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1、铁路线路病害整治及养护维修 引 言 铁路运输线是我国国民经济的大动脉,在我国交通运输体系中居于主导的骨干地位;随着近年来我国经济的高速发展,我国的铁路逐渐向客运高速化货运重载化发展;这就对我们的铁路线路的状态有了更高的要求;为保持铁路经常处于符合铁路技术标准规定的良好状态,我们就必须对铁路路基、轨道等进行养护维修作业;铁路线路养护的基本任务就是通过对线路的系统检查,及时发现线路上的一切不符合技术标准的现象和病害,并查清其原因,以便合理地计划和组织线路的养护作业,消除病害和缩小病害影响,是线路经常处于完好状态,保证列车按照规定的速度,平稳、安全和不间断地运行;我们身为一名普通铁路线路工要想合格的
2、完成自己的使命就必须熟练的掌握线路病害的种类及其整治的方法;1 铁路线路病害分析 铁路线路由于机车车辆的动力作用和自然条件对线路的影响,常年在大自然中,轨道几何尺寸不断发生变化;路基、道床随时发生变形,线路设备不断机械磨损,计划维修、紧急补修和重点整治比例安排的不合理,维修方法不当,以及周期性的大、中修工作未能够及时进行,因而对铁路线路造成诸多病害;列车开行后,造成轨道结构及其部位的破坏速度较其它线路变形加剧;从维修中可以看到,铁路轨道结构破坏主要以线路爬行、钢轨及接头联接零件病害和曲线病害居多;为了能够预防这些病害的发生和发展,要找出其病害形成的原因,进行合理整治,以加强设备的使用寿命,保持
3、线路设备完整和质量均衡;以规定速度安全、平稳和不间断地运行;2 轨道不平顺 在轨道结构中,碎石道床是不稳定的组成部分;在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形;这些变形不仅影响列车的平稳运行而当这种变形累计到一定限度时威胁行车安全;为了保持线路状态良好必须经常进行轨道结构的养护维修;轨道不平顺的种类 1 高低不平顺：由于路基下沉,道床捣固不实等原因致使钢轨沿纵向产生不均匀下沉引起前后高低不平顺;在列车动力作用下轨低与垫板、垫板与轨枕与道床顶面间会出现吊板或暗坑,对行车安全极为不利;2 水平不平顺：主要是由于左右股钢轨下沉量不等造成 3 三 角 坑：在一段规定的距
4、离内,先是左股钢轨高于右股后是右股高于左股,高差超过容许偏差值而这两个最大水平误差点之间的距离不足 18m;它的存在有可能使列车在一个固定轴前后的 4 个车轮中的 1 个瞬间减载或悬空严重时有可能爬上钢轨危机行车安全;4 方向不平顺：指直线不直曲线不圆;通常是由于钢轨硬弯扣件松动,缓和曲线顺坡不良等原因造成;线路方向不良必须引起列车车轮左右摇摆加剧车轮撞击从而引起其他线路病害高速行驶的列车尤为明显严重时危及行车安全;5 复合不平顺：指在钢轨的同一位置垂向和横向的不平顺共同叠加;轨道不平顺的整治办法 1 使用大型养路机械作业：工务段向施工单位提供详实的资料如：线路综合图、配线图、曲线要素等机械根
5、据上述材料做好起道、拨道捣固和夯实工作并每次作业后进行道床动力稳定并且补充道砟更换伤损胶垫和撤除作业地段调高垫板、道口铺面、有砟桥上虎归工作 2 改道作业：在轨距及其变化率不良时进行改道作业,混凝土枕线路的改道是通过调整扣件或轨距挡板来实现的;3 垫板作业：在线路道岔局部高低水平三角坑偏差较小不大于 6mm 时起道捣固很难达到作业要求时采用轨下垫板;每处调高垫板不得超过 3 块总厚不得超过25mm.4 扣件作业：扣件松弛将使钢轨沿着轨枕产生局部位移;要求经常保持扣件处于紧密靠正状态一般在垫板作业的次日要复紧一遍在进行维修作业的前后都要全面拧紧扣件;3 道床病害 道床是轨道框架的基础;轨道变形的
