铁路线路常见病害分析及预防整治技术.docx

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铁路线路常见病害分析及预防整治技术

铁路线路常见病害分析及预防整治技术

学生姓名：

高军祥

学号：

0930498

专业班级：

铁道工程技术（394110班）

指导教师：

刘兴文

摘要

中国铁路始建于1876年，铁路运输线在我国的建设中占有重要地位。

在当今社会经济高速发展的情形下，铁路运输的发展将偏向高速和重载运输，这样就会加重铁路线路的承载能力，造成铁路线路损害，严重影响铁路运输。

铁路线路设备是铁路运输业的基础设备。

因此，合理养护铁路线路，及时有效的分析、预防和整治设备病害，提高铁路线路抵抗灾害的能力，为实现铁路跨越式发展，确保铁路线路质量是保障铁路运输安全的必要。

线路病害的整治工作一直以来都是铁路部门极为重要的环节，我在通过查阅大量有关铁路线路病害和整治资料的基础上，针对我国铁路线路病害现状，有针对性的提出一些常见铁路线路病害发生的机理，介绍了铁路线路病害的类型、防治原则和整治措施。

关键词：

铁路线路；病害原因；预防方法

引言

多数铁路线路常年裸露在大自然中，由于机车车辆的动力作用和自然条件对线路的影响，轨道几何尺寸不断发生变化。

加之路基、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。

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，使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。

1.线路爬行病害

列车车轮沿钢轨运行时,除产生竖直力和横向力外,还有纵向水平力。

由于纵向力的作用,使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动,这种现象称为线路爬行,使钢轨产生爬行的纵向水平力称为爬行力。

1.1.线路爬行的原因

线路爬行是万病之源，形成爬行的主要原因有：

钢轨在动荷载下的挠曲、列车运行的纵向力、钢轨温度变化、车轮在接头处撞击钢轨、列车制动等。

当线路上防爬设备不足，扣件的扣压力及道床纵向阻力不够时就会加剧线路爬行。

一般认为钢轨挠曲是线路爬行的最主要原因，而其他的因素则促成和加剧了线路的爬行。

1.2.预防线路爬行的方法

防止线路爬行的措施主要是增加线路纵向阻力。

加强轨枕与道床间的防爬阻力，方法是保持道床的标准断面，做到轨枕底下道碴厚度足够、轨枕盒内道碴丰满、轨枕两端碴肩够宽、加强捣固、保持线路平顺、夯实道床。

此外对脏污严重的道床一定要进行清筛，以防止因翻浆冒泥和线路爬底，降低线路纵向阻力。

还应保持扣件的应有扣压力。

为了增加钢轨与夹板之间，垫板与轨枕之间的阻力，应及时拧紧螺栓，拧紧扣件。

对于失效的扣件应及时更换和整修。

2钢轨接头病害

图2：

钢轨接头

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，使病害发展变化加速。

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。

2.1.钢轨接头病害产生原因 

a.造成钢轨接头上下、左右错牙的主要原因：

一是更换新钢轨，新旧钢轨存在高差；二是接头夹板一端有磨耗，使两钢轨轨端产生“台阶”；造成钢轨接头左右错牙的主要原因，一是接头螺栓松动，二是钢轨存在硬弯。

b.造成钢轨轨端掉块的主要原因：

钢轨轨端产生飞边后，夏季轨温不断升高使接头轨缝顶瞎，钢轨接头在列车巨大的动压力作用下，两端钢轨上下错牙。

c.接头处岔枕空吊。

主要原因一是岔枕捣固不实，二是道床冒泥，三是接头处轨面不平顺。

2.2.钢轨接头病害的整治措施 

a.接头螺栓要达到应有扭力矩，使用加铁片或弯制夹板整治左右、上下接头错牙，轨缝最好应保持在8mm以内。

b.及时打磨钢轨，防止轨缝顶死；焊接接头轨端掉块，应及时对掉块进行焊补，并打磨平顺。

c.利用大型养路机械设备进行破底清筛。

以恢复道床弹性。

3.曲线钢轨病害

3.1曲线钢轨病害的原因

钢轨在空间的位置不正确是造成钢轨磨耗的主要原因。

钢轨本身质量不好；曲线不圆顺、方向不良，使列车通过时产生摇晃；缓和曲线超高的递减距离不够，引起列车在缓和曲线运行时发生震动、摇晃和冲击;超高不合适，引起里外股钢轨受偏载和轮轨的不正常接触；轨距超限，使车轮与钢轨的内接情况不好，增加行车阻力与摇晃；轨底坡不正确，使钢轨顶面与车轮踏面不相吻合，钢轨顶面受偏压,这些都会使钢轨加速磨耗。

