轨道病害分析与整治

轨道病害分析与整治轨道病害分析与整治现在高速铁路飞速发展，大规模修建高速铁路客运专线，发展了各种类型的无砟轨道、有砟轨道、无砟道岔等，运行速度达到350km/h，最高速度达到了394km/h，在修建高速铁路技术方面已列居世界首位。

但是，我国自首条350km/h高速客运专线京津城际开通运行以来，陆续开通了石太、武广等多条客运专线，工务设备的养护维修问题就成了当前首要研究项目。

特别是晃车问题的整治，更是需要探索的问题。

一、定位法整治线路病害在轨道上人工查找各种动态检测仪器检查发现的晃车地点，如车载、便携式添乘仪的重复二三级超限处所及轨检车二三级病害超限处所时，仪器的检测报告中只提供了病害里程和超限值，而仪器提供的超限里程往往与现场实际里程有一定的差距，个别处所的差距甚至达到200米,因此准确定位仪器报警地点的现场位置至关重要。

方法一：人工乘车感觉法。

对于峰值较大的车载及便携式添乘仪报警点（当峰值达到0.08及以上时），乘车人体就能够感觉到，当峰值达到0.10及以上时人体就能感觉到明显的晃动，因此对于惯性晃车地点，派有经验的技术人员上车，感觉和观察晃车的具体地点和晃动的形式，定位病害的地点和特征。

方法二：对于便携式添乘仪，人工进行里程校核。

带添乘仪添乘机车，每10公里根据现场公里标对仪器里程进行校核，根据报警里程与实际的差距定位报警点现场实际的位置方法三：根据轨检车图纸进行确定。

首先根据轨检车图纸上的道岔、护轨锁头等地面标志和曲线位置信息核对轨检车图纸里程与现场实际里程的差距，将轨检车图纸里程修订为现场实际里程。

其次将仪器的报警点在轨检车波形图上相应的地点附近去比对，轨检车、动检车检测项目均有水平加速度和垂直加速度，根据报警点的里程去查看轨检车波形图，两者虽然数值上会有差异，但一般车载及添乘仪报警地点在近期的轨检车波形图水平加速度或垂直加速度波形上会有相应的反映，因此可以通过轨检车波形图来确定报警点的准确位置。

一、轨道病害诊治方法（一）通用部分：1、大平大向的检查首先站在距离病害地段200米以外地段目视线路大平大向是否存在大方向或漫坑。

根据轨检车图纸分析是否存在长波高低或轨向不平顺，特别是50～80米范围内连续3波或多波不平顺当目视不良或轨检车图纸显示大平大向不良时采用全站仪、水准仪或长波不平顺检查小车进行精确测量，或根据控制桩数据，测量控制桩处的横纵距，对大平大向进行定量分析。

2、方向、高低的检查目视方向高低不良处所，采用弦线逐根测量方向和高低，弦线长度根据现场情况确定，尽量采用40米长线进行测量。

3、轨距、水平的测量及三角坑的分析按“一二三”的检查模式全面检查轨距、水平，轨距误差满足±2，变化率不大与0.5‰，水平一侧高2～3mm,变化率不大于0.5‰，三角坑不大于3mm。

4、线路动态情况下空吊、外闯情况检查过车时检查钢轨轨枕的空吊情况，包括轨枕的空吊，铁垫板与轨枕间的吊板，钢轨与垫板之间的吊板，钢轨是否存在外闯。

5、轨面平顺度的检查，一米直尺测量钢轨轨面的平顺状态采用一米直尺测量轨面及作用边的平顺度，重点注意接头焊缝是否平直。

6、钢轨侧磨的检查测量钢轨的侧磨情况，尤其是不均匀磨耗的检查。

当发现钢轨出现不均匀磨耗时，要加强对现场几何尺寸的分析，分析出现不均匀磨耗的原因。

7、轨底坡的检查分析轨底坡在现有的检查手段下不易定量测量，可以根据铁垫板的锈蚀情况，胶垫的失效变形情况，轨枕的变形情况，钢轨焊接时是否发生扭转，钢轨轨顶面的磨耗情况进行分析，也可以根据钢轨轨面的光带变化或采用轨面喷涂油漆分析轨迹线的方法进行分析（二）道岔部分：1、尖轨、心轨，基本轨的作用边是否直顺，特别是尖轨、心轨变截面处所，拼装式辙叉的间隔铁处所是否存在作用边不直顺，检查尖轨、心轨顶面是否存在波磨，特别是电务拉杆等薄弱处所。

