軌道病害分析與整治

1、軌道病害分析與整治現(xiàn)在高速鐵路飛速發(fā)展，大規(guī)模修建高速鐵路客運(yùn)專線，發(fā)展了各種類型的無砟軌道、有砟軌道、無砟道岔等，運(yùn)行速度達(dá)到350km/h，最高速度達(dá)到了394km/h，在修建高速鐵路技術(shù)方面已列居世界首位。但是，我國自首條350km/h高速客運(yùn)專線京津城際開通運(yùn)行以來，陸續(xù)開通了石太、武廣等多條客運(yùn)專線，工務(wù)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)維修問題就成了當(dāng)前首要研究項(xiàng)目。特別是晃車問題的整治，更是需要探索的問題。一、定位法整治線路病害在軌道上人工查找各種動態(tài)檢測儀器檢查發(fā)現(xiàn)的晃車地點(diǎn)，如車載、便攜式添乘儀的重復(fù)二三級超限處所及軌檢車二三級病害超限處所時，儀器的檢測報(bào)告中只提供了病害里程和超限值，而儀器提供的超

2、限里程往往與現(xiàn)場實(shí)際里程有一定的差距，個別處所的差距甚至達(dá)到200米,因此準(zhǔn)確定位儀器報(bào)警地點(diǎn)的現(xiàn)場位置至關(guān)重要。方法一：人工乘車感覺法。對于峰值較大的車載及便攜式添乘儀報(bào)警點(diǎn)（當(dāng)峰值達(dá)到0.08及以上時），乘車人體就能夠感覺到，當(dāng)峰值達(dá)到0.10及以上時人體就能感覺到明顯的晃動，因此對于慣性晃車地點(diǎn)，派有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員上車，感覺和觀察晃車的具體地點(diǎn)和晃動的形式，定位病害的地點(diǎn)和特征。方法二：對于便攜式添乘儀，人工進(jìn)行里程校核。帶添乘儀添乘機(jī)車，每10公里根據(jù)現(xiàn)場公里標(biāo)對儀器里程進(jìn)行校核，根據(jù)報(bào)警里程與實(shí)際的差距定位報(bào)警點(diǎn)現(xiàn)場實(shí)際的位置方法三：根據(jù)軌檢車圖紙進(jìn)行確定。首先根據(jù)軌檢車圖紙上的道岔

3、、護(hù)軌鎖頭等地面標(biāo)志和曲線位置信息核對軌檢車圖紙里程與現(xiàn)場實(shí)際里程的差距，將軌檢車圖紙里程修訂為現(xiàn)場實(shí)際里程。其次將儀器的報(bào)警點(diǎn)在軌檢車波形圖上相應(yīng)的地點(diǎn)附近去比對，軌檢車、動檢車檢測項(xiàng)目均有水平加速度和垂直加速度，根據(jù)報(bào)警點(diǎn)的里程去查看軌檢車波形圖，兩者雖然數(shù)值上會有差異，但一般車載及添乘儀報(bào)警地點(diǎn)在近期的軌檢車波形圖水平加速度或垂直加速度波形上會有相應(yīng)的反映，因此可以通過軌檢車波形圖來確定報(bào)警點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。一、軌道病害診治方法（一）通用部分：1、大平大向的檢查首先站在距離病害地段200米以外地段目視線路大平大向是否存在大方向或漫坑。根據(jù)軌檢車圖紙分析是否存在長波高低或軌向不平順，特別是50

4、80米范圍內(nèi)連續(xù)3波或多波不平順當(dāng)目視不良或軌檢車圖紙顯示大平大向不良時采用全站儀、水準(zhǔn)儀或長波不平順檢查小車進(jìn)行精確測量，或根據(jù)控制樁數(shù)據(jù)，測量控制樁處的橫縱距，對大平大向進(jìn)行定量分析。2、方向、高低的檢查目視方向高低不良處所，采用弦線逐根測量方向和高低，弦線長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定，盡量采用40米長線進(jìn)行測量。3、軌距、水平的測量及三角坑的分析按“一二三”的檢查模式全面檢查軌距、水平，軌距誤差滿足±2，變化率不大與0.5，水平一側(cè)高23mm,變化率不大于0.5，三角坑不大于3mm。4、線路動態(tài)情況下空吊、外闖情況檢查過車時檢查鋼軌軌枕的空吊情況，包括軌枕的空吊，鐵墊板與軌枕間的吊板，

