港口铁路翻车机房重车线防爬措施

杨松姗，郭春玲，张 威，何冯斌（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）



港口铁路翻车机房重车线防爬措施

杨松姗，郭春玲，张 威，何冯斌
（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）

摘要：爬行是轨道破坏的重要因素之一。港口铁路翻车机房卸车线由于列车起停频繁，对钢轨的影响更大，本文从增加轨道强度，加强轨道基础，加强日常养护工作等方面提出了港口铁路防爬的措施，为港口铁路作业提供保障。

关键词：翻车机房卸车线；轨道爬行； 整体道床；扣件；防爬器

引 言

列车运行时，钢轨在动荷载作用下形成波浪挠曲，同时产生纵向水平力，以及温度､制动和车轮对接头的冲击作用，引起钢轨的纵向移动，有时还带动轨枕纵向移动，这种移动即为轨道爬行。

爬行是轨道破坏的重要因素之一，会引起轨缝不均匀，轨距变化，轨枕位置歪斜，尤其会带动一部分轨枕和接头轨枕一起移动，造成夹板､螺栓拉弯或断裂，中间扣件断裂，使轨枕离开坚固的道床面，造成钢轨接头病害。对轨道破坏性极大，严重时影响行车安全。

港口铁路翻车机房卸车线由于翻车作业的需要，列车启停频繁，这种情况下爬行对钢轨的影响更为严重，而停机检修对于承担大量港口作业的专业化翻车机房来说对作业的影响非常巨大。因此减少或避免翻车机房铁路钢轨爬行是保证港口铁路生产的重要工作之一。

1 轨道防爬措施

钢轨相对于轨枕相对于道床的阻力不足是钢轨产生爬行的一个主要原因。因此减少钢轨爬行的主要手段包括增加钢轨强度，加强轨道基础等轨道加强的方法。

1.1 增加轨道强度

轨道由钢轨､联接扣件，轨枕､道床组成，轨道结构是由力学性质不同的材料共同构成，承受机车车辆的压力，并传递，分散到路基面上，所以要求轨道各部构件有足够的强度。翻车机房为专业化卸车设备，区段通车次数较多，且启停频繁，对轨道强度要求更高。可通过改善道床､制作整体火车梁､升级扣件，增设防爬器等手段改善轨道强度。

1）整体道床

整体道床由混凝土整体灌筑而成的道床，整体道床具有站场整洁､改善作业条件､提高劳动生产率等优点。同时整体道床能够增加轨道强度，且翻车机房卸车线重车入口端需设轨道衡和夹轮器，整体道床的运用，对改善卸车区的作业条件有很大帮助。

整体道床形式有道床内预埋混凝土支撑块，或在混凝土整体道床上预留扣件槽，直接安装扣件､弹性垫层和钢轨；或制作整体火车轨道梁，轨道梁上上预留扣件孔。

整体道床相对碎石道床造价较高，结合港口作业特点，一般将港口铁路翻车机房重车线对应翻车机定位车长度范围设为整体道床。

2）扣件

扣件系统能够长期有效地保持钢轨与轨道基础的可靠连接，防止钢轨相对于轨道基础的移动，具有足够的压力是是钢轨稳定的重要保证，扣压力可以使扣件的纵向阻力抵抗道床的纵向阻力。扣件的安装时向钢轨施加扣压力，使钢轨在铁路荷载下保持稳定，扣件阻力大于道床阻力，以抵抗钢轨的纵向爬行。翻车机房重车线可增加扣件数量，提高扣件等级等方法增加扣件阻力。

同时可提高扣件等级，近年部分港区新建翻车机房卸车线整体道床采用 WJ-7型高铁扣件（常阻力）替代原有的I型弹条扣件。与I型弹条扣件相比，WJ-7型扣件单组扣件的扣压力＞9 kN，钢轨纵向阻力＞9 kN，预埋件抗拔力不小于100 kN；弹条I型扣件的扣压力8 kN，钢轨纵向阻力7.5 kN，预埋件抗拔力不小于60 kN。

图1 WJ-7型扣件示意

对于钢轨的扣件，每组扣件的单位长度防爬阻力R（kn/m）为：

式中：Pc为每个扣件的钢轨扣压力；μ1为扣件与钢轨之间的摩擦系数；μ2为钢轨与轨下垫层之间的摩擦系数；α为扣件节点间距。

由上式可知，防爬阻力R与扣件节点间距成反比，钢轨位移随轨枕间距的增大而增大，普通铁路扣件根据每公里铺设轨枕数量不同，间距一般为550～700 mm左右，翻车机房前重车线通过缩短间距，加密扣件来增加扣压力抵抗钢轨爬行，实际设计中扣件间距一般缩短至500 mm。

3）防爬器

为了防止轨道爬行，在加强扣件扣压力，在容易爬行地段应增设防爬设备。根据规范，混凝土枕地段使用弹条扣件，可不安装防爬设备。考虑到翻车机房重车线车辆启停频繁，为加强轨道强度，由于整体道床使用标准传销式防爬器施工较为困难，可采用特制非标防爬器，在轨道衡和夹轮器前后根据需要增设。

