对铁路小半径曲线养护的探讨

【摘要】：随着我国经济的不断发展，对铁路运输的需求也越来越高。而作为轨道的薄弱环节之一的小半径曲线轨道，对铁路运输带来了很大的安全隐患。本文就铁路小半径曲线养护进行了简要的分析。

【关键词】：曲线钢轨；小半径曲线；养护

中图分类号： U216.42+6 文献标识码： A 文章编号：

引言

曲线钢轨是轨道平面的重要组成部分，也是轨道的薄弱环节之一。较直线地段钢轨而言，小半径曲线地段的上股钢轨侧面磨耗发展速度较快，如何有效减缓曲线钢轨和车轮的磨耗，对保证列车安全、平稳和不间断运行，延长钢轨使用寿命，大大减少换轨费用，减少换轨施工对运营的干扰，减缓车轮的异常磨耗，具有重要的意义。

一、小半径曲线常见病害

1、钢轨侧磨及波磨

尤其是侧磨在曲线轨道上，曲线的外轨线比内轨线长，半径愈小其差距愈大。轮对在曲线上滚动时，由于内外轮滚动的距离与内外轨线长度不相适应的长度差，要用轮对在钢轨上滑行加以调整，这就产生了曲线上钢轨的垂直磨耗；当车轮滚动前进时，导向轮轮缘紧压外轨侧面，轮轨间产生很大摩擦力，行成了钢轨的侧面磨耗。在曲线上，特别在小半径曲线上，线路换轨大修的主要原因就是钢轨磨耗。如何减少或消除曲线钢轨的磨耗，延长钢轨的使用年限，是研究解决小半径曲线病害的主要方向。

2、几何尺寸易变化、保持周期短，尤其是轨距

小半径曲线上轨距、水平、高低、方向相对其他线路容易发生变化，保持的周期短，特别是轨距扩大相当普遍，并且随着钢轨侧磨的增加而逐渐加剧。小半径曲线上联结零件承受的冲击力比较大，在相同扭力距的情况下，小半径曲线联结零件更易松动，而且当冲击力达到一定值时，易造成混凝土枕立螺栓失效、木枕道钉浮离、轨距杆折断、轨撑压裂、尼龙座挤碎、轨枕挡肩破损等问题。

钢轨接头“支嘴”

钢轨小腰有硬弯，接头夹板有变形现象，小半径曲线在列车横向水平力的作用下，由圆弧状变为“支嘴”或小腰有硬弯。钢轨在外界力的长期作用下，极易造成接头夹板的变形，加之钢轨变形及设备欠修造成的夹板压弯，致使接头支嘴现象不断恶化。然而曲线维修过程中，只注重于起、拨、改、捣，而忽视了钢轨硬弯的整治、接头变形压弯夹板的更换。

短轨地段接头轨缝不均匀，历史最高、最低轨温不精确，导致预留的轨缝不符合要求，在高温天气下膨胀受力后致使接头处的两根钢轨有外挤现象。

道床宽度不足、联结零件松动、失效轨枕、空吊板、道床翻浆等病害日常养护不及时，设备超期服役现象造成接头“支嘴”持续恶化。

联结零件损坏率高小半径曲线在长期强大的横向水平力作用下，夹板折段，混凝土轨枕挡肩破损，尼龙挡板座压溃、胶垫压坏、混凝土轨枕承轨槽压陷造成内股钢轨小反，螺栓扣压力不足等现象层出不穷。

二、整治小半径曲线病害的主要对策

1、全面校正小半径曲线几何尺寸是基础

（1）根据线路设计的平、纵断面，定期全面校正曲线位置按照列车运行速度，结合曲线的磨耗情况，合理设置超高，做好缓和曲线的超高顺坡；通过超高检算，合理设置轨底坡，使轮轨接触更趋合理；小半径曲线地段在大维修后，应及时组织力量，对胶垫采用掉边或使用1/40或1/30坡型胶垫，使钢轨受力更趋合理。

（2）定期改正曲线轨距

轨距可以用加宽尼龙座0～6#、0～8#、0～10#，P60钢轨混凝土枕楔型胶垫，可调轨距挡板，可调轨撑等进行调整。P60钢轨楔形胶垫规格为185mm×151mm×14/10mm，其安装后改变了轨底坡，使钢轨向内倾斜，使轨距改变。可调轨距挡板座对改正轨距作用也比较好，但需根据侧磨不断的变化和轨距的增大，经常调整轨距挡板，更换轨距挡板工作量大，且成本比较高，可调轨撑不但可调整轨距，而且可以增加钢轨抵抗横向力的能力，效果颇佳。

