山区铁路小半径曲线的养护探讨723000 汉中工务段技术科 侯辉 摘要：汉中工务段地处山区，管内小半径曲线多，其中最小的为半径300米的小半径曲线。小半径曲线是线路的薄弱环节，通过小半径曲线上钢轨的受力分析，探讨曲线日常养护与检查方法，预防曲线病害，延长曲线钢轨使用寿命，节省维修成本，保证行车安全。关键词：山区 小半径曲线 维修1 前言 列车进入曲线后，其运动状态和受力情况都会发生变化，为平衡车辆在曲线上运动所产生的离心力需要设置外股超高，小半径曲线轨距要加宽，直线与圆曲线间要设置缓和曲线等。轨道在车轮冲击下，受力发生变化，内外轨产生偏载，加剧钢轨磨耗。2 小半径曲线受力分析2.1 离心力与超高小半径曲线上，在行车速度不变的情况下，小半径曲线的离心力随着半径的减小而增大，其离心力为： F离心力m列车质量V列车行驶速度R曲线半径通过公式可以看出，在曲线上行驶的列车，当行驶速度V不变时，半径越小离心力越大。我们知道，在曲线上列车的离心力由重力的一个分力来进行平衡，因此根据超高计算公式： 其中为速度的加权平均值，它综合考虑了列车的质量，对数和每列车的行车速度得出的平均值。 速度的加权平均值H外轨超高量列车对数由于列车正常行驶速度与存在差别，因此实际所需的外轨超高量与实际设置的超高量不一致，存在未被平衡的离心力。特别当列车以、通过曲线时，列车所受的离心力更是难以平衡，未平衡的离心力要靠挤压钢轨来消除。2.2 横向力列车在轨道上运行，其方向由钢轨控制。列车转弯靠的就是曲线外轨对车轮的挤压作用。车轮与外轨的挤压、碰撞，迫使车体转向。曲线半径越小，碰撞所产生的法相向量越大，外轨对车轮作用的力也就越大。所以车轮作用于外轨的力也越大。2.3 轮轨之间的力由于曲线半径较小，内外侧车轮与钢轨之间运动、摩擦方式既不是单一方式，也不是完全相同方式。3 小半径曲线常见病害3.1 钢轨侧磨与波磨在曲线上，曲线外轨长度比内轨长度长，半径越小差距愈大。轮对在走行时，内外轮滚动的距离与内外轨长度之间的差值，要靠轮对在钢轨上的横向滑动或里轮向后滑、空转调整来完成，这就产生了曲线上钢轨的垂直磨耗；车辆在通过曲线时，产生的离心力要靠外轨来消除。车轮对外轨的侧压力随曲线半径变化，曲线半径越小，车轮对钢轨的侧压力越大，轮轨间的摩擦力形成了钢轨的侧面磨耗。3.2 轨道几何尺寸易超限小半径曲线上轨距、水平、高低、方向相对其他线路易发生变化，保持的周期短，特别是轨距扩大相当普遍，并且随着钢轨侧磨的增加而逐渐加剧。我国铁路逐步向“高速重载”方向发展，而且近年来“和谐”号重型机车的使用也增加了对钢轨的冲击破坏。3.3 连接零配件易损坏小半径曲线上连接零件承受的冲击比较大，在车轮的快速碾压撞击下，小半径曲线连接零配件更容易松动、失效、断裂，更有轨距杆折断、轨撑压裂、尼龙座挤碎，轨枕挡肩破损等问题。3.4 径曲线上病害间相互关系钢轨波磨的存在，将使车辆在通过小半径曲线时，震动加大，产生的动荷载和附加力也将加大，造成扣件松动、道床粉化等病害。连接零配件松动如不及时进行“紧松补缺”工作，反之就会加剧钢轨波磨；小半径曲线局部不平顺也会引发其他曲线病害，使线路高低、水平、方向变化加大，难以控制；轨距变化率超出允许范围会使车轮与钢轨的内接情况不好而增加阻力，使列车摇晃，反过来又会造成钢轨磨耗。4 整治小半径曲线病害的主要方法4.1 整治好小半径曲线的几何尺寸4.1.1 根据线路的平、纵断面设计图，全面校正曲线位置按照列车的运行速度，结合曲线状况，合理设置超高，并做好缓和曲线的超高顺坡。