小半径曲线的病害分析及养护办法

小半径曲线的病害分析及养护办法摘要：分析小半径曲线病害的成因与危害，探讨曲线病害的重点整治办法，介绍了小半径曲线的日常护要点和减少病害发生的措施。关键词：小半径曲线轨道；钢轨磨耗；曲线养护；轨道几何尺寸。

中图分类号：f530.31文献标识码：a 文章编号：

在工矿企业，因车间布局和场地的限制，铁路线路形成小半径曲线不可避免。曲线是铁路线路三大薄弱环节之一，极易产生病害，是铁路线路治理的重点和难点。

一、小半径曲线的主要病害表现：

一是钢轨伤损病害：钢轨垂直磨耗、侧磨、波磨及接头伤损是小半径曲线常见的病害，尤其是侧磨，是小半径曲线最突出的伤损类型。

二是轨道几何尺寸易超限：小半径曲线上高低、轨距、超高、正矢相对其它线路容易发生变化，保持的周期短，特别是轨距扩大病害相当普遍，并且随着钢轨侧磨的增加而逐渐加剧。

三是连接零件易松动且破损率高。

二、病害成因分析：

（一）钢轨的磨耗：

钢轨的磨耗是指钢轨与车轮接触表面发生的磨损，主要包括波浪形磨耗、垂直磨耗和侧面磨耗。

1、垂直磨耗

垂直磨耗在一般情况是正常的，它会随着轴重和总通过重量的增大而加大。但如果轨道几何形位设置不当，内外轨轮滚动距离与内外轨线长度不相适应，要用轮对在钢轨上的滑行来加以调整，钢轨垂直磨就会产生。

2、侧面磨耗

曲线钢轨的侧面磨耗主要是轮缘与钢轨之间的滑动摩擦造成的。小半径曲线钢轨侧磨往往在多种因素的复合作用下形成。其一，线路的半径小是钢轨磨耗的最主要原因。列车驶经小半径曲线时，因惯性力的作用轮缘与钢轨内侧紧紧贴靠，因踏面呈斜形，远离轮缘的接触点与接近轮缘的接触点在车轮上形成的滚动半径不相等，当远点为滚动运动时，近点必然存在滑动，造成钢轨侧面发生磨损。其二，由于曲线的正矢变化，列车通过曲线时产生的冲击力加大，从而造成曲线的钢轨侧面磨耗增大。其三，曲线超高设置偏小，车轮在离心力作用下撞击摩擦上股钢轨，致使上股钢轨形成侧磨。其四，曲线轨距变化大，递减不均匀，则会造成车轮踏面的等斜效率变化大，滑动变化相应增大而导致钢轨侧面磨耗。

3、波浪形磨耗

波浪形磨耗是指钢轨顶面出现的波浪状不均匀磨耗。波形磨耗分动力成因和非动力成因。动力成因是轮轨系统振动使波磨产生；非动力成因也即接触疲劳，即使轮轨作用力为常值，也会因为不均匀塑性流动或磨损等原因而引起波形磨耗。

在小半径曲线上的主要磨耗病害表现在曲线的侧面磨耗，是重

点病害，是需要重点加强治理方面。

（二）曲线方向不良

曲线方向不良是曲线的常见病害，也是花费养护人力最多的病害。造成曲线方向不良的直接原因是横向水平力的作用，而横向水平力的大小，又取决于曲线的平面形状，二者互为因果。曲线方向不良，列车发生剧烈摇摆，横向水平力随着摇摆而变化，加剧了对轨道的冲击和振动，因而使各种不良现象恶化。恶化的结果反过来又会加大列车摇晃，影响列车平稳运行，并加剧钢轨的磨耗。

（三）小半径曲线上连接零件病害

小半径曲线上连接零件承受的冲击力和横向作用力都比较大，在相同扭力矩的情况下，小半径曲线连接零件容易松动，而且当冲击力和横向力达到一定值时，易造成夹板及接头螺栓折断、混凝土枕连接螺栓失效、枕木道钉浮离、轨距杆折断、轨撑压裂、尼龙座挤碎、轨枕挡肩破损等病害。

