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摘要:在我国铁路运输也不断发展的今天,其运输方式也逐渐以高速客运以及重载运输为主。这样的运输模式虽然在很大程度上满足了人们的出行以及货物的运输,但同时对铁路路线的的压力也不断地提升。因此,合理的对铁路线路进行养护,是保证运输线路畅通、安全的保障。本文就此对重载铁路线路养护措施进行阐述。
关键词:重载铁路;病害分析;防治措施;养护
中图分类号:F530文献标识码: A
引言
铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物等组成的,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。重载铁路线路具体是指被用于运载大宗货物(一般可达1~2t)的列车或者是行车密度(最大可达1万t/km)特别大的铁路。重载铁路发展为铁路运输业的发展节省了成本,扩充了运输能力,能够促进经济又好又快发展。但是这种重运载量、重密度的运行会加剧对铁路线路的破坏,导致铁道道床的磨损、变形等问题的出现,对于这些问题需要及时地进行处理,这就要求铁路线路的养护工作要加强加大。
一、重载铁路线路的运行状况
铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物组成。它是一个整体工程结构,共同发挥各自的功用,其任何组成部分的改变或损坏,都将影响整体功能。重载铁路最主要的特点是运量多和轴重大,而且轴重对轨道破坏大于运量。由于重载铁路轨道承受较大荷载,因此造成轨道结构及其部件的破损加快,线路变形增加,从而使线路的维修养护工作量加大,维修成本增加。
通常情况下,重载铁路轨道结构破坏的主要形式有轨道部件破损(尤其是夹板裂纹,接头螺栓折断,弹条折断),钢轨表面的不平顺(波形磨耗等)及线路的严重下沉三种。重载铁路轨道在周期性荷载的作用下,使得轨道零部件出现疲劳状态而呈现磨损、变形等问题,主要出现在铁轨接头位置。线路的严重下沉主要由两方面原因造成,一是轨道长期在重荷载影响下,道路基床逐渐沉陷变形,二是路基病害造成基床塌陷。根据日本铁路的研究资料,道床破坏与通过总重成线性关系,而路基破坏则与通过总重的2~4次方成正比。这就说明,重载列车对路基的破坏更加严重。由于路基的变形最终反映在轨道的变形上,因而造成线路维修工作量的加大。
二、重载铁路线路的常见病害产生的原因
1、轨道结构病害产生的原因
高强度、高稳定性的轨道结构是重载铁路具有足够承载能力,实现线路正常运行的有效保障。而铁道质量病害大多与轨道结构性能低下有着不可推卸的关系。因此,轨道结构问题成为影响重载铁路线路正常运行的第一要素。从我们国家采用的轨道强度分析,影响其结构强度的因素主要包括以下几个方面:
1.1荷载因素
轨道受力主要来自于路面列车及其货物,以及自身的重量。由于重载铁路多是运载大宗散货的总重大、轴重大的列车,其荷载量与普通铁路相比要相对重很多,所以周期性的强大荷载作用非常容易造成轨道结构变形。可见,铁路荷载与轨道结构变形之间呈现正比例的关系。
1.2轨枕因素
轨枕对轨道结构的影响主要表现在轨枕之间距离和轨枕支撑面变形方面。根据实践经验而言,每增加一个轨枕,轨道压力和路床应变力就会变化3%-4%左右,而钢轨应力变化只有1%左右。可见,轨枕之间的距离对轨道弹性下沉和钢轨变形没有较为明显的影响,反而对轨道上压力和道床上的应力影响较大,这样非常容易导致轨道在应力的影响下产生变形。
1.3道床因素
道床是为提供轨道纵向、横向阻力和弹性的重要组成系统,承载着轨道上的主要荷载。因而,路基基床的性能是否良好直接影响着轨道的承重能力如何,而基床弹性和柔软性是考察其性能的重要指标。当基床的弹性和柔软性遭到的破坏的情况下,轨道的承重能力将会直线下降,这也是影响轨道维修工作量的重要因素。
2、钢轨及联结零件病害产生的原因
钢材的质量决定着钢轨及连接零件的质量。接头养护不良,加重车轮冲击。在机车行至钢轨接头处,车轮会从一根钢轨走到另一根钢轨上,会出现悬空跳过的现象,车轮对接头的冲击比较严重,导致钢轨、夹板和连接零件的磨损。