正确调整曲线外股超高度，按规定合理设置超高；调整轨底坡，使钢轨踏面坡度符合车轮踏面，使车辆的重心落在钢轨面中心线上。4.1.2 控制曲线圆顺度，及时拨正曲线现场测量正矢前，测点应尽量与直缓、缓圆等点重合，并且每个曲线要测2-3次，取其平均值。在曲线拨正中，利用绳正法检测控制曲线圆顺度。4.1.3 定期改正轨距小半径曲线轨距易变化，需要经常不断地调整。可使用加宽尼龙座可调轨距挡板，可调轨撑等进行调整。加强养护，消灭超限，经常保持曲线状态良好，保持方向的圆顺，轨向、轨距不超限，以减少列车的摇晃，减少车轮的冲击力。4.2 整治好小半径曲线连接零配件小半径曲线上的连接零配件相比其他更容易损坏、失效，要经常做好“紧松补缺”工作，保持零配件的全、紧、靠、密、无失效，扭矩符合规定。挡肩破损的混凝土轨枕要及时更换，“细脖子”、断桩的扣件要及时做好拔锚工作。也可使用安装轨距杆、轨撑来加强整个曲线的整体强度。4.3 整治好钢轨病害4.3.1 合理安排钢轨打磨、涂油。为减缓曲线波磨、肥边等钢轨磨耗，应根据钢轨的侧磨情况，建立钢轨侧磨台账，掌握曲线钢轨每季度的侧磨情况，当钢轨起波磨谷深在0.2mm时要及时安排打磨。钢轨侧面涂油是减少曲线外股钢轨侧面磨耗的有效方法，按要求正确涂油能使曲线上钢轨的使用寿命延长23倍。4.3.2 曲线侧磨轨及时调边使用随着列车密度的逐步提升，小半径曲线钢轨的侧磨加快，在不能及时更换的情况下，将曲线上使用一年或两年后，侧磨在8mm以内的钢轨，调整在曲线下股；或将曲线上股钢轨与附近直线钢轨进行调整使用。增加钢轨使用寿命，节约维修成本。5 小半径曲线的日常养护与检查5.1 日常检查做好保养。通过检查，按线路设备结合尺寸的变化程度，合理安排临时补修和经常保养工作；围绕曲线几何尺寸不超限来作业，为设备打好基础，彻底清挖翻浆冒泥，做好排水，补充缺少道碴，改善道床弹性。5.2 改正轨距。根据检查改正轨距时，注意钢轨方向和钢轨肥边，采用翻扣板和尼龙座的办法进行，扣板放在提栓中央，扣板、轨距挡板应靠贴在轨底边缘。改道后必须对扣板进行复紧，做到三点接触，作业完毕后在三天后做好扣件的复紧，保证扣件压力。改正的轨距一定能保证轨距作业后的验收标准，轨距变化率不超0.5的，不能再通过变化轨距来保顺坡，应结合拨道进行调整。5.3 整治高低、方向、水平、三角坑。对于长度短于3m，高低小于10mm的小坑或单侧水平应采用“捣垫结合，以垫为主”的作业方法，调高垫板应垫在轨底与橡胶垫板之间，数量不超过2块，总厚度不得超过10mm；超过10mm的，应及时抽出进行捣固处理。对于长度大于5m或高低大于10mm的长坑或单侧水平应采用“捣垫结合，以捣为主”的作业方法，坚持双向捣固，严禁捣单面镐或只捣外侧不捣里侧，只捣里侧不捣外侧的现象发生。5.4 动、静态检查结合做出分析；动态检查是通过动态添乘仪、人工添乘列车等几种方式进行，静态检查仅反映曲线轨道在静止时状态即静态质量，而动态检查则反映曲线轨道在列车运行时的受力变形状态即动态质量。将动态、静态检测数据建立台账，在空吊板的地方做好观测记录，防止静态时看不出的问题漏处理。5.5 在日常养护时，还应根据线路平、纵面，钢轨状况，运量，线路自然条件等摸索轨道变化规律，了解曲线变化状态，不断总结经验。6 结论对于山区铁路小半径曲线的养护，分析了存在问题及成因，有针对性地提出了养护措施，使小半径曲线处于优良状态，提高整条线路的养护质量，对延长设备使用寿命，节约维修成本，列车安全平稳运行有着重要意义。第 1 页 共 7 页