矿区铁路小半径曲线病害及整治措施探究
赵建坤
摘要：曲线地段相比直线地段更易产生各种病害，因此提高曲线的维修质量，增强曲线这一铁路线路上的薄弱环节，对提高线路整体质量、保证行车安全有着重要的意义。由于历史的原因，矿区内铁路线路小半径曲线较多，给铁路行车带来了一些安全隐患。文章在科学分析矿区铁路小半径曲线病害成因的基础上，制定了相应病害的养护维修方法，并在加强轨道建设等方面进行了思考。
关键词：铁路；小半径曲线；病害；整治
列车的运行方向的由轨道来引导，车体在运行时由于惯性的作用是不会改变方向的。但是在曲线地段，车体被迫跟着轨道不断的转变运行方向。这样势必形成车轮冲击钢轨，导致轨道变形，发生方向不良，而车轮与钢轨的冲击又造成了钢轨的磨耗。曲线地段相比直线地段更易产生各种病害，因此提高曲线的维修质量，增强曲线这一铁路线路上的薄弱环节，对提高线路整体质量、保证行车安全有着重要的意义。由于历史的原因，矿区内铁路线路小半径曲线较多，给铁路行车带来了一些安全隐患。尤其是随着矿区运量的提升，小半径曲线稳定性较差的缺点日渐显露：曲线方向不良、磨耗超限、线路横移、轨距变大、正矢超限等曲线常见病害时有发生，夏季还容易发生胀轨跑道等严重问题，既给线路养护维修增加了很大的工作量，也降低了线路的通行能力。为彻底根治小半径曲线上的一些常见病害，将多次实地调研总结出的经验和整治措施与养路工区进行探讨交流，取得一定成果。
1小半径曲线常见病害
小半径曲线病害的产生与钢轨受力有着直接关系。当列车在曲线地段运行时，所产生的力是非常复杂的。通过对列车作用于钢轨上的力的分析，可以将其分为3个方向，即竖直方向、水平横向以及水平纵向。因此，小半径曲线在以上3个方向力的相互作用下，导致钢轨、线路几何尺寸、轨枕和道床等产生变化，经过一段时间的累积，各种变形进一步扩大，线路的各种病害就会逐步显现出来，从而对铁路安全运输造成隐患。
1.1曲线钢轨磨耗
小半径曲线钢轨磨耗往往是在多种因素的复合作用下形成的，造成曲线钢轨磨耗的原因主要有：（1）钢轨本身质量不过关。（2）曲线不圆顺、方向不良，使列车通过时产生左右摇晃；缓和曲线超高的递减距离不够，引起列车在缓和曲线运行时发生震动、摇晃和冲击。（3）超高偏大，车轮在重力作用下撞击摩擦曲线下股钢轨，从而逐渐形成下股钢轨磨耗。（4）超高偏小，车轮在离心力作用下撞击摩擦曲线上股钢轨，逐渐形成上股钢轨磨耗。（5）轨距超限，使车轮与钢轨的接触不好，增加行车阻力与摇晃。（6）缓和曲线超高的顺坡距离不够，引起列车在通过缓和曲线时产生剧烈振动，加速摇晃和冲击，造成钢轨非正常磨耗。（7）轨底坡不正确，使钢轨顶面与车轮踏面不相吻合，钢轨顶面受偏压，这些都会使钢轨加速磨耗。
1.2曲线方向不良
曲线方向不良是多种因素综合作用的结果，主要因素有：（1）曲线正矢、水平、高低跟随路基施工质量以及后期养护不及时等原因造成路基的下沉发生变化。（2）在日常工作中，为了减少拨道量而长期凭经验拨道、用眼睛看估拨、采用简易拨道法拨道，都会使误差积累。（3）养护维修不及时、方法不合适。在拨正曲线时，单纯拨道而不结合水平高低的整治同时进行；钢轨有硬弯、接头错牙、轨底坡不一致等病害没有及时整治；拨道、清筛、捣固作业后，道砟回填、安装防爬器不及时.不调查轨缝就直接拨道，拨正时强压使轨缝顶瞎后发生弹性恢复；捣固不均匀等都会引起曲线方向不良。（4）木枕腐朽不能持钉、混凝土枕扣件扭矩不足，防爬器、轨距杆不足或失效都能使曲线方向发生变化。
1.3钢轨接头“史嘴”
钢轨接头“支嘴”是指曲线上的钢轨接头离开应有的圆弧位置，向曲线外侧支出。曲线上接头支嘴是由于钢轨弹性和硬弯引起的。这类病害多发生在小半径曲线上，特别是相对式接头的曲线上。
1.4曲线“鹅头”
