重載鐵路線路的病害治理和養(yǎng)護
2016-02-29
一、重載鐵路運行的現(xiàn)狀
所謂的重載荷鐵路其突出的特點就是運量大和軸重大。這兩個特征就直接導致了軌道和本身的承載結(jié)構(gòu)所承擔的荷載也就大，由此對軌道和結(jié)構(gòu)部件造成的破壞也就嚴重于普通路線，造成的直接后果就是線路形變。使得重載線路的維護工作和維修的成本要遠遠大于普通鐵路。在實踐中可以發(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，主要是因為道床沉降；路基病害形等原因，道床的破壞與荷載有直接的關(guān)系，而路基沉降則會造成軌道變形。這些病害無論是何種形式都會給鐵路的運行帶來潛在的安全隱患。
二、重載鐵路的病害防止措施
1、對軌道結(jié)構(gòu)的維護
1）重載鐵路軌道受力的情況分析，和其他的工程相似，鐵路對列車而言就是一個承載的結(jié)構(gòu)，列車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。按照目前國際上普遍采用的軌道強度理論，影響軌道結(jié)構(gòu)受力的因素為：荷載、軌枕、道床、鋼軌。2）載荷對軌道的影響。軌道受力主要來自荷載。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。軌枕之間距離對軌枕上的壓力和道床上的應力影響是最大的，對軌道彈性下沉和鋼軌的彎曲影響相對小。根據(jù)研究和實踐的經(jīng)驗，每增加一個軌枕個數(shù)檔次上壓力和道床應力變化3-4個百分點，而軌道彈性下沉赫爾鋼軌應力變化則只要有1%左右。軌枕支撐對軌道彈性下沉和道床載荷應力影響明顯，在相同的載荷下，Ⅲ型軌枕要強于Ⅱ型軌枕承載能力。4）道床的剛度對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力與道床的性能變化趨勢相似，而幅度大。而線路維修工作量與道床應力成正比，所以道床性能也是影響維護的重要條件。
2、重載荷軌道病害維護的措施
1）軌道形狀和尺寸的修正，這是軌道養(yǎng)護和維修的重點。按照不完全統(tǒng)計，工務部門的工作量絕大部分都是消耗在軌道的幾何尺寸的修正上。軌道的變形與列車荷載支架之間的影響，列車反復振動產(chǎn)生的荷載導致線路發(fā)生形變，而線路變形后軌道面出現(xiàn)不平，增加了列車對線路的沖擊，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，列車運行的密度也相對較大。這就會使得這種列車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，所以在維護中應對軌道的幾何尺寸進行修正，減小沖擊。
2）對結(jié)構(gòu)連接件進行維護。軌道的結(jié)構(gòu)連接件應當保證經(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所有的連接件進行檢查和固定，所有零件都應當達到規(guī)定的扭力矩，從整體上鎖定線路，保持穩(wěn)定。同時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，每年應對連接處進行涂油處理，主要是防止零件的銹蝕，也因為重載鐵路粉塵較大螺栓的腐蝕速度較快，所有利用長效的防銹油脂進減緩銹蝕。
3）道床的維護。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。道床應保持飽滿、均勻、清潔、密實、彈性良好，這就是對道床進行維護的主要目標。所有在鐵路維修中最大的工作量就是與道床維護相關(guān)，對于道床一定要進行及時修補，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，而影響運行。維護應當對此位置進行及時的填料補充，保證穩(wěn)定；根據(jù)道床的板結(jié)情況及時安排相應的清理和篩選，恢復其道床的彈性。
4）軌枕和彈性襯墊層的維護。此類結(jié)構(gòu)是日常維護的重要內(nèi)容，軌枕的部分是主要承擔荷載的結(jié)構(gòu)，其受力狀況將直接影響軌道的受力情況，所以應對實效的軌枕及時更換。軌道下的彈性墊層是保證軌道具有一定彈性的重要部分，其對混凝土軌枕受到的載荷可以達到緩沖和減震的作用。實踐證明，鋪設(shè)新的10mm厚橡膠墊板的道床，其振動加速度比使用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)護工作量。
5）鋼軌的維護。鋼軌是直接承擔列車荷載和沖擊的結(jié)構(gòu)。鋼軌將車輪傳來的沖擊力傳遞給軌枕和下面的整個支撐結(jié)構(gòu)，其是唯一與列車相接處的唯一構(gòu)件，鋼軌的狀態(tài)將直接影響運行的安全。所以應采用自動和手工相結(jié)合的方式對鋼軌進行定期的巡查，充分發(fā)揮日常檢查的作用，進行鋼軌狀態(tài)的動態(tài)化管理和維護。及時發(fā)現(xiàn)和解決在運行中鋼軌出現(xiàn)的問題。養(yǎng)護上應及時對出現(xiàn)缺損的鋼軌進行修復，保證其表面的順平。
3、提高接頭維護效果
重載鐵路線路的接頭維護是工務部門養(yǎng)護的重點和難點。對于接頭的養(yǎng)護必須做到對每個接頭都了如指掌，采用綜合措施進行整治，才能取得較好的效果。根據(jù)實際的經(jīng)驗，對于接頭養(yǎng)護除了進行常規(guī)的維護工作外，還應當采取更加針對性的養(yǎng)護方式。如：接頭更換了新型的混凝土軌枕來控制病害。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運行過后，就需要對其進行檢查和維修。利用新型的混凝土軌枕對原有的軌枕進行更換，提高了接頭位置的承載能力，減少了原有常見病害的發(fā)生幾率。
利用接頭減震魚尾板提高接頭的承載強度。軌道接縫空間是造成列車對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。通過使用減震魚尾板，使得列車輪緣在接頭位置基本不出現(xiàn)振動，大大的減少了列車對鋼軌、枕木、道床的沖擊力，同時提高了接頭的承載能力。
4、對路基的養(yǎng)護
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行的安全性。路基的變化所產(chǎn)生的影響將之間導致軌道結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，一旦出現(xiàn)路基的塌陷將導致通行的中斷。重載鐵路的路基病害大部分來自下沉，所以在日常維護中對路基及其輔助設(shè)置的養(yǎng)護也應建立在防止沉降的工作上。在維護中按照立體養(yǎng)護的目標，對影響路基穩(wěn)定的各種因素應全面的檢查和維護，以此提高路基的穩(wěn)定性，保證鐵路的安全運行。
三、結(jié)束語
我國的重載鐵路線路長負擔大，其運行的穩(wěn)定性將直接影響區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和能源的調(diào)度。為此對其日常的維護就成為了保證其壽命和安全性的重要工作，因為鐵路系統(tǒng)本身是一個復雜的系統(tǒng)，每個輔助系統(tǒng)都有各自的作用，并相互支持保證鐵路的運行。所以在維護中應針對常見的病害，采取全面而立體化的養(yǎng)護模式，這樣才能保證養(yǎng)護的有效性。
