小半径曲线常见病害的分析及整治措施

概述
小半径曲线钢轨伤损病害严重

二是钢轨接头病害突出 主要是由于南昆线的胶接绝缘接头因铺设上道时间较早， 已进入疲劳期，普遍存在轨头低踏、轨面掉块、夹板和螺 孔裂纹、电阻不良等病害 2013年至今全段共更换189副 厂焊接头低踏病害严重 主要原因是厂焊接头在焊接时由于材料强度比母材低，在 列车的冲击力作用下被压踏，并造成接头吊板、道碴打白、 接头扣件松动等次生病害。再次是伤损钢轨更换导致铝热 焊接头、临时处理接头大量增加，接头的增加造成线路次 生病害的大量存在
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
整治措施 (3)加强对小半径曲线轨道的检查与日常维护；

由于小半径曲线是铁路线路的薄弱环节，产生病害的频率较高，是 整体行车线路质量优劣的主要控制因素。所以对曲线进行周期性的 检查是掌握线路技术状态的重要手段。只有通过不断检查，并依照 线路设备各种变化的不同程度安排临时补修和经常性保养工作，才 能在最大程度上保障铁路行车安全。与此同时，铁路小半径曲线养 护的重点是确保曲线的几何尺寸不超限、更换失效的联结零件、更 换溃烂大胶垫等。目前来看，对于曲线轨道维修质量的监控主要是 通过静态检查手段来实现的，而动态检查主要通过轨道车、轨检车、 机车添乘等手段来实现。由于静态检查仅能够了解曲线轨道静止时 的状态，而动态检查则能了解到曲线轨道在机车运行时的受力变形 状态。故曲线轨道的日常养护要将静态质量和动态质量相结合。
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
(4)轨枕失效严重

主要集中在小半径曲线上， 病害表现为轨枕挡肩破损、 轨枕开裂、沉轨槽溃烂等
二、原因分析及防治措施
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
①线路的先天不足是钢轨 磨耗的最主要原因。列车驶 经小半径曲线时，由于车轮 踏面与钢轨面发生滑动，使 相同牵引力下列车的行驶速 度大大降低，使钢轨受到的 力较直线地段大的多，导致 机车车辆与轨道部件都受到 伤损，特别是钢轨的侧磨较 大，使用寿命变短。
概述
小半径曲线钢轨伤损病害严重

一是钢轨表面伤损严重 今年截止11月7日南昆线正线钢轨伤损主要是剥离掉块，占正 线钢轨伤损的31.29%，其次是核伤占30.58%，鱼鳞占7.97%， 裂纹占2.7%。 南昆线钢轨剥离掉块主要发生在500m<R<700m及 1000m<R<1100m的曲线上股地段
(2)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。由于曲线下 股钢轨肥边影响，用道尺手 工检查出来的轨距都是假轨 距，给改道作业增加难度； 再加上钢轨肥边厚度不均匀， 改道过后轨距变化率不均匀， 机车、车辆轮对产生蛇形运 动，加速轨道几何尺寸的变 化。
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
整治措施 (1)及时进行曲线方向的整正；
由于铁路轨道在长时间运营和线路养护过程中所经受的外力作
用，会致使轨道曲线平面形状发生某些较大的变化，由此曲线 五大桩的位置也可能或多或少发生位移。故为了精确计算出拨 道量并有效减少方向整正中的拨量，应当在维持曲线轨向现状 的基础之上，重新确定出曲线主要标桩点的位置，然后再准确 测量现场正矢，计算出拨道量进行拔道。为了进一步提高拨道 的精确度，小半径曲线可以采用加密正矢点进行测量。 巩固拨道成果：在传统概念中，拨道是整治曲线方向的主要方 法。但是，仅仅依赖于拨道想较长时间保持曲线方向是难以实 现的。还需要将“起、拨、捣、改”等方法与正矢递增(减)、加 强钢轨硬弯矫直、更换失效联结零件等方法进行综合使用。与 此同时，还需加宽曲线外股道床宽度、堆高碴肩、增加道床的 横向水平移动阻力等方式来不断增强道床横向阻力。
概述
小半径曲线轨枕失效严重

根据秋检资料，目前全段更换轨枕9347根 主要集中在小半径曲线上，病害表现为轨枕挡肩破损、轨枕 开裂、沉轨槽溃烂等
通过对曲线主要病害进行现场调查、分析，发现在运营和养护 中出现了一系列病害，主要表现在以下几方面：
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
原因分析 (1)钢轨伤损病害； (2)轨道几何尺寸易超限； (3)连接零件易松动且破损率高； (4)轨枕失效严重；
二、原因分析及防治措施
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
⑦轨下胶垫压溃、破 损，造成轨底坡不均匀， 列车通过时钢轨扭曲变 形，轨面受力突变，容 易使钢轨轨面剥离掉块。
二、原因分析及防治措施
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
⑧车体与车体、车体 与轮对之间连接不牢固， 增加列车的晃动，也会 助长磨耗的形成。
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
整治措施 (4)建立小半径曲线的科学养护技术资料；

