浅谈小半径曲线钢轨侧磨的防治

浅谈小半径曲线钢轨侧磨的防治

作者：王秀丽王军龙

来源：《科技创新导报》2011年第15期

摘要:本文依托太焦线,针对小半径曲线段钢轨侧磨得原因进行研究,在此基础上提出了改善钢轨侧磨的措施,并对处理结果进行监测,结果表明,采用所述改善方法能够减缓钢轨的侧磨速度,减小维修量,可以较好地为类似工程施工提供参考。

关键词:钢轨侧磨小半径曲线侧磨原因侧磨防治

中图分类号:U213 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0059-01

随着我国铁路的发展,将会有越来越多的铁路进入山区,随之产生的是铁路线形出现大量的曲线,在有些地形较为复杂的地方还会出现小半径曲线,这样曲线超高设置难度加大,进一步加剧钢轨的不均匀侧磨,为减缓侧磨速度,延长钢轨与轮对的使用寿命,缓解施工与运输矛盾,采取一些综合整治小半径曲线的措施是必须的。

1 工程概况

太焦线是我局管内主要运煤通道,晋城—月山区间穿越太行山区,正线线路延长120km,曲线共计153条,延长46.47km,半径在450m以下的曲线100条,延长32.43km,最小曲线半径295m,钢轨磨耗严重。

2 小半径曲线侧磨形成的原因

(1)列车通过曲线时,钢轨对车轮的导向力,是导致曲线侧磨耗的主要原因。

(2)列车通过曲线,内外轮走行距离不相同,由于距离差而产生的车轮在外股钢轨上瞬时间的滑移运动也是产生外股钢轨侧面磨耗的主要原因。

可以看到,列车通过曲线需要改变行驶方向,那么钢轨必然作用于车轮一个导向力,而且半径愈小,产生的导向力也愈大,同时内外股的距离差也是半径愈小差愈大,这两方面均是客观存在的,也就是说曲线钢轨侧磨是不可避免的,而且半径愈小侧磨愈严重。

3 小半径曲线钢轨侧磨的整治措施

在日常工作中主要采取了以下几个方面综合措施,对于减缓小半径曲线钢轨侧磨效果显著。

3.1 改善曲线轮轨受力状态,减缓曲线侧面磨耗速率

积极采用干式润滑剂等新材料、新技术,开展曲线钢轨的定期涂酯工作,减缓曲线侧面磨耗速率,达到延长钢轨使用寿命目的。采用车载式曲线钢轨干式润滑剂涂覆,对太焦线晋城—月山区间小半径曲线钢轨进行干式涂覆减磨,效果显著。

3.2 加强曲线几何尺寸的养护维修

曲线几何尺寸的养护质量,对钢轨侧面磨耗、钢轨使用寿命影响较大。在日常维修工作中,重点加强对曲线正矢、轨距的养护,加强曲线高低、水平(超高)的日常控制,及时打磨曲线下股飞边等,提高曲线养护质量,有效地延缓了钢轨磨耗速度。

3.3 更换高强度的钢轨

采用高强度钢轨,可以延长钢轨的使用寿命,延缓钢轨侧磨的速度,小半径曲线地段采用全长淬火轨,钢轨以PD3或稀土轨为主体,有效地延缓了钢轨的侧磨速率。

3.4 合理设置曲线超高

曲线超高过小,列车通过时外倾,加大了作用在外股钢轨上的压力,轮轨间摩擦力变大,加快了曲线的侧面磨耗;而曲线超高过大,列车通过时内倾,紧贴内股钢轨运行,加大了作用在内股钢轨上的压力,加大了列车内外轮走行距离差,外股钢轨上车轮滑移加剧,同样也加快了钢轨的侧面磨耗。所以,合理设置曲线超高,是减缓曲线侧磨速率的重要、有效措施。

3.5 合理地设置轨底坡

设置合理的轨底坡,增大轮轨间接触的面积,从而延缓曲线磨耗的速度。在更换小半径曲线钢轨作业时,可以将普通胶垫更换为坡形胶垫,有效改善钢轨的受力方式,据统计,与原来采用普通胶垫的钢轨相比,钢轨的磨耗速度减缓了近1/3,起到了显著的效果。

