山区铁路小半径曲线养护维修技术研究

贾璐

【摘 要】随着我国社会经济的快速发展，许多的山区也已经通了火车，不仅加快了山区地区人民群众出行的效率，而且也能够为当地经济的增长做出重要贡献，但是由于山地地区小半径曲线众多，经常会出现各种各样的安全隐患，因此必须加大对山区铁路小半径曲线养护措施的分析，确保曲线钢轨的使用寿命得到全面提升，保证山区铁路的稳定运行。

【关键词】山区铁路;小半径曲线;养护维修;技术分析

【中图分类号】U216.426 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）12-0069-02

目前，在我国的山区铁路修建的过程中，大多数的轨道形式主要以无缝线路为主，但是由于受到小半径曲线线路病害集中的影响，经常会造成小半径曲线线路在车轮的抽烟机下受力发生明显变化，加剧钢轨的损耗。为此，必须定期对山区铁路小半径曲线进行养护与管理，及时发现安全隐患，避免出现严重的问题。

1 山区小半径铁路的主要特点

1.1 受力特征

小半径曲线铁路与其他直线铁路相比，其受力不仅要承受纵向力，还承受进项力、横向水平力、附加动应力，而且受到夏季气候的影响，也会使小半径弯曲线路承受温度力，随着曲线半径的不断减小，径向分力也会增加，导致小半径曲线铁路的动应力增加，而且还会受到运行速度和轴重的影响[1]。由于小半径曲线铁路的受力非常复杂，不仅会导致钢轨和配件的磨损消耗非常嚴重，也会导致小半径铁路的养护量增加。

1.2 钢轨特性

在同等的经营条件下，小半径钢轨路线由于受到更大的力作用，不仅会增加曲线钢轨的消耗磨损，也会造成钢轨框架自身的刚度变弱，也造成其他的零部件磨损程度日益严重。而且由于特殊的受力特征导致小半径曲线钢轨非常容易产生波浪形的损耗问题，影响了列车的稳定运行，如果不能够及时地对钢轨进行维修，很容易导致工作量增加，例如胶垫破损、拉杆折断，直接影响车辆的安全、稳定运行。

1.3 分力要求

小半径曲线由于受到多个方向的分力影响，半径的减小会导致分力增加，在温度超过一定界限时，就会产生弯曲膨胀现象，当温度上升到一定的区间时，整个线路就会产生偏移，在这一过程中，小半径曲线所产生的温度要比直线地段的温度变化小，而且可以在曲线上的任何一个部位进行位移。只有不断地加强对无缝线路曲线变形特征的重点观测，才能够及时发现问题和不足，避免小半径曲线过度变化的情况[2]。

2 小半径曲线常见的病害问题

2.1 钢轨侧磨与薄膜

在小半径曲线上，由于外轨的长度要超过内轨长度，半径越小则差距就越大，车轮在行进的过程中，内外滚轮之间的距离与内外轨长度之间的差值，很容易导致不平衡的问题。通过钢轨的横向滑动或者轮向后滑进行调整，很容易造成钢轨产生垂直损耗，而且在车辆行驶的过程中所产生的离心力必须通过外轨道消除，当曲线半径逐渐减小时，车轮的钢轨侧压力也就越高，整个钢轮轨道之间的摩擦力就会对钢轨的侧面造成严重磨损。

2.2 轨道几何尺寸容易超限

目前在小半径曲线上，轨道距离水平高低等因素要比其他平职路线更容易发生变化，而且所持续的时间非常短，随着轨距的扩大，钢轨的侧磨现象也会越明显，目前我国的山区铁路建设如火如荼，各种高铁机车的广泛应用也会对小半径曲线钢轨造成严重的破坏与冲击。

2.3 连接零配件非常容易损坏

小半径曲线上，连接零部件承受的冲击力非常大，经常会出现零配件松动断裂的问题，严重的情况还会挤碎尼龙座，给车辆的安全运行造成严重威胁[3]。

2.4 病害之间相互影响

由于钢轨薄膜很容易在车辆行驶的过程中产生强烈的震动，引起小半径曲线扣件脱落、松动等病害，而如果没有能够及时地对松动的零配件进行维修，也会造成钢轨薄膜现象更加明显，在小半径曲线内部如果出现局部不平顺的问题，也会引发其他的曲线病害，最终使得整个线路的变化方向，水平变化难以控制，造成车辆运行摇晃剧烈，也会对钢轨造成磨损。

3 治理小半径曲线病害的主要措施

3.1 加强对小半径曲线和尺寸的调整

小半径曲线几何尺寸整治的过程中，首先要严格按照线路设计规划图纸对曲线的位置进行校正，根据列车的实际运行速度，可以合理地设置超高并且加强对缓坡和曲线超高顺坡的调整，通过正确地调整曲线超高度并且合理设置超高，保证车辆行驶过程中的重心始终在钢轨的中心线上，避免钢轨踏面与车轮踏面出现碰撞的问题。其次要加强对曲线圆顺度的合理控制，在现场测量开始之前要保证测试点与直缓、还原等点进行重合，而且每一个曲线都应该反复进行测试，取平均测试值，在曲线波正的过程中可以利用绳正法对曲线的圆顺度进行控制与波正[4]。

