重载铁路的轨道结构特点及养护维修探讨

摘要：结合笔者重载铁路养修经验，文章首先就重载铁路轨道的结构特点以

及重载铁路线路病害产生的原因进行了分析，随后主要对重载铁路的线路养护及维修进行了探讨，最后对改进重载铁路管理模式提出了一些个人见解，可供同行参考。

关键词：重载铁路；轨道结构特点；线路养护维修

中图分类号：U213文献标识码： A

前言：安全生产是铁路运输永恒的主题，“多拉快跑”始终是铁路人的奋斗目标。随着经济的发展，铁路里程的不断延伸,铁路设备现代化程序逐步提高,铁路的功能性划分进一步凸显，重载铁路成为新时期铁路的发展趋势和主要内容。朔黄铁路作为中国“西煤东运”的第二大通道，作用越来越重要。如何保证运输的安全畅通，进一步提高线路质量成为摆在工务专业面前的重要课题。众所周知铁路线路是由路基、轨道和隧建筑物等组成的，在铁路线路这个整体中，任何的一个组成部分都是非常重要的，任何部分的损坏或者改变都会影响铁路线路整体功能的发挥。

一、重载铁路轨道结构特点

轨道结构是在路基上铺设道床, 在道床上铺设轨枕, 轨枕之上铺设钢轨, 钢轨与钢轨之间及钢轨与轨枕之间用联结件扣紧而形成。轨道结构是一种由力学性能各不相同的材料组成, 它是承受机车车辆运行的承重结构。其作用是引导机车车辆沿着指定的方向运行, 它直接承受和传递由车轮传来的巨大压力。轨道作为一个整体结构, 要共同承受机车车辆所作用的垂力、水平力、纵向力和气候的变化, 所以要求轨道各组成部分具有足够的强度和稳定性, 它的各部尺寸及材质要互相对应, 以保证列车的平稳运行。重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。总重大可达1～3万吨，轴重大可达30吨，行车密度大可达1万吨千米／千米。重载铁路的定义也就要求其必须比普通线路具有更高的强度和稳定性。

（一）钢轨

钢轨直接承受机车车辆传来的压力, 冲击和震动, 所以要求钢轨必须有足够的高度, 轨底宽度及轨腰厚度。 朔黄线现开行的万吨及即将开行的2万吨，30t大轴重列车都对钢轨提出了极高的要求。目前上行为75kg/m跨区间无缝线路，下行为60kg/m区间无缝线路。采用最新的硬度高、耐磨性好的PG4、U78CRV钢轨，小半径曲线采用了PG4淬火轨。极大了提高了钢轨的强度，满足了运输安全的要求。

（二）轨枕

轨枕的作用是承受自钢轨传下的竖向垂直力,横向和纵向水平力, 并将其分布于道床, 用以保持钢轨的方向、位置和轨距。因此要求轨枕要有较好的坚固性和弹性。目前朔黄上行普遍换铺Ⅲ型枕，目前正在对最后一座轨枕板隧道进行紧张换铺中，下行为Ⅱ型枕。为进一步提高轨道强度，适应朔黄运输发展的需要，正在实验换铺“朔黄枕”。

（三）联结零件

联接零件分为连接钢轨或连接钢轨及轨枕的零件。前者称接头连接零件；后者称中间连接零件。其作用是长期有效地保证钢轨与钢轨以及钢轨与轨枕间的可靠连接，尽可能地保持钢轨的连续性与整体性，阻止钢轨相对于轨枕的纵向移动，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下充分发挥缓冲减振性能，减缓线路残余变形的积累。目前，朔黄上行线为跨区间无缝线路，全面取消了接头，临时接头用冻结夹板高强螺栓加固。中间连接零件也称扣件，根据配合使用的不同轨枕类型而有各种不同的组合。目前朔黄普遍采用的是弹条Ⅱ型混凝土轨枕扣件。这些扣件依靠调整弹条式扣件的挡板座及轨距挡板号码以调整轨距。

（四）道床

道床是轨道组成部分之一, 是轨枕的基础, 其主要作用是：承受轨枕传来的压力, 并把这个压力传布于路基面上；排除线路上地表水, 保持轨枕和路基面干燥；抵抗轨枕枕纵向和横向移动,保持线路稳定；缓解机车车辆的冲击作用。

（五）加强设备

由于朔黄铁路西段属于山区铁路，地质条件较为复杂，铁路曲线半径小, 最低仅为450m,因此曲线地段采取了安装轨距拉杆，增设地锚桩、加装轨撑等加强设备。

二、重载铁路线路病害产生的原因

列车荷载与轨道抗力之间的相互作用力对于轨道有着极大的影响。影响轨道结构受力的因素主要有荷载、轨枕、道床、钢轨四方因素。

（一）在这四个因素中荷载是受力的根本源泉，轨道受力主要来自于荷载，他们之间是正比的关系，即荷载越大轨道受力越大，轨道变形就越厉害。

（二）轨枕的影响主要是轨枕间距的影响与轨枕支撑面积的影响。科学研就表明，每增减一个轨枕根数档次，枕上压力和道床应力将变化3%~4%，而轨道弹性下沉只变化1.2%，这说明轨枕间距对轨枕上的压力和道床应力比较大，而对轨道弹性下沉的影响较小。又有数据显示Ⅲ型轨枕要比Ⅱ型轨枕受力与下沉减少11%，这说明轨枕支撑面对轨枕弹性下沉和道床都有影响。