5、鋼軌與墊板之間的吊板，鋼軌是否存在外闖。5、軌面平順度的檢查，一米直尺測量鋼軌軌面的平順狀態(tài)采用一米直尺測量軌面及作用邊的平順度，重點(diǎn)注意接頭焊縫是否平直。6、鋼軌側(cè)磨的檢查測量鋼軌的側(cè)磨情況，尤其是不均勻磨耗的檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼軌出現(xiàn)不均勻磨耗時，要加強(qiáng)對現(xiàn)場幾何尺寸的分析，分析出現(xiàn)不均勻磨耗的原因。7、軌底坡的檢查分析軌底坡在現(xiàn)有的檢查手段下不易定量測量，可以根據(jù)鐵墊板的銹蝕情況，膠墊的失效變形情況，軌枕的變形情況，鋼軌焊接時是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)，鋼軌軌頂面的磨耗情況進(jìn)行分析，也可以根據(jù)鋼軌軌面的光帶變化或采用軌面噴涂油漆分析軌跡線的方法進(jìn)行分析（二）道岔部分：1、尖軌、心軌，基本軌的作用邊是否直順，

6、特別是尖軌、心軌變截面處所，拼裝式轍叉的間隔鐵處所是否存在作用邊不直順，檢查尖軌、心軌頂面是否存在波磨，特別是電務(wù)拉桿等薄弱處所。檢查時采用1米或1.5米直尺進(jìn)行測量。采用弦線測量尖軌、心軌是否存在側(cè)彎或拱腰。2、滑床板離縫的檢查采用塞尺逐塊測量滑床板與鐵墊板的吊板情況，大于1mm均須記錄整修。3、尖軌豎切部分不密貼，頂鐵離縫的檢查采用塞尺測量尖軌豎切部分的密貼程度，測量尖軌的頂鐵密貼程度，大于1mm均須記錄整修。4、各部槽寬開口的檢查測量護(hù)軌輪緣槽寬度，轍叉心輪緣槽寬度，檢查尖軌開口情況，檢查有無輪背撞擊尖軌非作用邊情況，對于護(hù)軌輪緣槽寬度，要根據(jù)護(hù)軌的開口、過渡段、平直段逐段進(jìn)行檢查，確保

7、護(hù)軌開口、平直段、緩沖段位置正確，槽寬不超過允許誤差。5、尖軌降低值的檢查根據(jù)尖軌設(shè)計(jì)，尖軌頂面20mm處尖軌應(yīng)低于基本軌2mm，尖軌頂面寬50mm處，尖軌高于基本軌12mm。尖軌段面20mm至尖軌間部位尖軌不應(yīng)受力，尖軌頂面2050mm范圍，尖軌、基本軌共同受力，50mm以后尖軌受力，基本軌不應(yīng)受力。現(xiàn)場可以在鋼軌頂面每根軌枕處采用油漆標(biāo)化標(biāo)記，分析受力狀態(tài)。6、道岔內(nèi)軌面不平順檢查一米直尺測量軌面的平順性，道岔內(nèi)檢查如下部位：尖軌、基本軌、長心軌的頂面波磨及軌頂砸塌情況。尖軌與基本軌結(jié)合部分，心軌與翼軌結(jié)合部分是否存在輪緣壓傷基本軌、翼軌情況，轍叉部分翼軌堆高6mm，是否存在岔心尖磨耗，堆