3、路基病害产生的原因
翻浆冒泥。路基强度因含水过多而急剧下降,在行车作用下发生裂缝、鼓包、冒泥等现象,称之为翻浆;路基下沉。路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致,表现形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋;挤出变形路基的土质如果有软土存在,则土质很难达到密实度,这样在长期的荷载下,软土则会处于流动状态,当达到一定承受点时则会产生一定的张力发生变形或是破坏;边坡冲刷靠近河流、河滩、水库及低洼地带的路基,因常年或是季节性受到水流的冲刷、渗流等作用,很容易造成路基冲空,边坡滑坍等病害发生;陷穴在路基施工时勘探不准确或是后期人为原因导致的路基下方或是附近出现洞穴,如果平时巡查时发现不了,则在荷载力的反复作用下,路基会坍塌或是沉落,这时轨道会悬空或是断裂,列车难以正常行进,如果坍塌时列车正好在此位置,则会导致列车颠覆事故的发生;滑坡指影响路基稳定的土体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡; 水浸路基当雨季来临时,如果遇到洪水灾害发生时,路基会长时间的处于水里浸泡,这时如果路基的强度和土质的密实度不够,则会导致地基的沉降或是坍塌,因此在平时需要对路基采取一定的防护措施,以免在自然灾害发生时造成病害的发生。
三、重载铁路线路的养护措施
1、修正轨道形状和尺寸
轨道的几何尺寸的整正是轨道养护维修的主要内容。根据不完全统计,工务部门60—70%的工作量都是进行轨道几何尺寸的整正。轨道的变形状态与列车荷载的相互影响的,列车的重复振动荷载使线路产生变形,而线路变形后产生的轨面不平顺又会使列车对线路的冲击破坏加剧。特别是对于重载铁路,轨道承受的荷载较大,列车运行的密度也较大,这就会使这种相互作用的影响更大,也会使得轨道几何尺寸的变化频率加快。所以要进行轨道几何尺寸的整正,尽可能地减少重载列车对线路的冲击破坏。
2、维修与养护轨道结构的连续件
顾名思义,结构连续件就是将铁路轨道结构串联在一起的配件,应当使其保证结构齐全,且技术状态良好。按照国家规定,每年春秋两季都需要对轨道结构连续件进行规定检查和维修,保证所有结构连续件都应达到规定的扭力矩,保障结构的稳定性。在每次检修过程中,工作人员需要对其进行涂油处理,防止生锈与减少摩擦,减缓轨道的损坏进程。
3、维修轨枕,使其具有柔软性和弹性
在轨道结构中,轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力传递给道床,必须具备一定的柔韧性和弹性。列车经过时,它要能够适当的变形以缓冲压力,列车过后还需尽可能恢复原状。可见,轨枕是重载铁路承担荷载的主要结构。为了改善轨枕的柔软性和弹性,在轨枕下方需要添加弹性垫层,以降低荷载对轨枕的冲击及振动作用,减少路基沉降问题发生的频率。一旦发现弹性垫层出现破坏的情况,检修人员一定要及时更新与维护,使轨道保持平顺状态。
4、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現象,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。
5、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。
6、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。同时要及时对钢轨上的一些小损伤进行整治,如掉块、擦伤等。除此之外,还可以采用重型钢轨,铺设无缝线路,提高钢轨寿命。
结束语
在幅员辽阔的我国,重载铁路线路的运行安全直接影响着各地区经济发展和资源的调度情况。为了保障其具有安全与可靠的运行性能,相关单位及其人员需要严格按照铁路维修的规章制度,掌握铁路运行系统及其每一个辅助配件,认真做好检修与养护工作,并采取针对性的处理措施去治理重载铁路线路中常见病害,使其具有安全运行的能力。