造成曲线病害的诸多因素分析，运营条件和轨道结构属于客观因素，在一定条件下不易改变。造成小半径曲线病害的最直接因素是机车车辆作用在小半径曲线上的附加力。曲线状态好，附加力小，对曲线的破坏就小；曲线状态差，附加力大，对曲线的破坏越大。因此，保持曲线良好的状态，减少机车车辆作用在轨道上的附加力，是延长曲线维修周期、降低维修成本的关键。

三、重点病害的整治——减缓钢轨侧面磨耗

曲线钢轨的侧面磨耗在轨道方面的影响因素有曲线半径、外轨

超高、曲线轨距加宽、轮轨间的摩擦系数、轮轨游间以及曲线轨道静态的好坏等。减缓曲线侧面磨耗的措施主要有设置合理轨底坡、超高、轨距和科学的涂油润滑。

（一）增大内轨轨底坡

增大内轨轨底坡能改善轮轨间的接触，外轮的实际滚动圆半径将大于内轮的实际滚动圆半径，从而有利于改善机车车辆的通过性能，改善转向架径向通过性能，减缓钢轨侧面磨耗。

（二）合理调整外轨超高

机车车辆通过曲线产生的离心力促使外轨磨耗，而合理的超高，可以平衡掉一部分离心力，降低横向力对钢轨侧面的冲击，以达到减缓侧面磨耗的目的。

（三）合理调整轨距

轨距过小会直接造成侧面磨耗，而轨距过大则造成机车蛇行摆动，加重曲线钢轨的侧面磨耗。而合理的调整轨距，可使机车车辆平稳通过曲线，以达到减缓侧面磨耗的目的。

（四）科学润滑

轮轨润滑的方式主要为轨道涂油与轮缘喷油。轮轨涂油和轮缘喷油都可以减缓钢轨侧面磨耗。依据轮轨系统的特殊性，通过第三介质作用，在金属表面形成边界润滑膜, 边界膜具有较小的剪切强度，使金属摩擦时，主要过程在边界膜层内发生, 大大减少滑动阻力，降低金属材料的磨损。

四、小半径曲线的日常养护：

曲线病害有时很复杂，对曲线进行日常综合养护，是预防曲线病害的有效措施。曲线一旦发生病害，应积极予以整治，防止病害进一步发展。（一）正确拨正曲线方向，保持正矢不超限由于铁路上机车、车辆长期运行，各种力的作用造成了轨道几何形位不断变化。因此，在实际曲线维护保养时，需定期调、定点查现场正矢变化，计算拨道量，全面拨正曲线。对于重点病害地段，应采取定位观测，不定期拨道，特别是保持曲线头尾的圆顺尤为重要。全面拨正曲线大方向后，再对曲线的小方向、小碎弯的进行合理处理。

一般的每年要在春融、综合维修、入冬前各进行一次全面地按作业验收标准拨正曲线。对个别超过正矢偏差容许值的处所，可用绳正简易拨道法,正矢计算方法可简化为：当 l=20m时，f=50000/r；当l=10m时，f=12500/r (f—圆曲线正矢；r—圆曲线半径)。绳正法拨正曲线应注意以下几方面:第一，曲线两端直线轨向不良，一般应先拨正，两曲线间直线段较短时，可与两曲线同时计算、拨正；第二，在外股钢轨上用钢尺丈量，每10m设置一个测点；第三，在风力较小条件下，拉绳测量每个测点正矢，测量3次取平均值；第四，按绳正法计算拨道量，计算时不宜为减少拨道量而大量调整计划正矢；第五，设置拨道桩，按桩拨道。

在日常运用中，曲线钢轨形成“支嘴”和“鹅头”是小半径曲线常见病害，特别是相对式接头的曲线上，倒床厚度不足、道床不坚实、螺栓松动获失效、夹板弯曲、轨枕失效等，更会加剧接头“支