关于曲线轨距不良的分析及整改对策

摘 要 针对曲线存在的线路病害，通过实际资料分析，笔者认为造成这些病害的主要原因是曲线超高不良。本文对该曲线超高进行了分析和计算，并提出整改方案，即将外轨超高值适当降低。

关键词 欠超高 过超高 钢轨磨耗

一、曲线轨距变化过快等问题的提出

2012年10月，独山子石化公司营销调运处工务线路班到12 km～13 km整治线路病害，在13km 4#铁-5#铁线路轨距达到1449 mm，于是进行改道作业，但就在卸掉扣件时，轨距自动变化至1440 mm左右。发现曲线下股钢轨扣件螺栓达到规定扭矩，内侧扣板与轨底边普遍存在缝隙，外侧扣板前端与轨底边缘则支撑密实无缝隙。

该曲线半径为350 m，曲线长1083.74 m，设计超高55 mm，实设超高60 mm。根据近期工作日志统计，最近该段曲线共计更换缓冲胶垫约897个，其中约78%为内股外侧胶垫，共更换轨下胶垫562个，其中约67%为内股轨下胶垫。目前线路上仍然存在大部分铁座胶垫损坏，挡肩破损，下股轨下胶垫向道心方向串动。下股钢轨出现肥边的现象。

二、曲线超高病害初步分析

1.病害现象定性分析。综合以上情况，进行比较全面的分析后一致认为该现象是曲线超高不良所引起的。由于曲线实设超高相对于现行车速过大，列车通过曲线时，车轮撞击下股钢轨，从而形成下股钢轨向外倾斜，造成轨距不同程度的扩大。在改道作业中，松动扣件、钢轨自身压应力释放，使其恢复到原轨距位置，从而出现轨距自行恢复情况。

据北站工区统计，目前12 km～14 km约有740余个铁座胶垫破损需更换，其中绝大部分为内股外侧胶垫，同时有70余处轨距不良。病害主要发生在12 km、14 km曲线地段。

现场调查发现，下股钢轨上被车轮磨出的光带偏离轨顶中心向内，表明内股钢轨中心线偏离垂直线而外倾，即轨底坡不足。

轨下胶垫向内侧串动后改变了轨底坡，从而改变钢轨中心线位置，使钢轨向外倾转，从而改变了轨距。如图1、图2所示：

2.初步检算。针对这一情况，以下针对12 km～13 km曲线地段超高进行了定量分析和计算，通过多方面的分析选取合适的曲线超高值。

为进一步确定超高不良的推论，我们先按照列车运行最高速度对该曲线理论超高值进行检算。专用线通过列车运行监控器限速50 km/h。按新线设计与施工标准，取最高速度的80%进行检算。

取55 mm，而该曲线实设超高为60 mm，大于该曲线理论超高5 mm。最终可确定该曲线确实存在超高过大的问题，需进行调整。

三、曲线超高的设置原理和方法

1.外轨超高设置的原理。机车车辆在曲线上行驶时，由于受惯性离心力作用，将机车推向外股钢轨，加大外股钢轨的压力，使两股钢轨受力不均产生非正常磨耗，且危及行车安全。为保证机车车辆安全、平稳通过曲线，必须在曲线外轨设置超高，以抵消惯性离心力。

2.曲线超高设置方法。当列车以Vmax（或Vmin）通过时，可以用欠超高和过超高的形式表示。

欠超高和过超高统称为未被平衡的超高。我国最新的2006版《铁路线路修理规则》规定：未被平衡欠超高不应大于75 mm，困难情况下不应大于90 mm，未被平衡过超高不应大于30 mm，困难情况下不应大于50mm。

四、曲线超高调整计算

1.测定列车速度及重量。根据调用的列车运行监控器资料，查出需调整超高的曲线上机车通过时的速度和列车总重，计算出列车的平均速度 。共查录采用的列车速度及重量共7组，列表1，表2：

本次参照的三个月内列车添乘仪平均速度为37.10 km/h，与该加权平均速度相差不大，因此，该速度可以用于超高计算。

2.超高值计算。

根据超高计算公式得：

其中，R为该曲线半径。

为便于管理，超高按5 mm的倍数设置，此曲线可设置超高为45 mm或50 mm。

3.未被平衡超高检算。

4.选择对线路设备保养有利的超高。

（1）从轮轨接触方面分析。机车车辆通过曲线时，由于惯性力的作用，车轮趋近上股运动。当曲线实际超高 时，车轮紧贴上股钢轨运行，车轮挤压和撞击上股钢轨内侧，从而损害和改变轨道方向。当曲线实际超高 时，车轮紧贴下股钢轨运行，车轮无撞击下股的现象，车辆不易改变曲线的方向，有利于良好稳定的轨距，同时也会减轻对轨枕挡肩及缓冲胶垫的伤损。

根据专用线的用途和运量，设置曲线超高时应着重考虑延长设备的使用寿命和维修养护周期。因此适当选择较大超高值可使钢轨磨耗均匀，有利于保持曲线地段轨道几何形位良好，减少设备的综合维修。

（2）车轮糯滑对磨耗的影响。根据圆的性质可知，曲线轨道上股比下股长。当机车车辆通过曲线时，不可能总是出现纯滚动，车轮真实的前进速度并不等于其滚动形成的前进速度，车轮相对于钢轨会产生很微小的弹性滑动，即糯滑。在小半径曲线地段，车轮滑动更为明显。上股钢轨的磨耗主要是由轮轨间的滑动摩擦所做的功，因此减小机车车辆对上股钢轨的压力可以减少滑动摩擦力，从而减小上股钢轨的磨耗。

所以实际设置超高值适当偏大时可以减少上股钢轨的磨耗，克服上下股钢轨偏磨。

综合考虑以上各种原因，应适当采用较大的外轨超高值，因此曲线超高取值为50 mm。

5.通过该曲线最高和最低车速的规定。

通过该曲线的最高行车速度

可知，该曲线在超高值50 mm时，通过该曲线最高允许速度为60.89 km/h，大于专用线限定速度，因此符合要求。

6.对现有超高的分析和计算。根据测定车速，对12 km～13 km曲线现有超高进行检算如下，专用线现实设超高为60 mm，因此其欠超高及过超高分别为：

五、结束语

《铁路曲线养护》（铁道出版社出版）建议，应定期（每年至少一次）测速核对超高，专用线在8 km及15 km地段均为350 m小半径曲线，实设超高均为60 mm。为更好地设置适于线路的超高，应将12 km～13 km曲线调整超高后的运行状况与同半径曲线进行观察与比较，在实践中检验是否合适，从而得出有利超高，然后再逐步做出调整。

近年来，随着大发展的建设，石化专用线的运量不断增加，曲线地段病害逐渐体现出来，为了保障大发展投产以后的运输需求，完全有必要要对线路曲线超高进行适当调整。