参考文献
[1]张文生.重载线路的最新养护与维修技术[J].内蒙古科技与经济.2011(07)
[2]吴旭东.重载铁路线路的病害分析及整治[J].包钢科技.2010(06)
[3]尹成斐.浅析重载铁路的养护维修方法[J].铁道建筑技术.2012(S1)
关键词:重载铁路;病害分析;防治措施;养护
中图分类号:F530文献标识码: A
引言
铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物等组成的,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。重载铁路线路具体是指被用于运载大宗货物(一般可达1~2t)的列车或者是行车密度(最大可达1万t/km)特别大的铁路。重载铁路发展为铁路运输业的发展节省了成本,扩充了运输能力,能够促进经济又好又快发展。但是这种重运载量、重密度的运行会加剧对铁路线路的破坏,导致铁道道床的磨损、变形等问题的出现,对于这些问题需要及时地进行处理,这就要求铁路线路的养护工作要加强加大。
一、重载铁路线路的运行状况
铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物组成。它是一个整体工程结构,共同发挥各自的功用,其任何组成部分的改变或损坏,都将影响整体功能。重载铁路最主要的特点是运量多和轴重大,而且轴重对轨道破坏大于运量。由于重载铁路轨道承受较大荷载,因此造成轨道结构及其部件的破损加快,线路变形增加,从而使线路的维修养护工作量加大,维修成本增加。
通常情况下,重载铁路轨道结构破坏的主要形式有轨道部件破损(尤其是夹板裂纹,接头螺栓折断,弹条折断),钢轨表面的不平顺(波形磨耗等)及线路的严重下沉三种。重载铁路轨道在周期性荷载的作用下,使得轨道零部件出现疲劳状态而呈现磨损、变形等问题,主要出现在铁轨接头位置。线路的严重下沉主要由两方面原因造成,一是轨道长期在重荷载影响下,道路基床逐渐沉陷变形,二是路基病害造成基床塌陷。根据日本铁路的研究资料,道床破坏与通过总重成线性关系,而路基破坏则与通过总重的2~4次方成正比。这就说明,重载列车对路基的破坏更加严重。由于路基的变形最终反映在轨道的变形上,因而造成线路维修工作量的加大。
二、重载铁路线路的常见病害产生的原因
1、轨道结构病害产生的原因
高强度、高稳定性的轨道结构是重载铁路具有足够承载能力,实现线路正常运行的有效保障。而铁道质量病害大多与轨道结构性能低下有着不可推卸的关系。因此,轨道结构问题成为影响重载铁路线路正常运行的第一要素。从我们国家采用的轨道强度分析,影响其结构强度的因素主要包括以下几个方面:
1.1荷载因素
轨道受力主要来自于路面列车及其货物,以及自身的重量。由于重载铁路多是运载大宗散货的总重大、轴重大的列车,其荷载量与普通铁路相比要相对重很多,所以周期性的强大荷载作用非常容易造成轨道结构变形。可见,铁路荷载与轨道结构变形之间呈现正比例的关系。
1.2轨枕因素
轨枕对轨道结构的影响主要表现在轨枕之间距离和轨枕支撑面变形方面。根据实践经验而言,每增加一个轨枕,轨道压力和路床应变力就会变化3%-4%左右,而钢轨应力变化只有1%左右。可见,轨枕之间的距离对轨道弹性下沉和钢轨变形没有较为明显的影响,反而对轨道上压力和道床上的应力影响较大,这样非常容易导致轨道在应力的影响下产生变形。
1.3道床因素
道床是为提供轨道纵向、横向阻力和弹性的重要组成系统,承载着轨道上的主要荷载。因而,路基基床的性能是否良好直接影响着轨道的承重能力如何,而基床弹性和柔软性是考察其性能的重要指标。当基床的弹性和柔软性遭到的破坏的情况下,轨道的承重能力将会直线下降,这也是影响轨道维修工作量的重要因素。
2、钢轨及联结零件病害产生的原因
钢材的质量决定着钢轨及连接零件的质量。接头养护不良,加重车轮冲击。在机车行至钢轨接头处,车轮会从一根钢轨走到另一根钢轨上,会出现悬空跳过的现象,车轮对接头的冲击比较严重,导致钢轨、夹板和连接零件的磨损。
3、路基病害产生的原因
