面的影响，不可避免的会使部分焊接接头产生轨面不平顺和焊缝处错牙。(2)波磨是指钢轨踏面因磨耗而形成的有规律性的不平顺。当波磨较重波幅达0.4-1.2mm时，轮轨之间的作用力和轨道振动大大增加，对轨道的破坏性也迅速增大，甚至引起机车与线路的共振，严重影响列车高速行驶的平稳性。(3)钢轨侧磨是由于列车在通过曲线时，由于内外侧车轮转速存在差异，但不能做相对差速转动，外侧车轮沿外股钢轨滚动的同时还紧靠外股钢轨作用边做滑动，导致外股钢轨产生侧磨。钢轨材质硬度越低、曲线半径越小、机车车辆的固定轴距大时，侧磨发展的速度就越快，钢轨侧磨及擦伤导致轨距扩大、恶化轮轨关系，影响列车通过曲线时的平稳性。

3曲线轨道的特点

3.1曲线轨道是铁路线路中不可或缺的部分

从功能发挥的角度看轨道的作用主要是承受列车的荷载，保证列车朝既定方向运行。我们都知道，两点之间直线最短，理想的情况下铁路线路以直线轨道最好，可以缩短行驶距离，保持行驶的平稳。但是，铁路线路在实际建设的过程中，会受到多种外界因素的影响，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产生重要的影响，所以，我们可以看到几乎没有完全平直的铁路线路。为了解决各类因素对铁路线路的影响，保证铁路线路的完整性，曲线轨道就成为了不可或缺的一部分。

3.2曲线轨道承受着列车不规则的荷载

通常列车高速运行中从直线轨道进入到曲线轨道，重量的荷载，离心力等的综合影响，导致曲线轨道需要承载负责的不规则的荷载。从受力的角度分析，曲线轨道一方面承受着列车运行时其自身重量给予轨道的纵向的压力。另一方面，曲线轨道要承受向外侧的离心力，且曲线轨道为了平衡离心力，外侧轨道有一定的增高，这样会使轨道承受超高速引起的向内侧横向压力，使得曲线轨道至少要承受来自纵向和横向三个作用力。因此，曲线轨道承受的荷载相对比较复杂，需要准确计算，科学确定曲线轨道的半径，保证能够承载列车高速通过带来的工作荷载，从而保障列车安全的运行。

4曲线病害产生的原因及整治措施

4.1缓和曲线波浪轨造成的短波不平顺

病害原因：因缓和曲线曲率连续变化，曲线上下股半径差，导致轮对相对滚动或滑动。长期作用后，上股轨面易形成波长3米以下有规律的波磨，列车通过时产生较大的轮轨冲击力，容易引起高频振动。当振动频率与车体自振频率一致或接近时可引起强烈共振，产生幅值较大的晃车。

整治措施：一是利用钢轨打磨车每半年一次周期性打磨。为确保打磨效果，大机打磨前几何尺寸必须提前整修到位；二是人工仿型打磨，利用电子平直尺测量标画出波峰处所，利用平面仿型打磨机对波峰进行打磨，打乱规律性波长；三是气温低于25℃时，采用火烤轨面捣固方法，利用钢轨变形配合冲击捣镐进行捣固。

4.2曲上股工作边短波不平顺

病害原因：列车高速通过曲线时，轮对贴着上股运行，当上股局部不圆顺时极易产生晃车，特别是在焊缝及电容枕前后经常存在局部反弯轨向。对照轨检车振幅图上的曲率及轨向可明显反映问题，当上股局部不圆顺时极易与前后较小几何尺寸叠加产生晃车，现场用20米弦量正矢往往并不超限，而用10米弦量可检查出局部正矢超限。

整治措施：日常管理按分中法每5米一点标定曲线正矢超高，用10米弦测量曲线圆顺度。圆曲线上既可对点量也可逐空测量，缓和曲线上点对点测量，正矢容许偏差按“2、4、6”mm标准控制。采取改道与拨道相结合，焊缝部位夏季以“捏、改、磨”为主，冬季可火烤配合，利用钢轨变形同步矫正钢轨。

4.3水平+轨向病害

病害原因：在同一个地点会出现双重因素的病害，但是这两种病害虽有而都达不到出分标准，所以作业中常常被忽视，导致漏查、漏整，而过轨检车时又出了分。其原因为：水平误差是一种平行扭曲，轨向是一种横向立式扭曲。水平可引起车轮侧滚，一侧轴箱加重荷载偏离中心，导致车辆倾斜；轨向不好，引起列车的侧向力，即离心力，迫使车辆左右摆动，其结果出现副分。其表现形式为水平和轨向值哪个值大，就从哪方面表示出来。

整治措施：这种情况常常出现，但处理极为简单，只需要克服双重病害为单一病害即可。

4.4曲线上S方向

病害原因：轨距、轨向出现Ⅱ、Ⅲ级分是常有的，而且轨向对水平又极富感应力度。在日常作业中，因为方向不良所造成的水平误差是常常出现的，而且也是极难克服的。尤其是S方向更是迫使车辆摇晃的主要因素，所以研究各种波型图中的记录的出分原因是很有必要的。

整治措施：一是保养时，及时拨正或改正，同时校正硬弯轨；二是临时处理消除S方向的一端，使之达不到出分标准；三是堆高肩碴，防止回落原状；四是同一采点区内不得有水平高低等其它出分因素，无暗吊，捣固不良现象。

5结束语

铁路线路质量对铁路运输有着直接影响。因此，为了能够保障铁路运输的安全稳定运行，必须注重对铁路线路的检修和维护，不断提高铁路线路曲线病害的整治质量。

参考文献

[1]蔡芳兰.浅谈铁路线路病害成因及维护措施[J].科技风，2018，0(7):192-193.

[2]张京.铁路曲线的病害问题与整治路径[J].设备管理与维修，2019，0(20):46-47.