检查时采用1米或1.5米直尺进行测量。

采用弦线测量尖轨、心轨是否存在侧弯或拱腰。

2、滑床板离缝的检查采用塞尺逐块测量滑床板与铁垫板的吊板情况，大于1mm均须记录整修。

3、尖轨竖切部分不密贴，顶铁离缝的检查采用塞尺测量尖轨竖切部分的密贴程度，测量尖轨的顶铁密贴程度，大于1mm均须记录整修。

4、各部槽宽开口的检查测量护轨轮缘槽宽度，辙叉心轮缘槽宽度，检查尖轨开口情况，检查有无轮背撞击尖轨非作用边情况，对于护轨轮缘槽宽度，要根据护轨的开口、过渡段、平直段逐段进行检查，确保护轨开口、平直段、缓冲段位置正确，槽宽不超过允许误差。

5、尖轨降低值的检查根据尖轨设计，尖轨顶面20mm处尖轨应低于基本轨2mm，尖轨顶面宽50mm处，尖轨高于基本轨1～2mm。

尖轨段面20mm至尖轨间部位尖轨不应受力，尖轨顶面20～50mm范围，尖轨、基本轨共同受力，50mm以后尖轨受力，基本轨不应受力。

现场可以在钢轨顶面每根轨枕处采用油漆标化标记，分析受力状态。

6、道岔内轨面不平顺检查一米直尺测量轨面的平顺性，道岔内检查如下部位：尖轨、基本轨、长心轨的顶面波磨及轨顶砸塌情况。

尖轨与基本轨结合部分，心轨与翼轨结合部分是否存在轮缘压伤基本轨、翼轨情况，辙叉部分翼轨堆高6mm，是否存在岔心尖磨耗，堆高加大，翼轨磨耗，堆高减小造成辙叉冲击力增大。

（三）曲线部分1、曲线技术条件的分析未被平衡的欠超高，一般应不大于75mm，困难情况下应不大于90mm，容许速度大于120km/h线路的个别特殊情况下不大于110mm；未被平衡的过超高不得大于50mm，困难条件下不大于70mm。

曲线超高应在缓和曲线内顺完，容许速度大于120km/h的线路，顺坡坡度一般不大于1/(10vmax)（160区段为0.62‰,130区段为0.77‰）其他线路不大于１/(9vmax);如缓和曲线长度不足，顺坡可延伸至直线上；如无缓和曲线，容许速度大于容许速度大于120km/h的线路，顺坡坡度一般不大于1/(10vmax),其他线路不大于１/(9vmax)。

容许速度大于120km/h的线路，在直线上顺坡的超高不得大于8mm；其他线路，有缓和曲线时不得大于15mm，无缓和曲线时不得大于25mm。

同向曲线两超高顺坡终点间的夹直线长度应满足下表规定，特殊困难地段应不短于25m。

容许速度不大于120km/h的线路极个别情况下，不足25m时，可在直线上设置不短于25m的相等超高段，困难条反向曲线两超高顺坡终点间的夹直线长度应满足上表规定，特殊困难地段不应短于25m。

