重載鐵路線路的病害治理和養(yǎng)護(hù)
2016-02-29
一、重載鐵路運(yùn)行的現(xiàn)狀
所謂的重載荷鐵路其突出的特點(diǎn)就是運(yùn)量大和軸重大。這兩個(gè)特征就直接導(dǎo)致了軌道和本身的承載結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的荷載也就大，由此對(duì)軌道和結(jié)構(gòu)部件造成的破壞也就嚴(yán)重于普通路線，造成的直接后果就是線路形變。使得重載線路的維護(hù)工作和維修的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通鐵路。在實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，重載鐵路軌道結(jié)構(gòu)的破壞主要集中在：軌道零件損壞、鋼軌磨損變形、路基的下沉等。軌道的零件損壞和軌道表面不平主要是鐵軌接頭位置受周期性沖擊作用而形成磨損，使得這些部件的疲勞變形。路基下沉，主要是因?yàn)榈来渤两?；路基病害形等原因，道床的破壞與荷載有直接的關(guān)系，而路基沉降則會(huì)造成軌道變形。這些病害無(wú)論是何種形式都會(huì)給鐵路的運(yùn)行帶來(lái)潛在的安全隱患。
二、重載鐵路的病害防止措施
1、對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的維護(hù)
1）重載鐵路軌道受力的情況分析，和其他的工程相似，鐵路對(duì)列車(chē)而言就是一個(gè)承載的結(jié)構(gòu)，列車(chē)載荷與軌道抗力之間的相互作用將影響軌道的損壞程度和壽命。按照目前國(guó)際上普遍采用的軌道強(qiáng)度理論，影響軌道結(jié)構(gòu)受力的因素為：荷載、軌枕、道床、鋼軌。2）載荷對(duì)軌道的影響。軌道受力主要來(lái)自荷載。荷載所造成的軌道的受力與變形成一種線性關(guān)系，載荷增加的百分比與軌道結(jié)構(gòu)受力變形的百分比基本是相同的。3）軌枕的影響主要是在軌枕之間與軌枕支撐面的造成的變形。軌枕之間距離對(duì)軌枕上的壓力和道床上的應(yīng)力影響是最大的，對(duì)軌道彈性下沉和鋼軌的彎曲影響相對(duì)小。根據(jù)研究和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)軌枕個(gè)數(shù)檔次上壓力和道床應(yīng)力變化3-4個(gè)百分點(diǎn)，而軌道彈性下沉赫爾鋼軌應(yīng)力變化則只要有1%左右。軌枕支撐對(duì)軌道彈性下沉和道床載荷應(yīng)力影響明顯，在相同的載荷下，Ⅲ型軌枕要強(qiáng)于Ⅱ型軌枕承載能力。4）道床的剛度對(duì)道床的承載能力和軌枕所受壓力影響較大，軌枕上壓力和道床應(yīng)力與道床的性能變化趨勢(shì)相似，而幅度大。而線路維修工作量與道床應(yīng)力成正比，所以道床性能也是影響維護(hù)的重要條件。
2、重載荷軌道病害維護(hù)的措施
1）軌道形狀和尺寸的修正，這是軌道養(yǎng)護(hù)和維修的重點(diǎn)。按照不完全統(tǒng)計(jì)，工務(wù)部門(mén)的工作量絕大部分都是消耗在軌道的幾何尺寸的修正上。軌道的變形與列車(chē)荷載支架之間的影響，列車(chē)反復(fù)振動(dòng)產(chǎn)生的荷載導(dǎo)致線路發(fā)生形變，而線路變形后軌道面出現(xiàn)不平，增加了列車(chē)對(duì)線路的沖擊，形成了惡性循環(huán)。尤其是重載鐵路軌道所承受的荷載較大，列車(chē)運(yùn)行的密度也相對(duì)較大。這就會(huì)使得這種列車(chē)與軌道的相互作用影響也隨之增加，也就加快了軌道幾何形態(tài)的變化，所以在維護(hù)中應(yīng)對(duì)軌道的幾何尺寸進(jìn)行修正，減小沖擊。
2）對(duì)結(jié)構(gòu)連接件進(jìn)行維護(hù)。軌道的結(jié)構(gòu)連接件應(yīng)當(dāng)保證經(jīng)常齊全，有效而且技術(shù)狀態(tài)良好，每年的春秋兩季都需要對(duì)所有的連接件進(jìn)行檢查和固定，所有零件都應(yīng)當(dāng)達(dá)到規(guī)定的扭力矩，從整體上鎖定線路，保持穩(wěn)定。同時(shí)也可防止在氣候變化的影響下產(chǎn)生熱脹而產(chǎn)生軌道爬行或者絕緣頂損壞，或者冷縮爬行拉大間距而損壞螺栓。最后，每年應(yīng)對(duì)連接處進(jìn)行涂油處理，主要是防止零件的銹蝕，也因?yàn)橹剌d鐵路粉塵較大螺栓的腐蝕速度較快，所有利用長(zhǎng)效的防銹油脂進(jìn)減緩銹蝕。
3）道床的維護(hù)。道床是提供軌道縱向、橫向阻力和彈性的重要組成系統(tǒng)，道床狀態(tài)的好壞可以直接影響達(dá)到線路技術(shù)狀態(tài)的穩(wěn)定和軌道維修工作量的大小。道床應(yīng)保持飽滿、均勻、清潔、密實(shí)、彈性良好，這就是對(duì)道床進(jìn)行維護(hù)的主要目標(biāo)。所有在鐵路維修中最大的工作量就是與道床維護(hù)相關(guān)，對(duì)于道床一定要進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，特別是橋涵兩端容易出現(xiàn)沉降的地段，此處容易出現(xiàn)石渣缺少的狀況，而影響運(yùn)行。維護(hù)應(yīng)當(dāng)對(duì)此位置進(jìn)行及時(shí)的填料補(bǔ)充，保證穩(wěn)定；根據(jù)道床的板結(jié)情況及時(shí)安排相應(yīng)的清理和篩選，恢復(fù)其道床的彈性。