曲线两端“鹅头”是曲线的两端向外侧凸出，越出直线方向，偏离应有的平面位置，形成状似鹅头的小反向曲线。其产生的原因一是经常盲目进行局部正失调整，把正失赶到一起而产生“鹅头”。二是为了拨道时省工省力，长期向上挑，随意减小曲线半径，将正失集中到直缓、缓直点附近而产生“鹅头”。在小半径曲线上，列车进入曲线头尾的冲击力度大、道床横向阻力不足也能产生“鹅头”。
2矿区铁路小半径曲线病害的整治对策
依据查阅相关资料与多次的现场论证，引起曲线钢轨磨耗和方向不良以及其他病害的主要因素是小半径曲线地段的横向水平力，而曲线钢轨的空间位置决定了横向水平力的大小。所以在整治小半径曲线病害时，零敲碎打的办法是远远不够的，必须采取综合整治的办法，彻底做一遍计划综合维修。
2.1曲线钢轨磨耗的整治措施
曲线钢轨磨耗的整治措施主要有：（1）每年根据全年列车平均速度，检算设计超高，并根据现场外轨侧磨和内轨压溃情况及时调整曲线超高。（2）采用“中央法”拨道控制曲线首尾连接平顺。（3）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。（4）利用“地锚法”来张拉外界力以有效缓解横向水平作用力。（5）定期检查并修正曲线圆顺度，从预防的观点出发，治小治早。（6）定期对曲线上股钢轨侧面涂油，减少钢轨侧面磨耗。
2.2曲线方向不良的整治措施：
曲线钢轨磨耗的整治措施主要有：（1）合理设置轨距加宽与外轨超高。（2）定期打磨曲线钢轨肥边，矫正硬弯钢轨，保持曲线圆滑、平顺。（3）有计划地更换失效轨枕、清筛板结道床、补充道碴、整修路基、疏通排水，保证路基的稳定。（4）定期起道、捣固，消灭空吊板、保证曲线几何状态良好。（5）及时更换失效轨枕。
2.3曲线接头“支嘴”的整治措施
曲线接头“支嘴”的整治措施主要有：（1）禁止在钢轨接头处用起道机拨道，防止钢轨向外支出或产生硬弯。（2）加宽上股道床，填满并夯实轨枕盒内道砟，并在支嘴前后的轨枕盒的两股钢轨底下设置防爬支撑，以增强曲线的稳定性。（3）在支嘴处安装地锚，通过轨距杆防止轨道的横向移动。调换接头里外口夹板的方法进行整治。（4）将钢轨接头“支嘴”处里外口夹板互换，通过弯曲变形的夹板给“支嘴”一个回收的力来抵消“支嘴”现象。
2.4曲线“鹅头”的整治措施：
消除曲线“鹅头”的病害，可以采用下列方法：（1）通过拨好曲线两端的直线方向，目测拨道压除“鹅头”，然后再进行正矢测量并计算拨道。（2）按规定计划缓和曲线的正失，将直缓点、缓圆点、圆缓点、缓圆点固定在正确位置来消除“鹅头”。（3）拨道时从曲线两端向中间拨，杜绝将误差聚到曲线一端产生“鹅头”。
3关于小半径曲线养护的思考
3.1强化维修质量
日常维修中，为保证小半径曲线状态良好，总结出如下经验：（1）在合理设置正矢的前提下，坚持每月安排一次小曲线正矢的全面检查，用10米长弦线全面检测正矢，每次检查必须做到大小桩全部检查，并做好记录。为曲线正矢整正提供可靠参考。（2）加强曲线钢轨状态检查和监控，按《铁路线路修理规则》规定及时进行更换重伤钢轨。（3）合理设置曲线超高顺坡，在整个缓和曲线内顺完。（4）对半径小于300米的曲线加装地锚拉杆，防止线路的横移。（5）及时补充和更换联接零件，发现扣件、脚垫、螺栓等零件损坏或缺失，立即进行更换、补充。（6）冬季、夏季加强曲线钢轨接头轨缝的检查，及时调整轨缝，防止轨缝过大造成螺栓拉断、钢轨掉块或瞎缝造成胀轨跑道、线路横移等病害的发生。（7）冬季根据线路冻害情况及时加装冻害垫板。（8）春融季节及时撤出冻害垫板并进行捣固。
3.2建立小半径曲线的技术台账
（1）建立曲线技术台账和正矢检查记录，可以探索出曲线病害产生的原因与发展规律，结合日常检查情况，根据每一条曲线病害发展规律，在曲线状态恶化前进行有计划的预防性维修，降低维修工作量、提高线路设备完好率。（2）定期测量钢轨磨耗并做好记录，分析钢轨磨耗原因，制定有针对性的防范措施。
