浅析铁路线路小半径曲线的病害成因及整治方法

刘长青

大秦鐵路股份有限公司秦皇岛西工务段

摘要：本文简要介绍了曲线的病害成因及其危害，并通过分析形成了曲线病害整治方法，同时对曲线线路地段的周期性检查及日常养护进行了概括，并提出建议。

关键词：小半径曲线线路；病害；整治；养护

本文以大秦铁路为研究对象，铁路线路的线路状态由于受到包括机车、车辆等的不间断冲撞、推挤和碾压，致使其线路状态处在不停的变化之中。在所有的线路设备中，小半径曲线地段线路设备受到走行机车、车辆的冲撞力、推挤力、碾压力尤为突出，以至其线路几何尺寸及钢轨磨耗的变化较大且快，时常演变成综合性病害。因此，小半径曲线地段线路设备的病害整治与养护有着显而易见的重要性，其不仅关乎设备维修投入，而且关系着行车安全。

1 曲线的病害成因及其危害

1.1 曲线病害产生的原因

小半径地段曲线线路的病害产生往往在于多种因素的共同影响，下面从五个方面对曲线病害产生的原因进行分析。

（1）线路设备先天不足

线路设备先天不足是造成钢轨磨耗的最关键因素。当机车、车辆走行经小半径曲线地段，其车轮的踏面与轨道线路的钢轨面发生滑动，在受到相同牵引力的作用下，与直线地段相比，列车行驶速度大大降低，从而引起机车、车辆与轨道线路部件双双受到不同程度的损坏，尤其是造成钢轨磨耗，降低钢轨使用寿命。

（2）线路承重量明显增加

随着铁路运输的发展，快速重载越来越顺应经济的发展。而随着运送重量的增加，线路钢轨所受到的破坏程度也逐渐加强。在机车、车辆车轮的快速碾压、撞击下，加之其他因素作用等，造成线路钢轨的头部内侧接触面发生剥离现象，同时其侧面的磨耗也逐渐形成，病害一旦生成，其在小半径曲线线路地段的发展速度尤其快。

（3）曲线超高设置不合理

曲线线路地段的超高设置理论上是由列车的实际速度以及该地段的列车数量确定的。但是随着运量以及车速的逐年增加，导致超高的设置变得十分困难，致使实际线路存在很大的不合理性以及不确定性；

首先，是超高偏大，机车车辆的车轮在向心力的作用下，对下股钢轨不断地造成摩擦以及撞击，逐渐造成钢轨波磨病害；

其次，是超高偏小，机车车辆的车轮在离心力的作用下，对上股钢轨不断地造成摩擦以及撞击，逐渐造成钢轨波磨病害。

（4）轨枕预留轨底坡的不合理性

现行铁路线路轨枕的预留轨底坡是 1/40，这一参数是相对于直线地段，而曲线地段也一般使用这一参数，由于曲线地段有超高的设置，导致机车、车辆的车轮踏面与钢轨顶面出现不完全接触，导致车体荷载出现集中作用力，并且形成偏载，逐渐对钢轨头部内侧面形成破坏性伤损，形成钢轨磨耗。

（5）其他因素

这里说的其他因素包括：机车车辆的车轮踏面对钢轨形成的冲击性摩擦、车体与车体之间连接不牢、车体与轮对之间连接不牢等因素都会影响列车在运行中的平稳性，增加列车的晃动，在一定程度上造成钢轨侧磨的形成。