3.2预防曲线病害的方法

a.保持正矢不超限，定期调查现场正矢，细心计算，全面拨正。

特别是要保持曲线头尾的圆顺。

b.做好缓和曲线超高顺坡和正矢的递减，顺坡和递减时应等量进行，不要忽大忽小，缓和曲线头尾可适当增减3mm的超高。

c.合理设置外轨的超高。

超高过大会加剧外股钢轨的侧面磨耗和里股钢轨的垂直磨耗。

相反如超高过小，对外股钢轨也不利。

d.加强养护，经常保持曲线状态良好，保持方向顺、轨面平、轨距水平不超限是减少列车的摇晃，减少车轮冲击力的有效措施之一。

因此，应定期拨道，经常养护，预防病害的发生。

e.调整轨底坡，使钢轨踏面坡度符合车轮踏面。

使车辆的重心落在钢轨中心线上，减少钢轨磨耗。

f.贯彻定期涂油制度，钢轨侧面涂油是减少曲线外股钢轨侧面磨耗的有效方法之一，一般能使曲线上股钢轨的所有寿命延长2倍。

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，并保持钢轨正常的几何位置。

混凝土轨枕在我国铁路铺设使用已有多年的历史，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作用。

但是，轨枕在设计、制造和使用中的问题，致使部分轨枕早期发生裂损，影响了正常作用。

4.1.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，荷截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，不致引起轨枕的失效。

但在某些情况下，轨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

轨枕轨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，引起轨下部分混凝土压溃。

有些轨枕由于轨下截面横向裂缝过大，混凝土受压区产生过大的压应力使混凝土压溃。

（3）轨枕中间部分出现过大的横向裂缝

轨枕中间部分出现的裂缝包括中间上部裂缝和下部裂缝两种。

轨枕中间上部出现裂缝，是由于轨枕中部产生较大的负弯矩所致；轨枕中间下部出现裂缝，是由于中部产生较大的正弯矩所致。

通过调查得知，因轨枕中部出现过大的横向裂缝而失效的轨枕多于因轨下截面出现横向裂缝而失效的轨枕，因轨枕中间下部出现过大横向裂缝而失效的轨枕多于因轨枕中间上部出现横向裂缝而失效的轨枕。

（4）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。

（5）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。

（6）轨枕的龟裂

龟裂是轨枕表面纵横交错的细小裂纹，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很大。

（7）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。

（8）轨枕挡肩破损

轨枕挡肩承受由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70%。

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。

（9）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。

（10）轨枕底边掉块

手工捣固冲击轨枕底边使混凝土掉块，严重时掉块面积可多达100cm2，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，并且削弱了轨道的稳定性。

4.2.混凝土轨枕伤损的原因

造成混凝土轨枕伤损的主要原因主要有制造质量、养护维修作业和结构三个方面。

（1）制造质量

在混凝土轨枕各类损伤中，纵向裂缝对行车安全危害最大，而且一经发生，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很大，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

混凝土轨枕断面和配筋的设计都是在一定受力条件的前提下进行的，而混凝上轨枕截面实际承受的荷载弯矩与线路养护维修作业有密切关系。

在养护维修作业中，如果使轨枕受力状态发生了变化，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、没有及时消灭轨面不平顺。

（3）轨枕结构

为了了解混凝土轨枕的使用情况进而采取措施，提高轨枕结构的可靠性，多年来，铁道部有关单位曾组织了多次较大规模的现场调查。

历次调查的资料表明，现有轨枕按50年使用寿命的要求，考虑可能出现的非正常运营条件，轨枕结构强度必须适当提高。

4.3.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.道床病害

道床是轨道框架的基础。

轨道变形的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。

5.1.道床病害产生的原因

（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。

b.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。

c.其他成因沙尘客车的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。

5.2.道床病害的整治

（1）加强