铁路线路小半径曲线病害成因及预防措施

任虎　王琨　杨国强　袁宝明

摘要：铁路的正常运行和人们的生活息息相关，只有保证其不出现故障，才能够使得铁路线路正常工作，从而不影响人们的正常出行。铁路的曲线轨道由于受力情况，小半径曲线生成很大的病害，严重影响了铁路的正常运行。文章对铁路的小半径曲线病害的成因进行了分析，并在此基础上提出了预防措施。

关键词：铁路线路；曲线轨道；小半径曲线；铁路病害；预防措施 文献标识码：A

中图分类号：U216 文章编号：1009-2374（2015）35-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.046

1 铁路曲线线路

1.1 曲线成因

铁路线路在列车运行的过程中需要承受列车的负荷，并且起到引导列车前行的作用，因此在理论上既直又平的线路应该是最好的。然而在实际的设计时，由于山水、沙漠等自然因素的限制，很难实现理想中的过分平坦。为了减少施工量、提高施工的质量，在铺设铁路的时候一般都会随着地形的条件来进行铺设，因此形成曲线的铁路线路在所难免。

1.2 曲线轨道受力

列车在曲线轨道上运行时，轨道受到的力十分复杂。首先，在轨道上运行的列车会提供给轨道竖直向下的力，这是由于列车的重力提供的压力。在某些曲线地段，还会出现由于外轨超高而对车产生的横向压力从而产生的竖直方向的分力的作用；其次，轨道还会受到横向的水平力的作用，这些横向的作用力主要是由车轮对铁轨的侧向的压力以及曲线轨道的附加的横向力构成的。列车在曲线的轨道上进行转弯的时候，需要外侧轨道、内向轨道以及重力的合力水平防线的分力提供向心力。在速度一定的情况下，如果转弯的半径很大，那么需要的向心力就会较小，反之则需要较大的向心力。如果轨道受到的压力过大，超出了轨道所能承受的范围，就会使轨道内侧或者外侧产生严重的磨损，严重的情况下甚至会产生脱轨的现象，是十分危险的。除此之外，轨道还会受到纵向的水平力的作用，这主要是由于轨道的爬行以及温度的作用产生的力。在轨道的曲线部分，钢轨上还具有滑动引起的摩擦力。而轨道的爬行主要是指钢轨会在列车的作用下产生副作用，在列车制动的地方这些现象会更加明显。

2 铁路曲线线路问题

2.1 曲线主要病害

铁路曲线线路产生的病害主要有：

2.1.1 钢轨伤损病害。钢轨的侧向磨损、波磨以及接头处的损害是最常见的问题，其中侧向磨损是最严重的，直接影响着铁路的轨道的使用时限。

2.1.2 轨道几何尺寸超限。在铁路的曲线线路上，由于曲线的高低问题以及轨道的间距是很难进行改变的，可是在使用的过程中轨道的间距很容易进行扩大，且随着列车的运行，轨道侧向的磨损，轨道间距会变得更加明显，这可能会使得正在运行的火车出现出轨等情况，严重地危害了人们的安全。

2.1.3 联接件松动。列车后运行的过程中，对铁轨有着很大的冲击作用以及横向力的作用，尤其是在转弯的半径较小的时候。当铁轨超过了其承受的能力，线路的夹板以及接头处的螺栓很容易出现松动的情况，轨距杆也可能会发生折断。

2.1.4 出现曲线“鹅头”。如果曲线附近的直线方向不正确或者拨道的作业量没有计划准确等情况，都会导致这种现象发生。这种“鹅头”的出现，在曲线鹅头的方向上由于线路不圆顺会造成钢轨的磨损程度更加严重，严重影响了列车的正常运行。

2.1.5 曲线接头支嘴。这是由于钢轨的弹性以及钢轨的硬弯引起的，在小半径的弯道上，接头处的危害会加重曲线的接头处的支嘴现象。

2.2 曲线病害成因

铁路线路的小半径造成的病害的成因是受到多种因素影响的：首先，线路的先天不足是使得铁轨磨损严重的主要原因。在曲线的线路中，铁轨的侧向难免会受到压力，导致铁轨的侧面磨损十分严重，影响了铁轨的使用寿命；其次，我国目前对铁路上的运量的增加，使得列车对铁轨的冲击破坏变得更加严重，且近年来列车普遍都进行了提速，高速列车使得钢轨首要的碾压力更大，从而磨损加剧。并且，铁轨的超高偏大，会导致车轮在向心力的作用下对铁轨造成严重的摩擦桩基，导致了上股的钢轨的侧向磨损。而且，在通常情况下轨枕预留轨底坡是1/40，这在直线轨道中是适用的，可是曲线的地段由于超高的因素会使得车轮的踏面和铁轨的顶部难以得到全面的接触，这就导致钢轨的内顶接触面受到的压力过大，形成了偏载，破坏了钢轨。除此之外，出轮的踏面对钢轨的冲击造成的摩擦以及车体和车体、车体和车轮之间的摩擦都会造成铁轨的磨损、接头处松动等区县病害，应该对其进行一定的预防措施。

3 曲线病害预防措施

3.1 曲线地段养护

首先应该对小半径曲线钢轨进行定期的拨道，对钢轨进行养护，要坚持预防为主的思想来加强列车的安全运行，尤其是小半径的曲线地段。在对曲线进行养护的过程中，要特别注意缓和的曲线的养护，超高、轨距以及正矢递减是否符合标准，是缓和曲线养护的关键。除此之外，对铁轨的曲线的设计要保证参数能够符合设计的标准。对路基的问题进行整治，防止由于路基的问题导致铁轨的变形，在铁轨的首尾处进行标识来固定曲线的位置。

3.2 调整曲线各部尺寸

要定期、有计划地对小半径的曲线范围中存在的漫坑现象进行整治，对出现的小坑以及低接头要及时消除，每年定期地按照检修的标准对钢轨进行检查，对钢轨出现损伤的部位进行重点测速。小半径曲线的轨道中，轨道间距十分容易出现变化，因此必须要不断进行调整。

3.3 加强曲线的设计

在铁路的曲线部分，尤其是小半径的曲线地段，列车通过时对铁轨产生的横向压力远远大于直线铁轨的地段，因此小半径曲线部位很容易出现轨道间距扩大、轨道的框架横移等病害。所以在这个地段可以适当地增加轨枕的数量，来使得铁路的轨道水平方向更加稳定，不容易出现上述问题，从而减轻铁轨受到的横向水平力的大小。

4 结语

铁轨的安全直接影响着铁路的正常运行，铁路的工作与人们的行程有着密切的关系，而曲线部位直接影响着铁轨的质量，所以对铁路的小半径曲线线路的维修和养护越来越引起了相关部门的重视。本文就是在这样的背景下，对铁路的小半径曲线能够产生的病害种类以及产生病害的原因进行了简单的分析，并且针对这些问题提出了一些预防的措施。

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作者简介：任虎（1988-），男，山东济南人，济南铁路局济南工务段助理工程师，研究方向：铁路维修。

（责任编辑：秦逊玉）