6、主要原因是道床的变形,道床的不均匀沉降将引起一系列的病害,直接危及行车安全;因此,必须知道道床变形原因及其病害整治以保证线路的平顺性使列车安全运行;道床病害的种类：道床脏污、道床沉陷、道床翻浆 1 道砟质量不良,有些道砟是石灰岩材质该类道砟的强度低耐磨性和抗冲击性、抗压碎性能差;现在的铁路逐步实现重载化;在列车重力反复作用下道砟相互挤压磨损而且磨损后是粉末状容易出现翻浆、板结等病害;2 路基基床翻浆：路基基床的密实度不足,在列车荷载的长期作用下道床颗粒嵌入基床形成一层膜致使地表水无法排出形成翻浆积水等病害;日常维修工作中将路基面的平顺度破坏导致基床表面不平路基表面的排水不畅;其他成因沙尘客车的
7、垃圾及粪便严重污染道床减小了道床的渗水性和弹性易行成板结翻浆等病害;道床病害的整治 1 加强道床质量管理 严格执行碎石道砟标准,从源头上把住道砟质量,坚决杜绝不合格的道砟进入铁路线上;按道床的实际情况及时的线路清筛并及时更换道砟材质不达标的道砟彻底道床结构回复道床的良好状态 结合维修对道床边坡进行清筛改道道床的排水性预防积水翻浆等病害的发生;2 整治机床病害恢复基床的密实度和排水顺畅,对基床填料不良或基床密实度不足引起翻浆的病害应采取基床土换填改善基床填料的土质条件彻底恢复路拱确保路基面排水顺畅 3 加强作业标的避免养护维修对原有路基面的破坏 4 改善外部条件减少对道床的污染严格客车垃圾的回收
8、和到站统一清理,保持道床的清洁从而改善工务工作的环境减少对环境的污染;4 混凝土轨枕常见病害 混凝土轨枕线路由钢轨、混凝土轨枕、扣件道床等部分组成;钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大压力并传向轨枕;混凝土轨枕通过轨下弹性垫层和中间扣件承受钢轨传来的竖向垂直力横向和纵向水平力后再将其分布于道床,并保持钢轨的正常的位置;我国的混凝土轨枕的使用有多年的历史了多年的经验表明混凝土轨枕的使用对强化轨道结构保证行车安全起到了重要的作用;但是内轨枕在设计制造和使用中的问题只是部分轨枕早起发生损坏影响了正常使用;混凝土轨枕伤损的主要形态 1 轨下截面出现过大的横向裂缝;混凝土轨枕是一个接受不稳定重复荷载的构件;
9、荷载的变化带有随机的性质,混凝土轨枕在使用期内轨下截面有可能出现大于该截面抗裂强度的荷载弯矩;在这种情况下就产生了横向裂缝一般来说这种裂缝较小不致引起轨枕失效但在某些情况下截面的荷载弯矩远远大于轨枕的抗裂强度那就会出现过大的横向裂缝导致轨枕失效;2 轨下截面压溃：轨枕下部分由于橡胶垫板损坏或串出,使钢轨直接作用于承轨槽引起轨下截面横向裂缝过大;混凝土受压区产生过大的压力是混凝土压溃;3 轨枕纵向裂缝：轨枕延长轴线方向的裂缝称纵向裂缝一般有端头裂缝端部上表面裂缝侧面水平纵向裂缝、钉孔纵裂、贯通纵裂等纵向裂缝较多的部分是沿螺栓孔的两侧或应力钢筋处发生并向端头及中部发展;这种裂缝的出现将严重影响轨枕
10、的使用寿命;4 轨枕的龟裂：龟裂是轨枕表面纵横交错的细小裂缝一般多发生在轨枕端部及中部顶面和侧面处;龟裂对轨枕的使用寿命影响也较大;5 轨枕挡肩破损：轨枕挡肩承受由于扣件传来的水平推力而产生破损;特别在小半径曲线上这种现象十分普遍有的采用加宽铁座仍不能解决问题据统计在半径为400m的曲线上挡肩破损高达百分之七十另外由于垫片损坏或在轨枕制造过程中挡肩部分的缺陷也可能造成挡肩破损;6 轨枕底边掉块：手工捣固冲击轨底边使混凝土掉块面积多达 100 平方厘米其结果是轨枕受力状况恶化容易出现应力集中而造成其他各种伤损并且消弱了轨道的稳定性;7 轨枕中间部分压溃 轨枕中间部分由于受了过大的正弯矩,不仅使轨