建立健全小半径曲线的科学养护技术资料是获得曲线设备技 术状态信息、掌握曲线设备变化规律、编制曲线作业计划和 分析研究病害的基础及可靠依据。因此，在日常工作中应当 认真执行各项定期检查制度、定期拨道制度和定期验收制度 等，全面做好曲线超高、正矢、磨耗值等技术资料的统计、 分析与归档工作。一旦发现曲线病害，便可依据这些原始资 料来查找病害产生的原因，并采取行之有效的对策进行整治。
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
⑤车轮踏面对钢轨的 冲击摩擦，使其踏面形 成不均匀磨耗，从而使 列车进行蛇形运动，冲 击钢轨，助长磨耗的形 成。
二、原因分析及防治措施
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
⑥我段小半径曲线使 用淬火轨，由于工艺原 因和轨面受力原因，造 成轨面剥离掉块。
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
(3)连接零件易松动且破损
率高
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。
④轨枕预留轨底坡是１/４０， 用于直线地段是合适的，而在曲 线地段，由于超高的作用，使车 轮踏面与钢轨顶面未全部接触， 车体荷载就集中于钢轨内顶接触 面，形成偏载，有时轮缘挤压钢 轨头部内侧面，对钢轨破坏很大， 容易形成磨耗、掉块。只有增大 轨底坡，增加轮轨接触面，方可 消除钢轨偏载作用。
二、原因分析及防治措施
二、原因分析及防治措施
(3)小半径曲线钢轨病害加速几
何尺寸变化和联结零件破损

原因分析：
从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。
二、原因分析及防治措施
(2)轨道几何尺寸易超限和连接
零件易松动、破损


原因分析：
②这些横向力（导向力、侧向 力及车架压力）的大小取决于离 心力、行车速度、曲线半径和外 轮超高。当在压应力和横向力的 共同作用下超过了钢轨的屈服强 度时，在钢轨作用边产生碾堆 （即塑性变形），在踏面形成局 部压陷特征，压陷处不易和车轮 踏面接触（即短不平顺）而形成 暗斑，最终形成疲劳裂纹。当钢 轨的磨耗速度小于疲劳裂纹的扩 展速度时，最终将发展成剥离掉 块。
二、原因分析及防治措施
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
③超高偏大（相对于货 车），车轮在向心力作用 下撞击摩擦下股钢轨，从 而逐渐形成下股钢轨压塌、 肥边、波磨。超高偏小 （相对于客车），车轮在 离心力作用下撞击摩擦上 股钢轨，上股钢轨侧磨逐 渐形成。
二、原因分析及防治措施
(1)钢轨伤损病害 原因分析：
二、原因分析及防治措施
(2)轨道几何尺寸易超限 原因分析： ①与曲线受力有着直接关系，当列车 在曲线地段运行时，产生的力十分复杂。 通过力的分析，可将列车作用于钢轨上 的力分为３个方向，即竖直方向、水平 横向以及水平纵向。垂直力即或作用于 钢轨上车轮的静压力（即分配到该车轮 上的车辆重量——轴重），列车通过轨 道不平顺地段以及不平顺车轮运行时会 产生附加力。在曲线地段还有因外轨超 高以及车架对车轮横向压力而引起的附 加垂直力。横向水平力主要指车轮对钢 轨的侧压力和曲线上的附加横向力。曲 线地段产生的横向水平力比较大。曲线 半径愈小，横向水平力愈大。曲线上产 生的离心力和因外轨超高使车辆倾斜而 产生的机车车辆重力分力有关。
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
(1)钢轨伤损病害 钢轨侧磨、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；钢轨轨头作 用面掉块也是曲线钢轨 病害的重要类型；曲线 下股钢轨轨面压塌、肥 边，靠近车站两端的小 半径曲线下股压塌、肥 边尤其严重。
一、南昆线 小半径曲线的主要病 害
概述
我段南昆线正线线路曲线共计450个，延展长
189.679km，正线曲线半径350≤R≤410m的曲线9个， 延展长5.178km，正线曲线半径R≤600m的曲线168个， 延展长72.347km。从工区日作业计划来分析，工区 65%的作业时间都用在小半径曲线的起道捣固、改道、 更换联结零件、更换失效轨枕、更换伤损钢轨等作业 项目上，投入了大量的财力、物力、劳力来整治小半 径曲线，但效果并不是很理想。
二、原因分析及防治措施
(2)轨道几何尺寸易超限和连接
零件易松动、破损

原因分析：
③曲线半径越小，出现掉块的 情况就越严重。纵向水平力，产 生纵向水平力的主要原因是轨道 爬行和温度作用，在曲线地段， 钢轨上还作用着滑动引起的摩擦 力。轨道爬行主要是在车轮滚动 下钢轨的蛇形起伏而产生的，在 列车制动地段尤其明显。如钢轨 和轨枕之间连接不够牢固，弹性 道床抵抗轨枕纵向位移的阻力大 于钢轨在支座上滑动的阻力，此 时钢轨可能纵向移动，而轨枕则 仍然留在原地。