3.6 加强轨道框架结构强度

(1)严格按规定设置轨距拉杆:在小半径曲线采用轨距拉杆,以及防翻轨撑等加强轨道的框架结构强度,轨距杆的分布位置、数量又非常关键。《维规》规定的每根25m轨上拉杆8～12根,现场确定为12根,每间隔4根轨枕设置一根轨距拉杆,而且拉力保持均衡,如果位置不均匀或拉力不均衡,必然造成有轨距杆的地方磨耗严重,问题发现后,及时采取措施,制定安装标准,取得了较好的效果。

(2)规范曲线地段地锚拉杆安装标准:列车快速、重载、高密度的运行,对线路的冲击力和破坏程度成倍增加,使线路病害数量增多,病害变化速度加快,大力推行在小半径曲线地段安装地锚拉杆,增强线路整体框架刚度和稳定性。对于小半径曲线而言,缓和曲线每间隔5m、圆曲线每间隔10m安装地锚拉杆,实践证明,地锚拉杆是保证曲线稳定的有效措施。

3.7 及时调整各种连接零件

日常曲线养护过程中,往往会因为轨枕位置不对、钢轨的不均匀磨耗,而调整局部地段的轨距挡板或尼龙后座,导致整条曲线上轨距挡板、尼龙后座为非标配置,要求在换轨时必须及时将扣板、挡座调整到标准配置,然后调整轨枕拨正曲线,否则,新换的钢轨方向不良,从而加剧钢轨的侧面磨耗;同时缩短扣件涂油周期,轨枕螺纹道钉锈蚀,螺杆直径不足16mm或折断失效的应及时更换、改锚,以保持道床横向阻力均匀。

3.8 保持道床的洁净、饱满

道床应经常保持饱满、均匀、整齐、密实,小半径曲线禁止连3及以上轨枕空吊或翻浆冒泥,桥头、有碴桥上设置挡碴板,防止道床溜坍。对大机清筛地段和板结严重地段的同类型小半径曲线进行比对,清筛地段磨耗速度明显降低,未清筛前每年平均磨耗达6～8mm,清筛后降至4～5mm,所以保持道床石碴饱满、洁净,有良好的弹性对减小小半径曲线磨耗是非常重要的。

3.9 科学管理,掌握规律

(1)实行定期、定点测量制度。设定专人负责曲线钢轨侧面磨耗的监控、分析及日常管理工作,为了更好掌握小半径曲线的磨耗规律,按照每季度对小半径曲线侧面磨耗、钢轨飞边发展情况进行一次全面定点测量。分三部分选点,五大曲线要素点(ZH、HY、QZ、YH、HZ点);其次是特殊点即轨距拉杆点,在两个缓和曲线上各选两点,圆曲线上以QZ点为分界点,前后各选两点,共8个轨距拉杆点,观察拉力是否均匀;再次是在整个曲线范围内选点,每根轨上选取两点来观测整条曲线磨耗情况。收集大量资料,来分析、掌握曲线磨耗的规律,建立专用台帐,记录相应技术参数。

(2)建立钢轨侧面磨耗速率分析制度。根据每季度曲线侧面磨耗值,进行科学分析,预测钢轨调边或更换日期,及时安排计划,同时,对侧磨不均匀或侧磨速度过快的要找准原因,制定对策,及时整改。

4 小结

通过采用以上方法对太焦线晋城—月山区间小半径曲线进行综合整治,监测结果证明,对这个区段进行处理后,侧磨速度明显降低,维修工作量大大减小,也为同类工程提供参考。

参考文献

[1] 高长宇.曲线钢轨侧面磨耗的形成机理及减缓措施[D].西南交通大学,2003.

[2] 易波小.半径曲线上钢轨侧磨的轮轨作用机理浅谈[J].铁道建筑,2007(12).

[3] 姚玉侠.铁路曲线钢轨侧面磨耗原因及减缓措施[J].铁道运营技术,2006(12).