11、枕中间部分的下部产生过大的裂缝,而且还引起截面受压区的过大压应力,致使混凝土压溃,这种情况一般发生在钢轨接头;有些轨枕由于中间部分承受了过大的负弯矩,不但引起中间部分的上部裂缝,而且还使中间截面下部受到过大的压应力以致压溃,甚至出现钢筋外露;8 轨枕纵向裂缝 轨枕沿长轴线方向的裂缝统称纵向裂缝;纵向裂缝一般有端头裂缝、端部上表面裂缝、侧面水平纵向裂缝、钉孔纵裂、贯通纵裂等,纵向裂缝较多的部分是沿螺栓孔的两侧或应力钢筋处发生,并向端头及中部发展;这种裂缝的出现,将严重地影响轨枕的使用寿命;9 轨枕中间部分斜裂及扭伤 轨枕中间部分斜裂扭伤是指沿对角方向的破损;线路维修工作中的捣固作业,因在轨枕两侧
12、进行对角捣固,过车时容易使轨枕中间部分产生斜裂或扭伤;据调查统计,因线路维修养护不当使轨枕中部扭断、折断的轨枕在伤损轨枕总数中占有一定的比例;10 轨枕的腐蚀 在长期放水地段和车辆装载有害介质散落在轨枕上,都会造成轨枕的腐蚀,轻者混凝上表面出现麻点、脱层等现象,重者钢筋锈蚀,并逐渐向里延伸;混凝土轨枕伤损的原因 1 制造质量 在混凝土轨枕各类损伤分类中纵向裂缝对行车安全危害最大而一经发生,发展极为迅速严重者贯通轨枕全长造成劈裂和龟裂;混凝土疏松剥落对轨枕承载能力保持轨道状态能力和使用寿命危害最大,这类损伤一般都是由于制造质量不良引起的;2 养护维修作业 在养护维修作业中如果使轨枕受力状态发生了
13、变化就可能出现轨枕断面荷载弯矩大于轨枕抗裂强度的现象以致产生轨枕伤损养护维修作业对轨枕伤损的影响主要表现在以下几个方面：捣固作业轨下垫层及绝缘缓冲垫片损坏没有及时更换没有及时整治道床病害对轨枕受力极为不利接头养护不良没有及时消除轨面不平顺;3 混凝土轨枕病害整治：根据使用情况设计出更合理轨枕来提高轨枕结构的可靠性和高强度的轨枕;在维修作业时要小心尽可能的不要去损坏轨枕;5 钢轨接头病害 钢轨接头是线路的薄弱环节,混凝土轨枕线路更为严重;机车车辆的轮对通过接头时,因其不平顺而产生剧烈振动,加速线路状态的变化,以致形成接头病害;接头病害产生之后,又进一步加剧机车车辆轮对对线路的破坏作用,互为因果,
14、使病害发展变化加速,养路工区几乎无法应付;在钢轨、道床和路基状态基本相同的情况下,混凝土轨枕线路接头比木枕线路接头变化快,各类接头病害产生周期短,发展迅速;如不从根本上整治病害,接头就很难维持正常工作状态,影响铁路运营;钢轨接头病害分类：1 按接头轨面状态分：抵扣接头、磨耗不均匀接头、错牙接头、金属剥离接头、大轨缝 2 按接头道床状态分：翻浆接头、翻白接头、溜塌接头、硬接接头 3 按接头结构状态分：接头夹板下弯、上缘磨蚀夹板螺栓的螺帽扭矩不足；扣件螺帽扭矩不足,扣板或轨距挡板不密贴,扣件失效等;钢轨接头病害的原因 钢轨接头病害的产生,最根本的原因在于轨道接头存在结构上的不平顺,这就导致轮轨之间
15、产生较大的附加动力作用;过大的附加动力作用又促使不平顺的发展和附加动力的增长,同时也就促进了接头病害的发展,可见,钢轨接头病害的发生与发展是相互作用的;由于养护不当也会促使接头病害的产生;1 结构不平顺 钢轨接头在结构上的不平顺,指的是接头轨缝：车轮在钢轨的输出端时,邻接钢轨的接受端有抬高的趋势,形成台阶;荷载下钢轨接头的挠曲不是连续曲线,而是折线;当折角,轨缝,台阶三个因素同时出现,都将产生轮轨冲击,从而增大接头处得附加阻力;2 附加不平顺 这是在运营过程中形成的以下情况都能形成：结构薄弱、轨面不均匀磨耗、弹性不足;3 动态不平顺动态不平顺一般有两种情况：一种是轨道弹性不均匀和荷载波动,轮轨
