重载铁路线路的病害治理和养护
2016-02-29
一、重载铁路运行的现状
所谓的重载荷铁路其突出的特点就是运量大和轴重大。这两个特征就直接导致了轨道和本身的承载结构所承担的荷载也就大，由此对轨道和结构部件造成的破坏也就严重于普通路线，造成的直接后果就是线路形变。使得重载线路的维护工作和维修的成本要远远大于普通铁路。在实践中可以发现，重载铁路轨道结构的破坏主要集中在：轨道零件损坏、钢轨磨损变形、路基的下沉等。轨道的零件损坏和轨道表面不平主要是铁轨接头位置受周期性冲击作用而形成磨损，使得这些部件的疲劳变形。路基下沉，主要是因为道床沉降；路基病害形等原因，道床的破坏与荷载有直接的关系，而路基沉降则会造成轨道变形。这些病害无论是何种形式都会给铁路的运行带来潜在的安全隐患。
二、重载铁路的病害防止措施
1、对轨道结构的维护
1）重载铁路轨道受力的情况分析，和其他的工程相似，铁路对列车而言就是一个承载的结构，列车载荷与轨道抗力之间的相互作用将影响轨道的损坏程度和寿命。按照目前国际上普遍采用的轨道强度理论，影响轨道结构受力的因素为：荷载、轨枕、道床、钢轨。2）载荷对轨道的影响。轨道受力主要来自荷载。荷载所造成的轨道的受力与变形成一种线性关系，载荷增加的百分比与轨道结构受力变形的百分比基本是相同的。3）轨枕的影响主要是在轨枕之间与轨枕支撑面的造成的变形。轨枕之间距离对轨枕上的压力和道床上的应力影响是最大的，对轨道弹性下沉和钢轨的弯曲影响相对小。根据研究和实践的经验，每增加一个轨枕个数档次上压力和道床应力变化3-4个百分点，而轨道弹性下沉赫尔钢轨应力变化则只要有1%左右。轨枕支撑对轨道弹性下沉和道床载荷应力影响明显，在相同的载荷下，Ⅲ型轨枕要强于Ⅱ型轨枕承载能力。4）道床的刚度对道床的承载能力和轨枕所受压力影响较大，轨枕上压力和道床应力与道床的性能变化趋势相似，而幅度大。而线路维修工作量与道床应力成正比，所以道床性能也是影响维护的重要条件。
2、重载荷轨道病害维护的措施
1）轨道形状和尺寸的修正，这是轨道养护和维修的重点。按照不完全统计，工务部门的工作量绝大部分都是消耗在轨道的几何尺寸的修正上。轨道的变形与列车荷载支架之间的影响，列车反复振动产生的荷载导致线路发生形变，而线路变形后轨道面出现不平，增加了列车对线路的冲击，形成了恶性循环。尤其是重载铁路轨道所承受的荷载较大，列车运行的密度也相对较大。这就会使得这种列车与轨道的相互作用影响也随之增加，也就加快了轨道几何形态的变化，所以在维护中应对轨道的几何尺寸进行修正，减小冲击。
2）对结构连接件进行维护。轨道的结构连接件应当保证经常齐全，有效而且技术状态良好，每年的春秋两季都需要对所有的连接件进行检查和固定，所有零件都应当达到规定的扭力矩，从整体上锁定线路，保持稳定。同时也可防止在气候变化的影响下产生热胀而产生轨道爬行或者绝缘顶损坏，或者冷缩爬行拉大间距而损坏螺栓。最后，每年应对连接处进行涂油处理，主要是防止零件的锈蚀，也因为重载铁路粉尘较大螺栓的腐蚀速度较快，所有利用长效的防锈油脂进减缓锈蚀。
3）道床的维护。道床是提供轨道纵向、横向阻力和弹性的重要组成系统，道床状态的好坏可以直接影响达到线路技术状态的稳定和轨道维修工作量的大小。道床应保持饱满、均匀、清洁、密实、弹性良好，这就是对道床进行维护的主要目标。所有在铁路维修中最大的工作量就是与道床维护相关，对于道床一定要进行及时修补，特别是桥涵两端容易出现沉降的地段，此处容易出现石渣缺少的状况，而影响运行。维护应当对此位置进行及时的填料补充，保证稳定；根据道床的板结情况及时安排相应的清理和筛选，恢复其道床的弹性。
4）轨枕和弹性衬垫层的维护。此类结构是日常维护的重要内容，轨枕的部分是主要承担荷载的结构，其受力状况将直接影响轨道的受力情况，所以应对实效的轨枕及时更换。轨道下的弹性垫层是保证轨道具有一定弹性的重要部分，其对混凝土轨枕受到的载荷可以达到缓冲和减震的作用。实践证明，铺设新的10mm厚橡胶垫板的道床，其振动加速度比使用2年后的结构件下降25%，换铺高弹性的橡胶垫板则下降40%。这说明改善垫层的弹性可以减小轨道的下沉，降低冲击，保持轨道的平顺，减少养护工作量。
5）钢轨的维护。钢轨是直接承担列车荷载和冲击的结构。钢轨将车轮传来的冲击力传递给轨枕和下面的整个支撑结构，其是唯一与列车相接处的唯一构件，钢轨的状态将直接影响运行的安全。所以应采用自动和手工相结合的方式对钢轨进行定期的巡查，充分发挥日常检查的作用，进行钢轨状态的动态化管理和维护。及时发现和解决在运行中钢轨出现的问题。养护上应及时对出现缺损的钢轨进行修复，保证其表面的顺平。
3、提高接头维护效果
重载铁路线路的接头维护是工务部门养护的重点和难点。对于接头的养护必须做到对每个接头都了如指掌，采用综合措施进行整治，才能取得较好的效果。根据实际的经验，对于接头养护除了进行常规的维护工作外，还应当采取更加针对性的养护方式。如：接头更换了新型的混凝土轨枕来控制病害。有缝线路的接头位置是十分的薄弱的，也是病害集中的地方，特别是重载铁路有列车运行过后，就需要对其进行检查和维修。利用新型的混凝土轨枕对原有的轨枕进行更换，提高了接头位置的承载能力，减少了原有常见病害的发生几率。
利用接头减震鱼尾板提高接头的承载强度。轨道接缝空间是造成列车对轨道冲击增加的重要因素，也加快了接头位置轨道变形的几率，增加了病害的发生频率。通过使用减震鱼尾板，使得列车轮缘在接头位置基本不出现振动，大大的减少了列车对钢轨、枕木、道床的冲击力，同时提高了接头的承载能力。
4、对路基的养护
路基是铁路线路的重要支撑系统，因此其状况将直接影响线路运行的安全性。路基的变化所产生的影响将之间导致轨道结构发生变化，一旦出现路基的塌陷将导致通行的中断。重载铁路的路基病害大部分来自下沉，所以在日常维护中对路基及其辅助设置的养护也应建立在防止沉降的工作上。在维护中按照立体养护的目标，对影响路基稳定的各种因素应全面的检查和维护，以此提高路基的稳定性，保证铁路的安全运行。
三、结束语
我国的重载铁路线路长负担大，其运行的稳定性将直接影响区域经济的发展和能源的调度。为此对其日常的维护就成为了保证其寿命和安全性的重要工作，因为铁路系统本身是一个复杂的系统，每个辅助系统都有各自的作用，并相互支持保证铁路的运行。所以在维护中应针对常见的病害，采取全面而立体化的养护模式，这样才能保证养护的有效性。
