浅谈轨道结构变形整治方法

◎吴頔

近年来，铁路轨道交通作为连接铁路轨道交通的重要组成部分，在各大城市的交通运输中所占比重越来越大，对城市运输有重要的作用。随着铁路运输交通的不断发展，各条客运专线线路的投入运营，新的轨道结构变形的问题也不断涌现，由于荷载的因素，导致轨道结构会产生应力和变形。轨道结构在设计时就考虑了一定的安全系数，结构层有足够的强度及适宜的刚度承受这种应力和变形；但各结构层间连接较为薄弱，在荷载的长期作用下，导致轨道的层间传力特性就会发生变化，进而影响轨道结构的整体性和稳定性，如出现钢轨碎弯、道床板上拱、轨道板与砂楽分离等现象。这就会影响轨道结构的整体稳定性及其服役性能，进而对行车安全性、乘客舒适性产生不利影响。因此研究探讨轨道结构变形的整治方法是非常有意义的。

一、轨道结构变形的类型及其形成原因

（一）垂向轨道不平顺

1.高低不平顺。造成轨道短波高低不平顺的因素有很多，主要有钢轨的高接头和低接头以及路基翻 楽冒泥等不良病害。高低不平顺会使得轮轨冲击作用加剧，严重情况下会使得车辆的点头和浮沉振动甚至是出现脱轨，不仅劣化线路的运行状态而且危及行车安全。另外，高低不平顺幅值太大的时候，钢轨的下沉量也会增大，道床的阻力也会大幅度削弱，最终造成无缝线路胀轨跑道波长在以内的高低不平顺，幅值小，波长短，是产生轴箱垂直振动加速的主要原因。波长在左右的高低不平顺，引起的劣化作用主要是车体的垂直振动加速度偏大。波长在左右的高低不平顺，其幅值和波长都比较大，会促使车体出现点头振动。

2.水平不平顺。水平不平顺是指轨道左右两股钢轨顶面相对高低偏差出现的波动变化。为了保证列车的平稳运行，虽然两股轨面高差的波动无法避免，但是还是应将水平不平顺的幅值尽量控制在合理的范围以内。水平不平顺跟高低不平顺大都同时存在，只要出现高低不平顺就有水平不平顺。水平不平顺会使得列车在运行过程屮出现侧滚和横向振动加速度增大，长期作用会使得左右两股钢轨因受力不均衡而产生磨耗。

3.扭曲不平顺。这种不平顺的的表现形式是轨道的两股钢轨不在一个平面上，在某一点可能左轨高于右轨，隔一定距离之后到下一点可能又反过来右轨高于左轨，如果这两点之间的距离大于且轨面高差绝对值之和大于允许值的时候就称为三角坑病害出现三角坑病害的时候，列车在运行过程中会出现四个车轮中有一个车轮严重减载甚至悬空的现象，甚至有可能引起脱轨事故。所以应杜绝这个病害的出现。成轨道的方向不平顺。这种不平顺会使得列车在运行过程中车轮横向振动，从而引起车体横向的摇摆或侧滚，引起剧烈的轮轨冲起作用。特别是在曲线地段，由于本身的超高就使得钢轨受力不均磨耗严重，如果再出现横向不平顺就会使轨道状态进一步恶化，危及行车安全。

4.轨面短波不平顺。轨面短波不平顺是指小范围内钢轨顶面的不平顺。包括轨面不均 勻磨耗、钢轨的擦伤、轨道板的剥离掉块、钢轨接头捍缝不平和接头错牙等，多是孤立的且没有周期性。而波纹磨耗和波浪形磨耗则呈现周期性特征。