16、接触点轨迹呈波浪形不平顺；另一种是线路存在暗坑吊板和道床不均匀弹性下沉;线路的动态不平顺加剧了列车在运行中的冲击和振动;有时使用厚度不等、弹性不均匀的轨下垫板以及线路养护质量不良,都加剧了轨道动态不平顺;钢轨接头病害的整治：1 改善钢轨材质、淬火技术要求、淬火工艺、钢轨及夹板的设计 2 在养护维修中采取符合混凝土轨枕线路特点的方法进行作业改善钢轨接头的工作状态如：根据当地的气温变化情况,及时调整不良轨缝,保持适合的轨缝；保持接头螺栓和扣件的扭力,使接头的部分连接保持稳定状态;接头部分道床在捣固时要保证良好的捣固质量；对于抵扣接头要进行平轨处理；对于出现下弯的夹板要换为上弯夹板和减震夹板；要重视
17、轨面的修理,对于出现的轨断不均匀磨耗、掉块、擦伤等缺陷和病害要采取焊补、打磨等多种方式进行修理；改善接头部分道床的弹性,主要是清筛板结和翻浆道床,更换磨圆的石砟;预防钢轨及接头连接零件病害的方法:加强钢轨和夹板的养护工作 1 加强钢轨的检查,发现重伤钢轨和夹板,应及时更换；2 及时矫直硬弯钢轨；3 及时焊补轨面擦伤；4 经常注意拧紧扣件,整修防爬设备,锁定钢轨,防止爬行,不使轨缝拉大;加强接头养护 1 加强接头捣固,保持道床丰满,并加以夯实;接头轨枕材质尽可能一致,间距符合规定,以保持支承条件一致;2 经常上紧夹板螺栓,保持接头坚固;由于列车的不断打击,会引起螺栓松弛,接头松动;其结果使接头不
18、能作为一个整体来抵抗外力,个别零件可能因负担过重而损坏;同时还会增加夹板和轨端的磨耗加剧接头的不平顺;如果接缝处夹板因磨耗而与钢轨下颚之间存在空隙在 l mm 以上,应及时垫以符合规定的三角铁片;3 及时清筛接头范围内的不洁道碴,以免结成硬壳,失去弹性,或引起翻浆冒泥,造成显着的不平顺;4 及时消灭轨面高低错牙,接头轨面及轨距线内侧错牙不得超过 l mm;5 用上弯夹板整治低接头;上弯夹板是将一般夹板用弯轨器上弯,上弯量一般以 12 mm 为宜;当换了上弯夹板后,钢轨接头处 4 根轨枕范围内轨面抬高,容易出现空吊板及螺栓松动,因此,必须加强捣固,拧紧螺栓;6 及时调整轨缝;大轨缝是造成接头病害
19、的重要原因;因此,轨缝必须均匀,并符合规定要求,发现大轨缝应及时整正;6 道岔病害整治 道岔是线路的薄弱环节之一,易于磨损变形,产生各种病害;由于列车通过时,使道岔状态发生变化,产生各种附加力,因此,养护工作必须从结构入手,以结构质量保几何质量,以下部稳保上部准;在道岔的养护维修作业中必须坚持“预防为主,防治结合,修养并重”的原则;维修时要从加强结构入手,强化道岔的整体性和稳定性；加强道岔道床的维修,保证道床的稳定性、弹性和排水性；注重轨面修理,减少不均匀沉降；采取科学养护方法整治道岔岔区方向、高低,提高岔区平顺性,减少列车冲击,延长道岔的养护维修周期,延长道岔各部件的使用寿命;道岔的病害 1
20、 道岔与前后线路衔接不良,线路方向和高低超限;2 轨距超限;3 轨向不良包括钢轨不均匀侧磨 4 高低超限;5 尖、基本轨离缝;6 心轨、翼轨磨耗低塌;病害产生原因分析：1 一是渡线道岔线路的设计线间距与实际线间距有误差,道岔发生纵向位移,造成铺设后线路方向不良；二是道岔大修及道岔换填施工过程中,岔区前后及道岔夹直线未换填或挖砟换填深度、宽度、长度不符合要求,捣固不实,造成道岔不均匀沉降,岔区出现高低偏差；三是大机捣固安排线路多,道岔少,未提前测量标注起道量,造成岔区与前后线路不平顺；四是大机作业前未提前测量岔后线路拨量,大机自动拨道,造成线岔结合部方向不良；五是线路缺砟,曲股线路捣固不实,道岔