4）軌枕和彈性襯墊層的維護(hù)。此類(lèi)結(jié)構(gòu)是日常維護(hù)的重要內(nèi)容，軌枕的部分是主要承擔(dān)荷載的結(jié)構(gòu)，其受力狀況將直接影響軌道的受力情況，所以應(yīng)對(duì)實(shí)效的軌枕及時(shí)更換。軌道下的彈性墊層是保證軌道具有一定彈性的重要部分，其對(duì)混凝土軌枕受到的載荷可以達(dá)到緩沖和減震的作用。實(shí)踐證明，鋪設(shè)新的10mm厚橡膠墊板的道床，其振動(dòng)加速度比使用2年后的結(jié)構(gòu)件下降25%，換鋪高彈性的橡膠墊板則下降40%。這說(shuō)明改善墊層的彈性可以減小軌道的下沉，降低沖擊，保持軌道的平順，減少養(yǎng)護(hù)工作量。
5）鋼軌的維護(hù)。鋼軌是直接承擔(dān)列車(chē)荷載和沖擊的結(jié)構(gòu)。鋼軌將車(chē)輪傳來(lái)的沖擊力傳遞給軌枕和下面的整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，其是唯一與列車(chē)相接處的唯一構(gòu)件，鋼軌的狀態(tài)將直接影響運(yùn)行的安全。所以應(yīng)采用自動(dòng)和手工相結(jié)合的方式對(duì)鋼軌進(jìn)行定期的巡查，充分發(fā)揮日常檢查的作用，進(jìn)行鋼軌狀態(tài)的動(dòng)態(tài)化管理和維護(hù)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決在運(yùn)行中鋼軌出現(xiàn)的問(wèn)題。養(yǎng)護(hù)上應(yīng)及時(shí)對(duì)出現(xiàn)缺損的鋼軌進(jìn)行修復(fù)，保證其表面的順平。
3、提高接頭維護(hù)效果
重載鐵路線路的接頭維護(hù)是工務(wù)部門(mén)養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)于接頭的養(yǎng)護(hù)必須做到對(duì)每個(gè)接頭都了如指掌，采用綜合措施進(jìn)行整治，才能取得較好的效果。根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于接頭養(yǎng)護(hù)除了進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)工作外，還應(yīng)當(dāng)采取更加針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)方式。如：接頭更換了新型的混凝土軌枕來(lái)控制病害。有縫線路的接頭位置是十分的薄弱的，也是病害集中的地方，特別是重載鐵路有列車(chē)運(yùn)行過(guò)后，就需要對(duì)其進(jìn)行檢查和維修。利用新型的混凝土軌枕對(duì)原有的軌枕進(jìn)行更換，提高了接頭位置的承載能力，減少了原有常見(jiàn)病害的發(fā)生幾率。
利用接頭減震魚(yú)尾板提高接頭的承載強(qiáng)度。軌道接縫空間是造成列車(chē)對(duì)軌道沖擊增加的重要因素，也加快了接頭位置軌道變形的幾率，增加了病害的發(fā)生頻率。通過(guò)使用減震魚(yú)尾板，使得列車(chē)輪緣在接頭位置基本不出現(xiàn)振動(dòng)，大大的減少了列車(chē)對(duì)鋼軌、枕木、道床的沖擊力，同時(shí)提高了接頭的承載能力。
4、對(duì)路基的養(yǎng)護(hù)
路基是鐵路線路的重要支撐系統(tǒng)，因此其狀況將直接影響線路運(yùn)行的安全性。路基的變化所產(chǎn)生的影響將之間導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，一旦出現(xiàn)路基的塌陷將導(dǎo)致通行的中斷。重載鐵路的路基病害大部分來(lái)自下沉，所以在日常維護(hù)中對(duì)路基及其輔助設(shè)置的養(yǎng)護(hù)也應(yīng)建立在防止沉降的工作上。在維護(hù)中按照立體養(yǎng)護(hù)的目標(biāo)，對(duì)影響路基穩(wěn)定的各種因素應(yīng)全面的檢查和維護(hù)，以此提高路基的穩(wěn)定性，保證鐵路的安全運(yùn)行。
三、結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)的重載鐵路線路長(zhǎng)負(fù)擔(dān)大，其運(yùn)行的穩(wěn)定性將直接影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源的調(diào)度。為此對(duì)其日常的維護(hù)就成為了保證其壽命和安全性的重要工作，因?yàn)殍F路系統(tǒng)本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，每個(gè)輔助系統(tǒng)都有各自的作用，并相互支持保證鐵路的運(yùn)行。所以在維護(hù)中應(yīng)針對(duì)常見(jiàn)的病害，采取全面而立體化的養(yǎng)護(hù)模式，這樣才能保證養(yǎng)護(hù)的有效性。
