铁路工线路常见病害分析及预防整治技术讲解.docx

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铁路工线路常见病害分析及预防整治技术讲解

郑州铁路职业技术学院

毕业设计说明书

设计题目：

铁路线路常见病害

作者姓名：

侯祥军

班级学号：

090533123

系部：

建筑工程系

专业：

铁道工程技术

指导教师：

刘朝英

2012年5月25日

序………………………………………………………………

（2）

引言……………………………………………………………

（2）

一．混凝土轨枕常见病害……………………………………（4）

1.1混凝土轨枕损毁的主要形态………………………………………（4）

1.2钢轨混凝土轨枕损毁的主要原因…………………………………（6）

二．钢轨接头病害……………………………………………（6）

2.1钢轨接头的分类……………………………………………………（6）

2.2刚钢轨接头病害的原因及处理……………………………………（7）

三．隧道病害…………………………………………………（7）

3.1隧道水害……………………………………………………………（8）

3.2衬砌裂损……………………………………………………………（9）

3.3衬砌腐蚀……………………………………………………………（10）

3.4隧道冻害……………………………………………………………（10）

四．滑坡的危害………………………………………………（11）

4.1滑坡危害的概念……………………………………………………（11）

4.2滑坡危害的种类……………………………………………………（11）

4.3滑坡危害的原因……………………………………………………（12）

4.4滑坡危害的防范……………………………………………………（13）

五．风沙对线路的危害………………………………………（13）

5.1产生风沙的原因……………………………………………………（13）

5.2防治风沙的措施……………………………………………………（14）

六．桥梁危害…………………………………………………（15）

6.1上部的构造的缺陷和病害…………………………………………（15）

6.2下部墩台及基础的病害……………………………………………（15）

七．致谢………………………………………………………（17）

八．参考文献…………………………………………………（18）

序

本毕业设计的选题铁路线路工务病害。

结合三年来的学习积累，在老师的指导下并查阅了大量书籍资料完成。

因为铁路线路在铁路交通运输中起着基础性的作用，而线路病害又严重影响线路的畅通与安全，所以分析预处理线路病害是基础性而又是至关重要的事情。

本设计从线路病害的成因入手，分几方面的介绍，因为水平有限，难免会出现错误，在这里恳请老师批评指正。

引言

铁路线路是铁路运输的基础，是现代国民经济的大动脉，在我国交通运输体系中居于主导的重要地位，它在国家的建设中占有重要地位。

随着改革开放的加快与深入，我国在修新线铁路时采用了国内外先进科技成果的同时，又对既有铁路进行了加强和改造，并加强了对线路的养护和维修的力度。

较大的改善了铁路的运营状况；提高了铁路抵抗自然灾害的能力；丰富了预防和整治铁路线路病害的理论与实践；对经济发展，工农业生产的促进，人民生活的改善，边远地区交通闭塞和文化技术落后面貌的改变，起到了国民经济大动脉的重要作用。

自然界环境千变万化，气候多变，在风雪冻融和列车荷载下，轨道几何形位不易保持，路基及倒床一发生形变，钢轨、轨枕及链接零件易磨损，致使线路的技术状态不断发生变化，铁路线路的安全通畅是铁路运输的关键，均有结构复杂性，技术性强，修建困难，造价价高的特点。

一旦损坏，轻则限速减载，重则中断行车，因此，全面了解和掌握铁路线路常见病害分析及预防整治技术非常的重要铁路。

线路的维修应根据客观科学的原则，一般程序下：

正文

一．混凝土轨枕常见病害

混凝土轨枕线路是由钢轨，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；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，内轨枕在设计、制造和使用中的问题，致使部分轨枕早期发生裂损，影响了正常行车安全。

1.1混凝土轨枕伤损的主要形态

（1）轨下截面的过大横向裂缝

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。

1.2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。

二．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，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。

石碴没有翻白之前，约每月保养一次，石碴一经翻白，几乎每周都要保养，石碴溜塌的接头甚至每两天就要保养一次，接头病害发展到这种程度之后，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钢轨接头病害分类

按接头轨面状态分：

低扣接头、磨耗不均匀接头、错牙接头、金属剥离接头、大轨缝。

按接头道床状态分：

翻浆接头、翻白接头、溜塌接头、硬结接头。

按接头的结构状态分：

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。

2.2钢轨接头病害的原因

钢轨接头病害的发生，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互为因果的。

另外，由于养护方法不当也会促使接头病害产生和发展。

（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；车轮压在钢轨的输出端时，邻接钢轨的接受端有抬高趋势，形成台阶；荷载下钢轨接头处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，从而增大接头处的附加动力。

（2）附加不平顺

附加不平顺是在运营过程中形成的，以下几种情况都可能引起附加不平顺，如：

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和荷载波动，轮轨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的弹性下沉。

这两种不平顺只有在动态情况下才能表现出来。

线路的动态不平顺增大了列车运行中的冲击和振动。

有的养护单位使用厚度不等、弹性不均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。

综上所述，车轮通过钢轨接头处的轨缝，形成剧烈的冲击和振动，这是造成钢轨接头病害的外因；钢轨断面及接头部分设计不合适以及淬火工艺不良则是钢轨接头产生病害的内因，所以，长度25m钢轨混凝土轨枕线路解决接头病害的根本途径要首先从改善钢轨材质、淬火技术要求、淬火工艺、钢轨及夹板的设计等方面着手，同时在养护维修工作中也要采取符合混凝土轨枕线路特点的方法进行作业，以改善钢轨接头的工作状态。

三．隧道病害

隧道是埋置于地层中的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。

广义上是指：

以某种用途、在地面下用任何方法按规定形状和尺寸修筑的断面积大于2m2的洞室。

铁路隧道在运营中会出现渗漏水（水害）、衬砌裂损、隧道冻害、衬砌腐蚀、震害和洞内空气污染等病害，还有火灾威胁。

这些病害和危害对隧