由于小半径曲线的轨迹非常容易变化，所以要定期对轨距进行调整，通过加宽尼龙座、提高轨距挡板，保证轨称得到有效调整，还应该加强养护，消灭超限问题，经常性地保持曲线状态，确保轨距方向更加圆顺、不超限，也能够尽可能地避免列车过度摇晃，从而有效降低车轮产生的冲击效应。

3.2 加强对小半径曲线连接零配件的调整

位于小半径曲线的连接配件非常容易受到冲击损坏，一定要及时进行松紧补缺工作，确保零部件紧密可靠，避免失效的情况，而且如果出现挡肩破损的混凝土轨枕，应该及时的进行更换处理，对弹条扣件，要立即进行拔毛处理，同时也可以利用轨称轨距杆等装置保证曲线的强度。

4 整治方案

4.1 防排水

路基中大量的硫酸根离子导致结晶析出，造成路基上拱，为了避免出现路基上拱的问题，需要加强路基排水工作，在路基上游侧修建5 m深的截水沟，阻挡地表水渗入路基基底，同时在下游修建蒸发池和渗水盲沟，确保整个路基表面快速封闭，减少路基内的含水量。具体整治流程如下：测量放线—设置水准控制点—机械开挖截水渗沟—人工修坑壁—浇筑截水渗沟和检查井基础—安装固定PE双壁打孔波纹管和检查井—沟壁铺设无砂混凝土板反滤层—填筑碎石—中粗砂和XPS保温板封闭。

截水渗沟高4.1～5.8 m、底宽150 cm，坡比为1∶0.25，基座采用C30砼浇筑后设φ50 cmHDPE双壁打孔波纹管，两侧砌筑无砂混凝土板后填筑洗净碎石。

测量放线：按照图纸要求，要求测量班将截水渗沟的边线、控制线放出来。设置水准控制点：测量班在截水渗沟周围设置标高控制点，控制点要求设置明显，便于利用。水准点设置好后需要进行保护，设置明显标志以免被破坏。水准点应在截水渗沟位置每100 m设置1处。

4.2 切割剪薄支撑层

为了能够避免无砟轨道高程上拱，必须对无砟轨道进行整治。由于素混凝土掺5%水泥级配碎石的处理方法很容易导致路基表面出现不均勻的问题，也不利于对切割精度的有效控制，为此可以采用切割剪薄支撑层的方式，确保整个无砟轨道落到。

4.3 顶进钢管涵技术

防护桩施工前要精确测定桩位，平整场地，做好防护设施;安装三角架;配备齐全所需的机具、器材、照明及人员上下设施。

4.4 桩身开挖

孔口部分：根据桩身孔口段土质情况将孔口挖至1 m深时，立模灌筑第一节混凝土护壁。此节护壁在孔口0.5 m高度范围，内壁厚20 cm，以下为10 cm，顶面要平整，并高出原地面20 cm，用来防止下节孔壁开挖时孔口沉陷及防止土、石杂物滚入孔内伤人。

桩孔掘进：采取边挖边护的方法，每节开挖深度视地质情况确定。每次孔壁开挖及衬砌立模，均要从孔口吊线测量，以防止超挖欠挖及护壁偏斜。每挖深0.5～1.0 m后，沿孔壁立模灌注一节混凝土护壁，形成框架[5]。

出碴：孔内采用人工装碴，使用卷扬机及吊桶做提升设备，孔上设专人指挥，将吊桶直接提升到孔口，卸入车中运出。

5 结论

本文通过对山区铁路小半径曲线铁路的病害整治问题进行分析，明确了山区铁路小半径曲线质量监控的体系，并且对山区铁路小半径曲线上拱异常的原因进行分析，提出了相应的解决方案，确保山区铁路小半径曲线异常的问题得到有效控制，保证我国山区铁路的建设质量和建设水平得到全面提升，为我国社会经济的发展做出重要贡献。

参 考 文 献

[1]杨旭东.宁芜线小半径曲线地段铺设无缝线路研究[J].铁路工程技术与经济，2018，33（6）：18-22.

[2]张志厚.山区铁路小曲线半径地段铺设温度应力式无缝线路的探讨[J].科技创新与应用，2017（12）：248.

[3]赵建坤.矿区铁路小半径曲线病害及整治措施探究[J].无线互联科技，2015（10）：138-139.

[4]罗晶，李斌，全健健.基于轮轨动态力测试的小半径曲线车辆运行安全性分析[J].兰州工业学院学报，2015，

22（5）：32-35.

[5]王相悦.论小半径曲线钢轨磨耗原因及防治[J].科技视界，2015（17）：299，308.