非标防爬器的类型有两种：一种需对钢轨轨底边缘切割出一矩形豁口，将一矩形楔块置于豁口内。另一种需在钢轨轨底预埋钢筋和钢板，在钢轨侧面穿孔，防爬器扣件侧面与钢轨轨腰紧贴，用螺栓固定；底面与轨底的上表面密贴，在防爬器扣件底面留出一矩形豁口，将一矩形楔块置于豁口内，阻止钢轨爬行。秦皇岛港煤五期铁路安装了此非标防爬器，现场反馈较好缓解了钢轨爬行。此两种方式均改变了钢轨的断面形状，即改变了钢轨的受力，操作不当可造成裂轨､断轨，造成列车出轨事故，安装此类防爬器需根据防爬的实际需求设置。

此外，翻车机房重车线可以通过设置不断轨轨道衡以减少钢轨接头，增设轨距杆等措施来增加轨道强度。

1.2 加强轨道基础

铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，支撑轨道，承受车辆通过轨道传递的荷载。对于整体道床地段，基床压实标准压实系数应达到 0.93，地基系数达到100 MPa/m，基床底层厚度范围内天然地基的静力触探比贯入阻力值不得小于1.5 MPa。可采取A组填料分层碾压，或者换填改良土等方法来改善路基条件。港口工程用地部分为回填造陆形成，为避免整体道床地段不均匀沉降，对于软弱地基，考虑采用水泥搅拌桩二次处理。

对于火车轨道梁形式，在整体道床范围内按铁路荷载计算桩径､桩长､桩位间距设灌注桩，每个断面为双桩，桩顶上设承台，承台上为火车整体轨道梁，为满足地基承载力及变形要求，承台下设水稳垫层。

1.3 加强日常养护工作

铁路维修工作是一个动态变化､周期循环的过程，区段通车次数越多，则线路变化越大，加强日常养护工作是减少钢轨爬行损坏的一个重要环节。使用单位需设立铁路线路轨道的专人负责制度，每日必须有专业人员进行铁路线路轨道的巡道工作，运营中应注意铁路线路的养护，配备相应的工器具，保证道钉螺母拧紧力矩为150 N·m。

2 工程实例

某港翻车机房重车线采用整体道床形式，扣件采用弹性调高扣件，间距700 mm。2009年4月现场反应翻车机房重车线有扣件断裂，轨面破损等爬行损坏。经调查，相同的设计施工条件下相邻港区同类项目未出现重大爬行病害。从现场查看，项目轨道养护欠缺，存在部分螺帽护套缺失，钢轨锈蚀等问题，结合工程实际情况，提出修复措施并提出加强养护建议。

1）在翻车机入口端的轨道上增设轨距杆

a）翻车机房入口端钢轨端头上有鱼尾板孔，设置2根非标轨距杆，即轨距杆穿过钢轨鱼尾板孔的形式。

b）在轨道衡两侧的基本轨上， 每侧设国标轨距杆1根。每25 m轨铺设4根国标轨距杆，或每12.5 m轨铺设3根国标轨距杆。

c）在碎石道床的线路上， 每25m轨铺设4根国标轨距杆， 有轨道电路的地段铺设绝缘轨距杆；无轨道电路的地段铺设普通轨距杆。

2）根据现场情况，在翻车机入口的轨道上增加防爬设备的设置

a）翻车机重车线的整体道床地段的轨道上安装非标防爬器。

b）碎石道床地段，每公里铺设 320对穿销式防爬器； 防爬支撑960个。

3）增加钢轨扣件

由于翻车机厂家设计的铁路轨道压板式扣件扣压力小，间距大（间距700 mm），在此段铁路轨道线路的每两组钢轨扣件之间，增加1组弹条I型扣件。

4）原有弹性调高扣件的调换

将原有弹性调高扣件中的弹条直径加大，由Φ13 mm增加为Φ16 mm，扣力可增大1/3以上，或将该地段原有弹性调高扣件拆除，改设弹条I型扣件。

上述工程措施实施后，现场钢轨爬行情况得到了有效缓解。

3 结 语

本文通过理论和工程实例总结了翻车机房重车线钢轨防爬的措施。设置整体道床、扣件升级，适当降低扣件间距、设置防爬器等措施能够提高轨道的强度，增加防爬阻力，抵抗轨道爬行；换填路基、采用水泥搅拌桩等地基处理方法加强轨道基础；同时加强日常养护工作是减少钢轨爬行损坏的一个重要措施。通过以上措施，能够缓解港口翻车机房重车线钢轨爬行损害，为后续类似工程建设提供参考。

参考文献：

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［2］ 王其昌.无碴轨道钢轨扣件［M］.成都：西南交通大学出版社，2006.

［3］ 铁道第四勘察设计院.铁路工程设计技术手册站场及枢纽［M］.北京：中国铁道出版社，2004，4

［4］ 田春香.关于高速铁路扣件间距的探讨［J］.铁道标准设计，2013（08）：32-36.

Anti-creeping Measures Applying to Unloading Lines of Car Dumper Shed in Harbor

Yang Songshan，Guo Chunling，Zhang Wei，He Fengbin
（CCCC First Harbor Consultants Co.， Ltd.， Tianjin 300222， China）

Abstract：Rail creeping is one of main causes for track being damaged.Wagons start and stop frequently on the unloading lines of car dumper shed in harbor， which affects the rail even more.In the case， the anti-creeping measures are proposed to intensify rail， reinforce rail foundation and improve daily maintenance work etc.The above measures will guarantee harbor railway operation.

Key words：unloading line of car dumper shed； creeping on rail； integral rail bed； fastening； anti-creeper

中图分类号：U653.93

文献标识码：A

文章编号：1004-9592（2016）02-0043-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160211

收稿日期：2015-10-19

作者简介：杨松姗（1984- ），女，工程师，主要从事港口铁路规划､设计工作。