1.2 小曲线线路地段主要病害

小曲线线路地段的主要病害，也是常见病害，主要表现为三种形式，如表1所示。

表1 小曲线线路地段常见病害

常见病害种类 具体表现 突出病害

钢轨伤损病害： 钢轨侧磨；

钢轨波磨；

接头伤损； 钢轨侧磨；

线路几何尺寸易超限 曲线轨距；

曲线高低；

曲线超高；

曲线正矢； 伴随钢轨侧磨生成的曲线轨距扩大

连接零件松动、破损 接头螺栓折断；

夹板折断；

轨距杆折断；

木枕线路道钉浮离；

混凝土枕线路连接螺栓失效；

轨撑压裂；

轨枕挡肩破损； 接头螺栓折断；

夹板折断；

2 曲线病害整治方法

2.1 合理调整小半径曲线线路的几何尺寸

小半径曲线地段的线路比较容易出现小坑、漫坑、低接头等几何尺寸超临修病害，并且若不加以及时整治，就会发展成综合性病害。所以，针对以上情况提出几条建议：

（1）相关部门要做好小半径曲线线路地段的测速工作，以便夏季对该地段综合维修的过程中进行超高调整。

（2）结合动态、静态检测，密切关注线路几何尺寸变化，并做好轨距、水平的经常性调整工作。

（3）在曲线正矢的养护与拨正中，通过增加副矢点保持小半径曲线地段的曲线圆顺度。具体方法就是在10m的间距中间增设一个副矢点，检测弦线不变扔为20m，那么，圆曲线的正矢扔为圆曲线计划正矢，缓和曲线的正矢就是两个相邻矢点之和的二分之一。

（4）日常的曲线养护工作中注重缓和曲线的养护。其中，关键所在是检查缓和曲线的轨距、水平、正矢等检查要素是否合乎标准。通常情况下，为了便于检查这些检查要素，以及这些检查要素值的确定，我们使用6.25m的间距来标记曲线线路的超高以及轨距加宽值，那么相应的在实际检查中我们也就按照6.25m的间距来进行检查。

2.2 着重整治小半径曲线线路轨距病害

小半径曲线线路轨距病害是其地段发生的最普遍也是最主要的病害。整治办法就是利用加宽尼龙座、坡形胶垫、可调轨撑、轨距挡板等配件的使用来进行整治。需要特别指出的就是轨距挡板和可调轨撑的使用。我们根据曲线地段线路钢轨测磨、线路轨距的不同选择特制 6 号或10 号挡板来改正轨距，效果较好，但是弊端在于需要不停的进行更换，造成工作量及成本都较高；我们根据曲线地段线路的轨距、钢轨横向抵抗力要求选择可调轨撑来进行整治加强，效果良好，但是弊端在于高冻害地段不宜使用，这样反而降低了钢轨的横向抵抗力。

2.3着重整治小半径曲线钢轨支嘴病害

小半径曲线钢轨支嘴病害是其地段发生的常见病害，按照实际情况来看，钢轨型号越小发生支嘴病害越严重，也就是说P50 钢轨地段比P60 钢轨地段频发。整治办法分为两种，一种针对普通钢轨支嘴病害，采用调整轨缝、互换里外口接头夹板的办法；另一种是针对顽固钢轨支嘴病害，采用加设曲线稳定桩的办法。

3 曲线线路地段的周期性检查及日常养护

上文中已提到曲线地段线路，尤其小半斤曲线地段线路，是线路的薄弱地段，产生的病害较多，不仅关乎设备维修投入，而且关系着行车安全。因此，对曲线地段线路进行周期性检查，是掌握线路设备状态情况的关键所在。只有通过检查，我们才能根据该地段的设备变化情况，合理安排维修养护工作。我们要知道曲线养护的重点就是曲线地段线路的几何尺寸达到要求、曲线地段线路设备满足正常使用要求，因此我们制定动静态结合的方式对曲线地段线路进行周期性检查，动态检查包括：轨道检查（轨检车）检查、车载式线路检查仪（机车车载）检查、人工添乘检查等检查方式；静态检查包括综合检查、重点检查和巡视检查三种方式；要求正线曲线线路，每月综合检查2次，当月有轨道检查（轨检车）检查时综合检查可减少1次；对于线路病害严重的地段，根据实际情况适当增加检查次数。

对于养护，我们通过动静态结合的检查方式，依据检查结果，合理利用时间安排维修养护。此外，我们还应发挥能动性，通过分析研究曲线线路的设备周期维修情况、运量增长情况、横纵断面情况等来摸索曲线地段线路的病害发展规律，进行质量管理。

4 结语

曲线线路的优良与否直接决定着轨道线路的优劣，因此做好曲线地段的养护工作有着不可言喻的重要性。无论是从周期性检查、日常保养、临时补修，还是从设备投入、技术管理等方面，我们都不可以掉以轻心。做好曲线状态稳定，保障运输安全与经济效益，才是我们工作的目标。

参考文献：

[1]孙积顺.有碴桥上曲线钢轨不均匀侧磨研究[J].铁道标准设计，2005（5）：81-84.

[2]李成辉.铁路轨道[M].北京：中国铁道出版社，2010.