21、侧向过车冲击大,形成岔区水平或方向偏差;2 一是道岔预铺过程中,道岔轨距调整块号码安设不对；二是岔枕横纵向发生位移,造成轨距挡板不能按标准设置；三是轨距挡板、大垫板螺栓锈蚀磨耗,造成挡板及螺孔扩大离缝；四是扣件松动,在动载冲击下,轨距发生变化；五是顶铁不密靠,动态扩大 3 一是轨距变化不均匀；二是与区间无缝线路锁定轨温差超标,钢轨发生纵向位移,限位铁限位器扭曲或顶死；三是铝热焊头支嘴形成硬弯；四是局部一侧水平或暗坑吊板,造成两股钢轨受力不均匀；五是钢轨交替不均匀侧磨;4 一是道床污染板结、排水不良,造成线路暗坑吊板和翻浆；二是接头、焊道凸凹不平；三是可动心轨部分与翼轨间存在高低不平顺；四是道岔
22、转辙部分及可动心轨、电务转辙机等无法实施正常捣固,道床不密实；五是尖轨及心轨变截面处轨面出现坑洼；六是钢轨母材垂直方向轨面原始不平达;5 一是尖轨拱腰变形；二是转辙部分暗坑吊板；三是曲股轨距过大；四是顶铁磨耗；五是电务转辙设备调整不到位 6 辙叉心轨及翼轨受列车冲击磨耗;病害整治措施 1 道岔大修前,采用全站仪对道岔位置进行精确定位,对既有线间距进行测量,对线间距不符合要求的线路进行全面拨改,确保道岔平纵断面位置精确;2 按照标准对岔区及岔区夹直线进行换砟,配合道岔大机捣固,采用冲击式捣镐对道岔曲股线路及道岔连接杆、绝缘接头处所进行起道捣固,消除岔区暗坑和一侧水平;3 道岔区及前后各不少于 1
23、00-150m 线路为一作业单元,道岔大机捣固前精确计算道岔起拨道量,每隔 5m 将直拨道量于线路上,以便大机进行精确拨道;对纵向发生位移的道岔要拨移到位;4 精确测量计算岔前、后曲线拨量,大机捣固作业前补足道砟,作业后及时恢复安装道岔地锚拉杆;对过车较多的侧向道岔,转折部位加密地锚桩,严格控制道岔方向变化;5 日常拨道作业时,有定位观测桩 首先测量线路横向位移量,利用测量结果确定拨道方向和拨道量；无定位观测桩的,首先要从线路前后两个方向来确定拨道方向,然后根据方向偏差,确定各部位拨道量并合理确定回弹量;1 在道岔预铺时,严格按照道岔设计图铺设岔枕和安装联结零件,并严格进行预铺检查验收;2 在
24、日常养护维修作业中,加强轨枕间距及横向位移的检查,按照铺设标准对轨枕进行方正,调整轨距块;3 及时更换和补充失效、锈蚀和缺少的轨距挡板;4 加强车工电联合检查,全面改正道岔转辙部分轨距;5 加强扣件养护工作,及时复紧连接零件和更换立螺栓,减少旷动间隙;6 加装经发行的绝缘轨距杆;1 以岔区直股股钢轨为基准股,调整轨向轨距;2 对无缝道岔进行应力调整,消除道岔应力集中;3 整治失格铝热焊接接头;4 对线路方向容易发生变化处所,安装地锚拉杆;5 对不均匀侧磨的轨件及时调边、打磨或更换;1 对道床板结的道岔及前后平直线进行清筛换砟,恢复道床弹性;2 对接头焊缝进行仿型打磨,消除接头焊道轨面不平顺,消除或减缓附加冲击力;3 进行尖轨、可动心轨的轨面修理,消除或减缓附加冲击力;4 加强道岔转辙及可动心轨部分的捣固工作,消除暗坑吊板;1 认真落实病害六整治措施要求,解决好尖轨拱腰问题;2 整治岔区连接零件病害,消灭转辙部分的暗坑吊板;3 及时消灭曲股大轨距,保证曲股圆顺,在曲股轨距准确情况下,对顶铁加插片,保证尖轨、基本轨密贴;4 调整拉杆及顶铁,消灭尖轨、基本轨离缝;一是加强心轨及翼轨的肥边打磨,预防心轨、翼轨掉块；二是对心轨和翼轨进行打磨,消除轨面不平顺;