（三）道床钢性对于道床应力和轨枕上压力影响较大，枕上压力与道床应力、道床刚度是同向变化的，这样的同向性导致重载铁路的轨道收力巨大，损坏严重，并且影响了铁路线路维修的工作量，即增大了铁路线路维修的工作量。

（四）钢轨影响主要是钢轨类型和钢轨状态对重载铁路线路的影响，钢轨的类型与钢轨状态都极大地影响了铁路线路的维修。

三、对重载铁路线路养护要点

如上文中笔者分析的重载铁路存在的病害以及引起病害的原因，我们根据这些分析，采取了几点养护措施，在日常维修中要围绕这几方面展开来。

（一）轨道几何尺寸的整正。对于轨道几何尺寸的整正是轨道养护维修的主要内容，这是由于列车的荷载使得轨道产生变形，在变形后轨道面开始导致轨面不平顺，这样的不平顺更加剧了列车对轨道的损坏。特别是对于重载铁路，轨道承受的荷载大、运行密度大，这就使得轨道几何尺寸急剧变化，这就需要在铁路养护中加强对轨道几何尺寸的重视程度，及时地整正，减小列车对于轨道的冲击。

（二）轨道结构各联结零件的维护。对于轨道结构的各部联结零件要经常保持齐全和良好的状态，每年要根据实际情况对部分联结零件进行检查与复紧，同时还要定期地对所有的联结零件进行全面的复紧，使所有配件都达到标准。由于在暑期零件会热胀使得产生胀轨跑到或绝缘顶坏，而在冬季零件会冷缩使得轨缝拉大更严重的是拉断接头螺栓。除了对零件进行检查与复紧外，由于在运输过程中粉尘比较大，螺栓锈蚀比较快，所以还要进行涂油，这是为了防止联结零件锈蚀，增加零件之间的度。

（三）道床的整修与养护。道床状态关系着线路技术状态的好坏与维修工作量的大小，所以要对道床进行整修使其保持道床饱满、均匀、清洁与良好的弹性。由于列车在运动会产生许多粉尘并伴随着振动的出现，导致道床板结、弹性下降或者切入路基等现象，所以要及时对道床进行整修、补充，如果出现桥涵两头和路基下沉地段就要及时地补充石渣来保持道床的稳定。而对于道床的弹性维护要根据道床的板结情况及时安排相应的清筛，良好的弹性是拥有良好的几何尺寸的关键。

（四）轨枕及轨下弹性垫层的养护。轨枕在使用过程中会出现失效的现象或者受力状态发生改变，所以对于轨枕的养护主要是更换失效轨枕和改善轨枕的受力状态。轨下弹性垫层对混凝土枕所受荷载有缓冲与减震的作用，所以对于轨下弹性垫层的养护也是十分重要的，可以使用新材质的弹性垫层，提高轨枕的承受力，提高了设备的寿命，减少了养护维修工作

（五）钢轨的养护与维修。钢轨是唯一直接与车轮接触的构件，其直接影响着运行的安全状态，所以要重视对钢轨的养护，减少甚至避免伤害性事件的发生。在对钢轨的检查时要加强手工检查，对钢轨的状态进行跟踪检查，以便及时了解钢轨的技术状态。养护上及时对掉块、擦伤、轨面不平顺等能够焊补或打磨的小病害及时进行整治。因为在重载铁路高密度、大荷载列车的冲击作用下，钢轨的伤损发展的非常快，严重情况下可能一两天的时间一般轻伤轨就会发展为重伤轨。

四、改进并完善重载铁路管理模式

（一）细化管理措施。在进行维修作业时，要执行分段包保的制度以及责任到人的管理模式，并在内部实施定人员、定质量、定设备、定安全等的管理，通过这种方式强化员工的责任意识，促使生产任务与安全职责落实到位，推进管理制度的进一步完善。

（二）减少线上设备的种类。除个别试验设备外，尽量减少线上设备的种类。一方面可有效减少备用料，另一方面方便养护维修，降低了作业量和养护难度。

（三）实行检修分开的养护模式，进行精检细修。强化检查的重要地位，实行多手段、全方位的精细检查，结合轨检小车的静态检查、动态添乘仪及轨道检测车的动态检查可得出钢轨、轨枕、道床、路基全面的设备状态报告可以精确的指出维修方向。维修工作有的放矢，直指目标，可以有效节约养护投入，提升维修效率、提升设备质量。

（四）引进并推广新技术的应用。在如今科技主导生活的时代，铁路线路也不能忽视技术的作用，比如，对小半径曲线进行了“七桩定位”、 “五花大绑”等技术和手法上的创新。相信科学，并依靠科学才能加强对重载铁路的管理，并解决各种设备以及技术上的问题。

结语：综上所述，重载铁路是一个复杂的系统工程, 其具有运量大以及轴重大的特点，致使轨道结构承担着强大的荷载,进而导致轨道结构与其部件的损速度相比于普通线路更快,线路的变形也会加剧,从而造成线路维修养护工作量以及维修成本都在增加。因此，要时刻明确重载铁路线路结构与设备的现状，不断加强重载铁路病害的整治及维修，进而确保重载铁路的安全运行。

参考文献

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[2]殷昊，李建国，徐鹏飞.浅谈重载铁路线路的养护维修[J].技术与市场，2014，（3）.

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