（二）横向轨道不平顺

1.轨道方向不平顺。轨道上左右两根钢轨轨头在线路方向上的横向不平顺称之为轨道方向不平顺（通称轨向不平顺或方向不平顺）。左、右两根钢轨的方向变化存在差异，在木枕和扣件薄弱的曲线地段尤为明显，因此需要将左、右轨方向不平顺区分开来，并取左、右轨方向不平顺的均值为轨道中心线方向的偏差。轨道在施工过程中的铺设偏差或运营期间轨道结构设备状态不良引起的横向变形都会造

2.轨距偏差。轨距偏差是指在钢轨顶面以下范围内两股钢轨作用边之间距离的最小值和标准值两者之间的偏差。（国外一般取定在轨面以下处进行轨距测量）。轨距偏差主要是由钢轨扣件松动或者钢轨内侧不均匀磨耗引起，这也是方向不平顺带来的影响。轨距的偏差同样也会使得列车出现横向振动和钢轨受力不均的现象。

（三）复合不平顺

复合不平顺就是指轨道上同一个地方同时出现两种以上的上述各种垂向或横向的不平顺。

二、轨道结构变形的影响因素

（一）地质条件会影响轨道交通结构稳定性

由于铁路运输路线较长，所跨越的区域较广，遭遇的地质环境时有差异的，因路线原因，必须在特殊的地段施工的，轨道的主体结构的变化受到地层地质环境变化的影响较大。对于地形复杂的地区，铁路交通施工才通常采取不同的施工方式，建设过程中会改变地层压力的分布。此外，地下水位的变化也会影响工程主体结构的稳定性。另外，运营期地质构造的改变与地下水位变化同样会引发结构变形，严重时甚至会威胁运营安全。

（二）不同结构类型之间存在不均匀沉降

结构类型不同，主要表现在以下方面：（1）轨道交通工程结构主要有隧道、高架桥梁、路基、涵洞以及房屋建筑等不同的结构类型；（2）隧道分为马蹄形、矩形框架形隧道；（3）桥梁有连续梁桥、连续钢构桥；（4）路基有填方路基和挖方路基。不同的施工工艺以及不同结构类型之间存在不均匀变形，往往会产生相对位移。

（三）运营本身或周边环境变化造成主体结构变形

轨道交通在运营过程中由于车体与轨道之间的振动或离心力作用，有可能导致轨道交通结构的变形或诱发土质松动，为运营带来安全隐患。此外，轨道交通建设的层面贴近地表，与地表之间的联系较为紧密，地上环境的变化也可能导致轨道交通主体结构的变形。

三、轨道结构变形的整治方法

（一）轨道结构变形检查

日常工务作业中轨道检查分为静态检查和动态检查两大类。静态检查是指在没有车轮荷载对钢轨产生作用力的时候，利用人工或轴重较轻的测量小车对轨道进行的各种检查，检查内容包括复测及限

査界检查、轨道静态检查、钢轨检 、扣件检查、道盆结构检查、春秋检查和量具检定。动态检查是指在车轮荷载作用下，利用综合检测车或便携式检查仪等进行的各种轨道检查以及利用钢轨探伤车对钢轨状态进行检查。

（二）轨道结构变形调整

1.静态调整。主要是轨检小车利用控制点对轨道几何状态测量，然后通过软件分析并对线形进行不断完善的调整。最终使轨道静态精度满足规范要求。

2.动态调整。这一阶段的工作内容主要是通过对动态轨检车数据的分析结果釆用静态调整的方法分点对轨道进行有针对地调整。动态检测的评估结果一共分为四级，级只需要进行常养护，级点需要重点进行调整，级点对列车限速，点不允许行车。

四、结束语

由于施工偏差、路基不均匀沉降、车辆作用及自然环境等因素使得轨道交通运营一段时间之后轨道结构出现变形。轨道上的行车速度和密度等的原因，为了满足行车安全性和舒适性，就必须实现轨道结构的高平顺性和高稳定性。需要对轨道结构变形进行相关的调整工作。本文对轨道结构变形的类型及形成原因，影响轨道结构的因素进行了分析，最后提出了轨道结构变形的整治方案。