控制曲线圆顺度，及时拨正曲线

具体办法是在现有的10m间距中间增加一点副矢，其正矢在缓和曲线上为两相邻正矢点之和的一半，圆曲线上为圆曲线计划正矢，检测工具仍为20m弦线。

2、无缝线路小半径曲线的加强

在小半径曲线上无缝线路的受力和普通线路稍有区别，它承受着温度力和其它纵向力及其横向力，此横向分力指向曲线外侧，即可能发生跑道的方向。若轨道方向不良，到了高温季节，在一定的条件下，多种不利因素的叠加，会引起胀轨跑道，严重威胁行车安全。对无缝线路大量调查后得出：

埋设地锚拉杆

安装钢轨地锚拉杆增强了曲线的稳定性，使曲线正矢易保持，线路圆顺，减少了养护维修量。在安装前，应先全面校正曲线几何尺寸，确保曲线状态良好方可安装。

（2）曲线侧磨钢轨调边使用

随着列车运行速度和车流密度的逐步提高，小半径曲线成段侧磨速度较快，部分地段行车形成条状脱落，在不能及时更换钢轨的情况下，给曲线日常养护工作带来较大的困难，曲线整治已成为近年来各工务段的重点工作。对于不到大修周期但侧磨接近重伤的钢轨，直接下道有些浪费，但如果不整治，不仅影响设备质量，也为行车安全带来隐患。在小半径曲线上股钢轨侧磨未达到轻伤标准时，将曲线上股与下股钢轨调边使用，或将曲线上股钢轨与附近直线钢轨进行调边使用是整治小半径曲线钢轨磨耗的有效措施，延长了钢轨使用寿命，节约了维修成本。

3、检查并调整曲线地段轨道轨底坡设置

轨底坡偏大或偏小，都会使车轮踏面与钢轨的接触面积减小，从而增大接触应力，加剧钢轨磨耗。在养护实践中也可以通过曲线钢轨顶面和侧面的光带判断轨底坡设置是否合理。如下股光带靠近轨顶面线路外侧则表明轨底坡设置过大；反之，则说明轨底坡设置过小。

4、合理设置曲线上股超高

曲线超高的设置和实际行车速度不相符，列车在离心力的作用下，转向架在过曲线时发生移位，对钢轨造成偏磨。在工务养护实践中，可以根据曲线地段曲线上股和下股的磨耗情况判断曲线超高设置是否合理，如曲线上股侧面磨耗发展迅速而曲线下股轨顶面垂磨不明显，则说明曲线实设超高不足，可根据现场实测的列车通过速度适当提高外轨超高，减小列车经过时对曲线上股的导向力，延长曲线上股钢轨使用寿命。

5、加强对山区铁路小半径曲线轨道的检查与日常维护

由于小半径曲线是铁路线路的薄弱环节，产生病害的频率较高，是整体行车线路质量优劣的主要控制因素。所以对曲线进行周期性的检查是掌握线路技术状态的重要手段。只有通过不断检查，并依照线路设备各种变化的不同程度安排临时补修和经常性保养工作，才能在最大程度上保障铁路行车安全。

与此同时，铁路小半径曲线养护的重点是确保曲线的几何尺寸不超限。目前来看，对于曲线轨道维修质量的监控主要是通过静态检查手段来实现的，而动态检查主要通过轨道车、添乘等手段来实现。由于静态检查仅能够了解曲线轨道静止时的状态，而动态检查则能了解到曲线轨道在机车运行时的受力变形状态。故曲线轨道的日常养护要将静态质量和动态质量相结合。

三、整治钢轨病害是关键

1、加强对钢轨的养护工作。有条件时要对波磨和飞边进行打磨，对减缓机车、列车对小半径曲线冲击力有一定的作用；在小半径曲线上，采取外轨侧面涂油，用以减小轮轨侧面的摩擦系数以减缓曲线侧磨。

2、钢轨接头是轨道结构薄弱环节，预防钢轨接头病害出现非常重要，对已经压伤的接头，要坚持“焊早、焊小”的原则。

结束语

作为铁路三大薄弱环节之一的小半径曲线，历来是铁路工务部门重点防控的对象。因此，加强对小半径曲线的维修和养护，是确保运输安全和延长设备使用寿命的根本条件。

参考文献：

【1】黄明雄.山区铁路小半径曲线钢轨伤损分析[J].铁道标准设计.2002(7)

【2】魏贤坤.地铁小半径曲线养护与维修[J].山西建筑.2008(15)

【3】许玉德.城市轨道交通小半径曲线钢轨磨耗分析[J].城市轨道交通研究.2011(07)