刘云山
(辽宁轨道交通职业学院,辽宁 沈阳 110000)
铁路线路由路基、桥隧建筑物和轨道3 个部分组成,其中,路基以上的部分称为轨道,是行车的基础。轨道的基本结构主要由道床、轨枕、钢轨及道岔等组成。轨道是一个整体性的工程结构,由力学性质各不相同的材料所组成,由于长期处于列车运行的动力作用下,以及气候变化所造成的影响,产生线路残余变形,包括:一类是线路在横向、竖向和纵向方向内几何形位的改变;另一类是钢轨及其他组成部件的疲劳伤损和磨耗伤损。残余变形往往又带有明显的不均匀性和不一致性,构成线路的不平顺。这种线路的不平顺性,即使是微小的,也将显著增加机车车辆对线路的附加动力作用。不平顺性大,则附加动力作用越大,钢轨及其轨下基础负担越重,残余变形的幅度及其积累越快,线路承载能力越低。
为保证列车的正常运行,线路必须保持规定的技术完好状态,因此,计划性、系统性、经常性地对线路进行检查和维修是必要的。随着我国铁路高速、重载和舒适化的快速发展和要求,线路验收标准逐步提高,再加上近年来各种新建铁路、客运专线和改、扩建线路的大量竣工,大大增加了我国铁路的运营里程,传统的维修手段已无法满足维修要求,大力发展大型养路机械事业已成为解决这个矛盾的必然。
大型养路机械对线路的维修主要集中在石砟道床上,通常一个机组也有施工的顺序:首先是清筛机,再是捣固车,然后是配砟整形车,最后上动力稳定车。钢轨打磨车通常不在一个机组中,而是单独作业。
铁道线路在运营过程中,会发生变形、磨耗、破损、腐蚀、脏污及老化。对碎石道床而言,当其不洁度超过30%时(按质量计算),道床的弹性和排水性能将不能达到使用要求,应该进行清筛。道床清筛是线路大、中修任务中一项工作量大、劳动强度高的作业项目,目前我国已越来越多地采用道砟清筛机来完成。道砟清筛机是用来清筛道床中道砟的大型机械,它将脏污的道砟从轨底挖出,进行筛分后,将清洁道砟回填至道床,将筛出的污土清除到线路外。随着清筛机的发展,道砟清筛机的功能不断增多,如可用清筛机进行垫沙、铺土、抛床等作业。QS-650k 是我国清筛机的主力车型。
如图1 所示,清筛机将道床里的石砟挖出后筛分出细小的碎石和尘土,再将碎石和尘土抛到线路外面,最后将筛好的石砟回填到道床里,这样就保证了道床足够的弹性和通水性能。
捣固车用在铁道线路的新线建设, 旧线大修清筛和运营线路维修作业中,对轨道进行拨道,起道抄平,石砟捣固及道床肩部石砟的夯实作业,使轨道方向、左右水平和前后高低均达到线路设计标准或线路维修规则的要求,提高道床石砟的密实度,增加轨道的稳定性,保证列车安全运行。捣固车可以在清筛机作业后作业,也可以单独作业。D08-32 型和D09-32 型捣固车是我国捣固车的主要车型。
如图2 所示,捣固镐在振动的情况下下插,并伴有异步夹持的动作,这样就能提高道床的密实度,夹轨轮提起钢轨拨轨轮同时左右拨动钢轨,以修正轨道的几何参数,夯拍装置也在振动的情况下夯实道床路肩。
在铁路线路的新建、维修和大修过程中,道床的配砟、整形是必不可少的一项工作。配砟整形车一般位于作业机组之首或穿插于捣固车之后,用于补砟并对道床整理成形,同时将散落在轨枕或扣件上的道砟清扫干净,具有对道床进行配砟、整形和清扫轨枕面等作用。SPZ-200 双向配砟整形车是当前应用比较广泛的车型,如图3 所示。
铁路线路经过破底清筛和捣固作业后,道床的横向阻力有所降低。动力稳定车通过对轨道产生的压力和振动作用,迅速消除轨道的初始下沉量,提高线路修理后的道床横向阻力和稳定性。动力稳定车一次作业后,线路的横向阻力值便恢复到作业前的80%,从而有效地提高了捣固作业后的线路质量,为列车的安全运行创造了必要的条件。WD-320 动力稳定车是当前应用比较广泛的车型,如图4 所示。
高速重载使钢轨磨损越来越严重,钢轨打磨车针对不同钢轨缺陷采取个躬模式对高速铁路的钢轨波浪型磨耗、钢轨肥边、马鞍型磨耗、焊缝凹陷及鱼鳞裂纹等病害实施快速打磨,以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷及轨头轮廓恢复到设计要求,从而实现减缓钢轨表面缺陷的发展、提高钢轨表面平滑度,进一步达到改善旅客乘车舒适度、降低轮轨噪音、延长钢轨的使用寿命。PGM96c 型钢轨打磨车是当前比较先进的车型,如图5 所示。