8、高加大，翼軌磨耗，堆高減小造成轍叉沖擊力增大。（三）曲線部分1、曲線技術(shù)條件的分析未被平衡的欠超高，一般應(yīng)不大于75mm，困難情況下應(yīng)不大于90mm，容許速度大于120km/h線路的個別特殊情況下不大于110mm；未被平衡的過超高不得大于50mm，困難條件下不大于70mm。曲線超高應(yīng)在緩和曲線內(nèi)順完，容許速度大于120km/h的線路，順坡坡度一般不大于1/(10vmax)（160區(qū)段為0.62,130區(qū)段為0.77）其他線路不大于/(9vmax);如緩和曲線長度不足，順坡可延伸至直線上；如無緩和曲線，容許速度大于容許速度大于120km/h的線路，順坡坡度一般不大于1/(10vmax),其他線路

9、不大于/(9vmax)。容許速度大于120km/h的線路，在直線上順坡的超高不得大于8mm；其他線路，有緩和曲線時不得大于15mm，無緩和曲線時不得大于25mm。同向曲線兩超高順坡終點(diǎn)間的夾直線長度應(yīng)滿足下表規(guī)定，特殊困難地段應(yīng)不短于25m。容許速度不大于120km/h的線路極個別情況下，不足25m時，可在直線上設(shè)置不短于25m的相等超高段，困難條件下可在直線部分從較大超高向較小超高均勻順坡。 速度（km/h）20016014012010080一般（m）140130110806050困難(m)1008070504030反向曲線兩超高順坡終點(diǎn)間的夾直線長度應(yīng)滿足上表規(guī)定，特殊困難地段不應(yīng)短于25

10、m。圓曲線最小長度應(yīng)滿足上表規(guī)定，特殊困難地段不應(yīng)短于25m。對曲線的技術(shù)條件進(jìn)行分析,對于位于困難條件的曲線,要納入關(guān)鍵控制機(jī)制,嚴(yán)格控制。2、曲線鵝頭的檢查對曲線兩端各200米線路進(jìn)行檢查，確保曲線進(jìn)出口圓順，檢查有無鵝頭及反彎。3、曲線正矢的檢查用20米弦繩逐點(diǎn)檢查曲線正矢，對于目視不良地點(diǎn)加密檢查套拉，檢查曲線的正矢變化率。4、緩和曲線內(nèi)高低的檢查重點(diǎn)檢查緩和曲線內(nèi)的曲線高低情況，緩和曲線內(nèi)的高低不良影響曲線的超高順坡率。二、重點(diǎn)典型病害的分析及整治方法(一)通用部分1、大平大向分析長波不平順(20m<L100m)。這種不平順主要影響旅客舒適性，在快速列車的運(yùn)行中，某些波

11、長的長波不平順，會引起列車共振，從而造成晃車。車體都有自己的自振（固有）頻率，我國目前采用的車體橫向自振頻率為11.5Hz，例如：韶8機(jī)車的自振頻率為1.2,列車以v速度運(yùn)行時，可能使列車產(chǎn)生橫向共振搖擺的線路橫向不平順敏感波長L為L=v/3.6f公式中-行車速度，km/h;L-線路不平順敏感波長，m；f-車體橫向自振頻 不同速度區(qū)段不同自振頻率車型的敏感波長速度(km)1hz1.2hz1.5hz100282319120332822140393226160443730200564637因此，對于提速干線必須對大平大向不良進(jìn)行整修，首先對線路設(shè)置控制樁，組成控制網(wǎng)，利用儀器對橫縱斷面進(jìn)行測量設(shè)計(jì)

12、，利用控制樁進(jìn)行控制，大平大向與控制樁橫距誤差不大于5mm。2、方向、高低、軌距、水平、三角坑分析軌距超出2，2范圍，水平誤差大于5mm，軌距變化率大于0.5，水平變化率大于1，三角坑大于3mm，方向、高低大于3mm在整治晃車時都要進(jìn)行整修。在分析靜態(tài)幾何尺寸時，要注意假軌距、假水平的分析分析動態(tài)情況下軌距、水平的實(shí)際值，要考慮尖軌豎切、頂鐵離縫，扣件離縫、軌枕橫移對軌距、方向的影響，考慮空吊、滑床板離縫對水平、高低、三角坑的影響?？紤]道尺測量的地點(diǎn)與實(shí)際輪軌接觸地點(diǎn)不一致影響。對于幾何尺寸超限，采用起撥搗改等綜合手段進(jìn)行整修。3、復(fù)合不平順分析水平與軌向的逆向復(fù)核不平順對行車的影響原理相當(dāng)于

