铁路线路曲线地段病害成因分析及整治措施
焦永春
[摘 要]铁路小半径曲线钢轨病害是铁路运输中的常见轨道故障，小半径曲线钢轨病害的出现，不仅会影响铁路运输的服务质量，同时，也容易给铁路运输的安全带来隐患。基于此，文章主要对铁路小半径曲线钢轨病害成因进行了简单的分析与研究，并提出了相应的整治措施，希望能够提高铁路运输的服务水平。
[关键词]铁路线路；小半径曲线；钢轨病害；成因；措施
中图分类号：G715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0304-01
引言
近年来，随着我国社会经济的不断发展，人们生活水平的提高，社会对铁路运输质量的要求也越来越高。小半径曲线钢轨病害作为铁路运输服务的影响因素之一，对其钢轨病害成因进行分析，对铁路病害的治理与防预有着重要意义。因此，铁路技术人员需加大对铁路运输病害的研究力度，提高铁路运输服务水平，为铁路运输的健康发展奠定坚实的基础。
1 研究铁路小半径曲线钢轨病害的意义
小半径曲线的日常维修所遇到的病害主要有曲线“鹅头”、轨距不均匀、曲线坑洼等。这些病害在铁路提速、重载运输发展中尤为突出，不但加大了线路的维修工作量，增加了维修成本，而且影响了铁路运输安全生产，一旦发生行车事故，将会给国家和人民生命财产带来不可弥补的损失。因此，加大铁路小半径曲线钢轨病害的研究力度，对提高铁路线路养护，保证线路维修质量有着重要意义。
2 铁路小半径曲线病害的成因分析
铁路小半径曲线的病害产生与钢轨受力有着直接的关系，当列车在曲线地段运行时，会在钢轨上产生竖直、水平纵向和水平横向三个方向的力。在力的作用下，容易引发小半径曲线钢轨病害，从而给铁路安全运输带来安全隐患。
2.1 小半径曲线“鹅头”病害成因
曲线“鹅头”就是直缓点（或缓直点）曲线向切线外突出，远看像“鹅头颈”形状，现场称为曲线“鹅头”。在缓圆点（或圆缓点）处，曲线方向超限向上股突出，也会形成“鹅头”，曲线“鹅头”是曲线经常出现的严重病害之一。曲线“鹅头”的成因主要有：一是直缓点、缓直点道碴不足，存在空吊板，夯实不彻底，列车发生摇晃，破坏正确的直缓和缓直点位置；二是拨道时凭经验、靠眼力，指挥拨道人的视线距离经常把直缓点或缓直点往上拔，再往直线上顺；三是曲线两端直线拨道时不考虑直缓或缓直点，向上拔离开切线，再往缓和曲线上顺；四是曲线拨道变动了直缓或缓直点位置。
2.2 小半径曲线轨距不均匀的成因
我国铁路轨距允许偏差值的标准为不低于1433mm，若铁路轨距变化率大于0.1%，则铁道轨距过大，使得列车车轮轮缘与钢轨间的间距过大，列车摇晃厉害，严重时还会影响行车安全。此外，曲线超高设置不科学也会引发钢轨病害，如，旅客列车通过时，超高偏小，车轮在离心力作用下撞击摩擦上股钢轨，上股钢轨侧磨逐渐形成；当货物列车通过时超高偏大，车轮在向心力作用下撞击摩擦下股钢轨，从而逐渐形成下股钢轨波磨。
2.3 小半径曲线坑洼病害的成因
线路钢轨轨面高低变化率不良时，会产生线路坑洼。当钢轨面高低变化率大于0.1%时，将产生三角坑，导致晃车，严重时将危及行车安全。总之，出现线路坑洼的原因很多：捣固不良，软硬不均；道床不洁、脏污，排水不良，发生道床翻浆冒泥；轨缝过大，加大轮轨冲击；钢轨拱腰，低接头，轨面擦伤，增大轮轨冲击力；路基沉陷、冻害等都是造成线路坑洼的因素。
2.4 钢轨接头“支嘴”现象
在横向水平力作用下，小半径曲线接头处的“圆弧状”钢轨会产生一种向外的弹力，接头夹板在轨道外力长期作用下容易产生变形，应力变形又可以叫做钢轨接头“支嘴”现象。此外，由于钢轨在装卸过程中或设备欠修等因素所造成的轨头两端变形，将致使钢轨接头“支嘴”现象不断恶化。与之同时，钢轨接头处道床几何尺寸不良、零件松动、失效枕木及空吊板等病害的发生以及设备超期服役等也是造成钢轨接头“支嘴”持续恶化的主要因素。
3 小半径曲线钢轨病害的治理措施
3.1 曲线方向的整正
确定曲线的方向，能够有效降低小半径曲线受力不均衡的现象，减少曲线钢轨病害的发生。因此，在小半径曲线钢轨病害治理过程中，需要注意以下几点问题：
第一，确定曲线的主要桩位。由于曲线五大桩受外力作用其位置会发生位移，只有确定了曲线的主要桩位，才能计算出精确的拨道量，减少桩位的位移量。例如：为了进一步提高拨道的精确度，铁路小半径曲线可以采用l0m弦长，以加密正矢点。
第二，巩固拨道成果。在拨道整治过程中，采用“中央法”进行拨道是控制曲线首尾连接不良的有效方法。但是，若仅仅依赖拨道很难保持曲线方向，还应该加强拨道成果的巩固力度，将“起、拨、捣、改”等方法与正矢递增（减）、加强钢轨硬弯矫直、更换失效零件等方法进行综合使用。
3.2 加强对钢轨的养护工作
首先，整治波磨钢轨，一般为使用钢轨打磨列车，有效地消灭波磨轨，如果有條件可利用打磨列车对钢轨进行预防性打磨，可有效阻止钢轨表面伤损的发展。
其次，在日常养护中还应加强捣固、消灭接头病害，清筛道床并应铺设坡形胶垫以改善轮轨接触条件，减少或延缓波磨的发生。经常保持曲线状态良好，保持方向圆顺、正矢好、轨面平、轨距水平不超限，石碴清洁、饱满、夯实，以减缓列车的摇晃，降低车轮的冲击力。
最后，钢轨侧面涂油，该方法是减少曲线外股钢轨侧面磨耗的、有效的、经济适用的好方法，一般能使曲线钢轨的使用寿命延长2-3倍。
3.3 定期测速，合理设置曲线超高
曲线外股超高是为了平衡离心力和向心力作用，超高太小会使列车高速通过曲线时容易脱轨或者倾覆；超高过大时，列车低速行驶在其作用下也易发生倾覆。因此，应使用测速仪精确测定出通过该曲线列车的最高、最低速度及平均速率，根据公式计算，调整曲线的超高。此外，技术人员还要认真执行各项检测制度，定期对小半径曲线进行分析和整正，建立健全的曲线养护资料，为铁路小半径曲线钢轨病害的防治提供依据。
结束语
综上所述，在铁路运输过程中，铁路线路容易受到三个方向的作用力，在这些力的作用下，曲线钢轨的几何尺寸及轨枕等等，都会出现应力变形，最终导致线路病害的发生。对此，为了避免铁路病害的发生，技术人员需不断调整曲线的方向，加强对钢轨的养护力度，定期进行测速，合理设置曲线超高，从而保证钢轨受力的均衡性，避免小半径曲线钢轨病害的出现。
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