圆曲线最小长度应满足上表规定，特殊困难地段不应短于25m。

对曲线的技术条件进行分析,对于位于困难条件的曲线,要纳入关键控制机制,严格控制。

2、曲线鹅头的检查对曲线两端各200米线路进行检查，确保曲线进出口圆顺，检查有无鹅头及反弯。

3、曲线正矢的检查用20米弦绳逐点检查曲线正矢，对于目视不良地点加密检查套拉，检查曲线的正矢变化率。

4、缓和曲线内高低的检查重点检查缓和曲线内的曲线高低情况，缓和曲线内的高低不良影响曲线的超高顺坡率。

二、重点典型病害的分析及整治方法(一)通用部分1、大平大向分析长波不平顺(20m<L≤100m)。

这种不平顺主要影响旅客舒适性，在快速列车的运行中，某些波长的长波不平顺，会引起列车共振，从而造成晃车。

车体都有自己的自振（固有）频率，我国目前采用的车体横向自振频率为1～1.5Hz，例如：韶8机车的自振频率为1.2,列车以v速度运行时，可能使列车产生横向共振摇摆的线路横向不平顺敏感波长L为L=v/3.6f公式中ｖ------行车速度，km/h;L------线路不平顺敏感波长，m；f------车体横向自振频不同速度区段不同自振频率车型的敏感波长因此，对于提速干线必须对大平大向不良进行整修，首先对线路设置控制桩，组成控制网，利用仪器对横纵断面进行测量设计，利用控制桩进行控制，大平大向与控制桩横距误差不大于5mm。

2、方向、高低、轨距、水平、三角坑分析轨距超出＋2，－2范围，水平误差大于5mm，轨距变化率大于0.5‰，水平变化率大于1‰，三角坑大于3mm，方向、高低大于3mm在整治晃车时都要进行整修。

在分析静态几何尺寸时，要注意假轨距、假水平的分析分析动态情况下轨距、水平的实际值，要考虑尖轨竖切、顶铁离缝，扣件离缝、轨枕横移对轨距、方向的影响，考虑空吊、滑床板离缝对水平、高低、三角坑的影响。

考虑道尺测量的地点与实际轮轨接触地点不一致影响。

对于几何尺寸超限，采用起拨捣改等综合手段进行整修。

3、复合不平顺分析水平与轨向的逆向复核不平顺对行车的影响原理相当于曲线的反超高，对晃车影响很大。

尤其是在现场做成一侧高的情况下，该病害很容易形成，特别是对于方向的长波不平顺与水平的一侧高形成的复核不平顺在现场容易被忽略，要引起高度的重视。

3、轨面平顺性分析钢轨接头、轨面的不平顺，主要产生行车噪声及轮重变化，如果短波不平顺连续，将引起晃车，根据西南交大有关专家的动力学动态仿真计算，当波磨深度达到1.2mm时，客车速度达到160km/h所产生的轮轨力和振动加速度是波深不超0.3mm标准下的2.95倍和144.0倍，而且波长越短，危害越大，当波磨长度为4２mm,深度达到1.2mm时，速度大于160km/h的客车会出现轮轨作用力为零现象，说明车轮瞬间出现了跳动，不但影响晃车，而且还危及行车安全。

轨面不平顺的整治方法：强化大机打磨力争做到提速干线大机打磨每年一遍，工务段坚持小机打磨。

4、轨底坡分析轨底坡变化改变轮轨关系，致使轮轨接触点内移或外移，形成两个车轮的滚动半径不一致，造成晃车，造成轨底坡改变的原因主要是焊轨时对轨不正，发生扭转，胶垫、垫板发生变形，轨枕发生弯曲变形等。

对于轨底坡变化处所，可以从光带变化进行判断，在整修时，可以利用楔形胶垫、更换垫板和胶垫、钢轨打磨等方法整修。

（二）道岔病害分析1、尖轨降低值分析在机车车辆通过转辙部分时，在尖轨顶面宽20mm以前，全部荷载由基本轨承受。

在尖轨顶面宽20mm处起，尖轨逐渐承受荷载，至顶面宽50mm处，荷载将全部由基本轨过渡到尖轨上，反之荷载逐渐由尖轨过渡到基本轨上。

也就是说在尖轨段面宽度20～50mm处为尖轨基本轨的过渡段，如果过渡段不合理，将直接影响机车车辆的通过过渡段的平顺性。

过渡段不合理在现场的主要表现一是尖轨段面20mm后仍不受力，现场可以直观的通过光带来判断，甚至有的道岔在尖轨30～40mm段面处尖轨才开始受力，二是尖轨在段面宽度10mm处开始受力，三是尖轨50mm以后的段面基本轨仍然在受力。

在尖轨段面20mm以后尖轨仍不受力，由基本轨受力，造成轮轨的接触点外移，由于车轮为锥形踏面，接触点外移后形成尖轨一侧车轮的滚动半径小于另一侧的车轮滚动半径，造成列车运行方向扭转，形成晃车。

尖轨段面50mm后基本轨仍然受力，也是轮轨接触点发生了外移，形成晃车。