13、曲線的反超高，對晃車影響很大。尤其是在現(xiàn)場做成一側(cè)高的情況下，該病害很容易形成，特別是對于方向的長波不平順與水平的一側(cè)高形成的復(fù)核不平順在現(xiàn)場容易被忽略，要引起高度的重視。3、軌面平順性分析鋼軌接頭、軌面的不平順，主要產(chǎn)生行車噪聲及輪重變化，如果短波不平順連續(xù)，將引起晃車，根據(jù)西南交大有關(guān)專家的動力學(xué)動態(tài)仿真計(jì)算，當(dāng)波磨深度達(dá)到1.2mm時，客車速度達(dá)到160km/h所產(chǎn)生的輪軌力和振動加速度是波深不超0.3mm標(biāo)準(zhǔn)下的2.95倍和144.0倍，而且波長越短，危害越大，當(dāng)波磨長度為4mm,深度達(dá)到1.2mm時，速度大于160km/h的客車會出現(xiàn)輪軌作用力為零現(xiàn)象，說明車輪瞬間出現(xiàn)了跳動，不但影

14、響晃車，而且還危及行車安全。軌面不平順的整治方法：強(qiáng)化大機(jī)打磨力爭做到提速干線大機(jī)打磨每年一遍，工務(wù)段堅(jiān)持小機(jī)打磨。4、軌底坡分析軌底坡變化改變輪軌關(guān)系，致使輪軌接觸點(diǎn)內(nèi)移或外移，形成兩個車輪的滾動半徑不一致，造成晃車，造成軌底坡改變的原因主要是焊軌時對軌不正，發(fā)生扭轉(zhuǎn)，膠墊、墊板發(fā)生變形，軌枕發(fā)生彎曲變形等。對于軌底坡變化處所，可以從光帶變化進(jìn)行判斷，在整修時，可以利用楔形膠墊、更換墊板和膠墊、鋼軌打磨等方法整修。（二）道岔病害分析1、尖軌降低值分析在機(jī)車車輛通過轉(zhuǎn)轍部分時，在尖軌頂面寬20mm以前，全部荷載由基本軌承受。在尖軌頂面寬20mm處起，尖軌逐漸承受荷載，至頂面寬50mm處，荷載將

15、全部由基本軌過渡到尖軌上，反之荷載逐漸由尖軌過渡到基本軌上。也就是說在尖軌段面寬度2050mm處為尖軌基本軌的過渡段，如果過渡段不合理，將直接影響機(jī)車車輛的通過過渡段的平順性。過渡段不合理在現(xiàn)場的主要表現(xiàn)一是尖軌段面20mm后仍不受力，現(xiàn)場可以直觀的通過光帶來判斷，甚至有的道岔在尖軌3040mm段面處尖軌才開始受力，二是尖軌在段面寬度10mm處開始受力，三是尖軌50mm以后的段面基本軌仍然在受力。在尖軌段面20mm以后尖軌仍不受力，由基本軌受力，造成輪軌的接觸點(diǎn)外移，由于車輪為錐形踏面，接觸點(diǎn)外移后形成尖軌一側(cè)車輪的滾動半徑小于另一側(cè)的車輪滾動半徑，造成列車運(yùn)行方向扭轉(zhuǎn)，形成晃車。尖軌段面50

