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涨轨成因分析及其处理

涨轨成因分析及其处理

本文作者:毛代松屈进田晓宏作者单位:中国石油独山子石化分公司营销调运处

线路设备状态不良造成线路阻力小:在现场,还发现存在着线路设备不良现象,如扣件螺栓松动、道床疏松、轨枕头胀轨一侧道砟散落,另一侧离缝、道砟不饱满、空吊板多等。中间扣件螺栓连续松动数个,使钢轨与轨枕“分家”,轨道框架刚度只剩下钢轨刚度,该段线路的横向阻力大大降低,涨轨、跑道便可乘虚而入。道床疏松、道砟不饱满,轨枕头暴露,一侧轨端道砟离缝等,造成道床横向阻力大大降低,稳定性严重削弱,温度压力就有了突破口。同时由于列车通过曲线时,钢轨所受横向力增大,导致曲线方向变化,逐渐造成碎弯增多、不圆顺,几何状态不良,进而产生涨轨跑道。

线路维修作业的影响:在6月初,维修人员对该曲线上1km的5#钢轨的连续6根失效混凝土枕进行了抽换作业。由于采用人工捣固力度不够,同时道砟缺少,造成了部分轨枕存在空吊现象。扣件螺栓在通过数次列车后未能及时复紧,从而破坏了线路状态,降低了线路的纵、横向阻力。而这次涨轨跑道正是在该处发生。可以说,维修作业不当是这次涨轨跑道的诱因。

1临时处理

考虑到通行列车要求,并尽快恢复通车,在发现涨轨跑道现象的当晚对曲线进行了临时拨正,使其达到通车条件。在第2日上午对现场轨温、轨缝进行测量,制定了处理措施,定于晚间处理。由于要求成段调整轨缝时的轨温不得超过25℃,因此在病害发生后,利用夜间温度较低的时段,松开钢轨联接零件,释放钢轨温度应力,因为此时轨温降低,钢轨长度收缩。此时再拧紧接头螺栓,紧固扣件螺栓,安装防爬器,上紧轨距拉杆。然后拨正曲线方向,增补薄弱地段道砟,并加强捣固,强化道床纵横向阻力。

2调整轨缝

以上方法由于强化了轨道结构,提高了轨道阻力,一般不会再造成涨轨跑道现象。但由于轨缝不均匀,局部轨缝过小,遇温度升高到一定程度时将再次出现瞎缝,并影响轨道的稳定性。因此要彻底解决涨轨跑道问题,就必须消除瞎缝,调整轨缝。《铁路线路修理规则》第4.8.3条规定:“最高、最低轨温差大于85℃地区的25m钢轨地段,应在春、秋季节调整轨缝,通过放散钢轨温度力,将轨缝调整均匀,避免在炎热季节过早地出现瞎缝,在严寒季节过早地出现大轨缝。”同时第3.4.7条规定“25m钢轨地段,更换钢轨或调整轨缝时的轨温限制范围为(tz+30℃)~(tz-30℃)”。独山子地区最高轨温为62.2℃,最低轨温为-37.5℃;中间轨温tz为13℃。钢轨接头应根据钢轨长度与钢轨温度预留轨缝。轨缝的标准尺寸按下列公式计算:a0=αL(tz-t0)+12ag。上式中,a0为更换钢轨或调整轨缝时的预留轨缝,mm;α为钢轨线膨胀系数,取0.0118mm(/m•℃);L为钢轨长度,m;tz为更换钢轨或调整轨缝地区的中间轨温,℃;t0为更换钢轨或调整轨缝时的轨温,℃;ag为构造轨缝,采用18mm。其中,以Tmax、Tmin代表当地历史最高、最低轨温,则tz=12(Tmax+Tmin)。由于上述公式仅考虑了钢轨在自由情况下的伸缩情况,未考虑联接零件等的约束作用,因此其无法作为钢轨现有轨缝的评估标准。综上,在春秋季节约0~15℃环境温度时,可开展对化工线的轨缝调整工作,全面调查轨缝,用调整轨缝计算表计算钢轨串动量和串动方向,整体调整轨缝。

3整治线路爬行

从图1可以看出,曲线和进站平直地段瞎缝较多,在曲线上坡段和进站平直段之间的直线上坡道地段存在大轨缝,表明进站平直段(即0km—0km+700m的平坡段)线路向重车方向(北站方向)爬行,而0km+700m—0km+150m处线路均向化工站方向爬行,如图2所示。综合分析,出现上述情况主要有如下原因:由于0km—0km+700m属于进站制动地段,同时为平坡,因此该地段线路爬行方向应与重车方向一致;而0km+700m—0km+150m属于长大下坡道,列车制动等因素造成钢轨向下爬行,在曲线地段造成连续瞎缝。因此,要解决瞎缝问题必须整治线路爬行问题,提高线路设备质量,如增补道砟、加强捣固、经常复紧钢轨联接零件、安装防爬设备并保持其良好作用状态,从而提高轨道纵横向阻力,制约涨轨力。

4加强线路作业监督和日常监测

加强对轨温变化较大期间线路维修作业的管理,如对线路的起拨改、更换胶垫等小补修作业后要捣固密实,拧紧扣件,全面恢复轨道结构稳定性。保持线路几何状态尤其是方向良好不超限。禁止超温、超长作业。同时要加强线路监视和观测,必要时可以设置防爬观测桩,进行冬、夏轨温监测,记录关键数据,如最低、最高轨温等。

综上所述,要处理好涨轨跑道问题必须从轨缝调整入手,全面提高线路设备质量,加强线路维修管理。同时要认识涨轨跑道的规律,对小半径曲线,陡长下坡道终端列车制动地段平交道口、桥头及曲线头附近加强养护,严密监视。

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