翻浆冒泥。路基强度因含水过多而急剧下降,在行车作用下发生裂缝、鼓包、冒泥等现象,称之为翻浆;路基下沉。路基下沉主要是路基填筑密度不够和强度不足所致,表现形式有路基下沉、道砟囊或道砟袋;挤出变形路基的土质如果有软土存在,则土质很难达到密实度,这样在长期的荷载下,软土则会处于流动状态,当达到一定承受点时则会产生一定的张力发生变形或是破坏;边坡冲刷靠近河流、河滩、水库及低洼地带的路基,因常年或是季节性受到水流的冲刷、渗流等作用,很容易造成路基冲空,边坡滑坍等病害发生;陷穴在路基施工时勘探不准确或是后期人为原因导致的路基下方或是附近出现洞穴,如果平时巡查时发现不了,则在荷载力的反复作用下,路基会坍塌或是沉落,这时轨道会悬空或是断裂,列车难以正常行进,如果坍塌时列车正好在此位置,则会导致列车颠覆事故的发生;滑坡指影响路基稳定的土体滑动。分为边坡的深层滑动、路基滑移及山体滑坡; 水浸路基当雨季来临时,如果遇到洪水灾害发生时,路基会长时间的处于水里浸泡,这时如果路基的强度和土质的密实度不够,则会导致地基的沉降或是坍塌,因此在平时需要对路基采取一定的防护措施,以免在自然灾害发生时造成病害的发生。
三、重载铁路线路的养护措施
1、修正轨道形状和尺寸
轨道的几何尺寸的整正是轨道养护维修的主要内容。根据不完全统计,工务部门60—70%的工作量都是进行轨道几何尺寸的整正。轨道的变形状态与列车荷载的相互影响的,列车的重复振动荷载使线路产生变形,而线路变形后产生的轨面不平顺又会使列车对线路的冲击破坏加剧。特别是对于重载铁路,轨道承受的荷载较大,列车运行的密度也较大,这就会使这种相互作用的影响更大,也会使得轨道几何尺寸的变化频率加快。所以要进行轨道几何尺寸的整正,尽可能地减少重载列车对线路的冲击破坏。
2、维修与养护轨道结构的连续件
顾名思义,结构连续件就是将铁路轨道结构串联在一起的配件,应当使其保证结构齐全,且技术状态良好。按照国家规定,每年春秋两季都需要对轨道结构连续件进行规定检查和维修,保证所有结构连续件都应达到规定的扭力矩,保障结构的稳定性。在每次检修过程中,工作人员需要对其进行涂油处理,防止生锈与减少摩擦,减缓轨道的损坏进程。
3、维修轨枕,使其具有柔软性和弹性
在轨道结构中,轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力传递给道床,必须具备一定的柔韧性和弹性。列车经过时,它要能够适当的变形以缓冲压力,列车过后还需尽可能恢复原状。可见,轨枕是重载铁路承担荷载的主要结构。为了改善轨枕的柔软性和弹性,在轨枕下方需要添加弹性垫层,以降低荷载对轨枕的冲击及振动作用,减少路基沉降问题发生的频率。一旦发现弹性垫层出现破坏的情况,检修人员一定要及时更新与维护,使轨道保持平顺状态。
4、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現象,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。
5、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。
6、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。同时要及时对钢轨上的一些小损伤进行整治,如掉块、擦伤等。除此之外,还可以采用重型钢轨,铺设无缝线路,提高钢轨寿命。
结束语
在幅员辽阔的我国,重载铁路线路的运行安全直接影响着各地区经济发展和资源的调度情况。为了保障其具有安全与可靠的运行性能,相关单位及其人员需要严格按照铁路维修的规章制度,掌握铁路运行系统及其每一个辅助配件,认真做好检修与养护工作,并采取针对性的处理措施去治理重载铁路线路中常见病害,使其具有安全运行的能力。
参考文献
[1]张文生.重载线路的最新养护与维修技术[J].内蒙古科技与经济.2011(07)
[2]吴旭东.重载铁路线路的病害分析及整治[J].包钢科技.2010(06)
[3]尹成斐.浅析重载铁路的养护维修方法[J].铁道建筑技术.2012(S1)