16、mm后基本軌仍然受力，也是輪軌接觸點(diǎn)發(fā)生了外移，形成晃車。在尖軌段面20mm以前尖軌受力，造成了輪軌接觸點(diǎn)內(nèi)移，該股車輪滾動半徑大于另一側(cè)的車輪滾動半徑，同樣也造成晃車。造成尖軌降低值發(fā)生改變的原因主要由以下幾種：尖軌、基本軌直曲股通過總重不一致，造成了直尖軌與曲基本軌磨耗不一致。尖軌、基本軌沒有同時更換，造成新舊尖軌、基本軌存在高度差。由于滑床板離縫，吊板，動態(tài)情況下改變了尖軌基本軌的實(shí)際降低值。基本軌下膠墊、滑床板下膠墊的失效、變形造成尖軌基本軌降低值發(fā)生改變?；舶彘_焊、銹蝕、變形造成造成尖軌基本軌降低值發(fā)生改變。整治方法：逐塊測量滑床板吊板情況，大于1mm必須進(jìn)行整治。更換失效的滑床板

17、、膠墊。對于焊修后的滑床板上線前一定要嚴(yán)格把關(guān)，防止由于焊修造成滑床板變形，滑床臺增厚，從而造成其他滑床板離縫。重起全搗，消滅轉(zhuǎn)折部分空吊。對于尖軌磨耗等原因造成的尖軌降低值發(fā)生改變的通過增減基本軌下膠墊厚度的方法進(jìn)行調(diào)整。2、滑床板離縫分析滑床板離縫不但造成靜態(tài)檢查時假水平，而且還會影響尖軌、基本軌的降低值，因此必須強(qiáng)化檢查和整修，對于滑床板離縫可以通過撤基本軌下膠墊、然后搗固或鐵墊板下增加通常膠墊的方法進(jìn)行。3、尖軌離縫的分析尖（心軌）軌豎切部分不密貼、頂鐵不密貼，列車通過時造成列車帶動尖（心）軌外闖、滑動，造成晃車。尖軌離縫的主要原因：尖（心）軌存在橫彎。尖軌發(fā)生爬行。限位器處頂死，產(chǎn)生

18、扭矩，致使尖軌彎曲。彎折點(diǎn)誤差超限，基本軌框架尺寸不合理。電務(wù)拉桿處力量小。主要整治方法：采用彎軌或熱矯直方法整治尖軌橫彎，做到尖軌順直。全面整治彎折點(diǎn)超限，然后彎折點(diǎn)間拉弦改直，測量框架尺寸做到正確。協(xié)調(diào)電務(wù)配合調(diào)整拉桿處拉力。4、道岔的軌面不平順因道岔直曲股通過總重不平衡，造成直曲股的軌件垂直磨耗不一致，一般是直股通過總重大，曲股通過總重小，直股垂磨大，曲股小，在直尖軌與曲基本軌、長短心軌結(jié)合部、轍叉翼軌部分（一般在距離鋼軌作用邊90110mm范圍處）在結(jié)合部輪緣將曲股壓潰現(xiàn)象或曲股鋼軌抗輪緣造成瞬間改變輪軌接觸關(guān)系，造成晃車。道岔等薄弱處所每季度進(jìn)行一次周期打磨，主要打磨尖軌、基本軌、心軌頂面波磨，并注意轍叉翼軌、基本軌與尖軌，長短心軌結(jié)合部的打磨。（三）曲線部分1、曲線技術(shù)條件分析及整治一項(xiàng)或多項(xiàng)劣于修規(guī)困難條件。修規(guī)中對曲線未被平衡的欠超高，緩和曲線超高順坡率，圓曲線及夾直線長度對應(yīng)不同的速度等級都明確了一般條件、困難條件。運(yùn)基綜計(jì)2007455號文關(guān)于曲線和動車組專用線路允許速度相關(guān)技術(shù)和工作要求的通知中規(guī)定“同一條曲線實(shí)設(shè)欠超高、超高順坡率、夾直線（含曲線與道岔夾直線）三個技術(shù)參數(shù)，不得同時采用兩個及以上的困難條件”，但現(xiàn)有的曲線存在著與該規(guī)定不符的情況，曲線技術(shù)條件連續(xù)兩