⑤做好其他属于延长设备使用寿命的修理工作,如焊补钢轨、辙叉,整修联结零件,补修轨枕等。道岔和曲线是线路上的薄弱环节,除进行上述有关作业外,还需根据特别规定的技术标准和要求,进行相应的作业项目。
第三章 铁路轨道曲线调查内容
第一节 确定调查目的和调查对象
调查目的:
分析曲线轨道的受力情况,探讨了小半径曲线病害的成因与危害,提出了曲线病害的整治办法及曲线整正中的技术管理。 调查对象:
铁路线路曲线病害主要有:曲线轨道方向不良,轨距不符,水平超限,轨底坡不统一,曲线钢轨侧面磨耗,剥落掉块和波浪形磨耗。由于在曲线地段车轮对钢轨产生的反向力,使曲线地段的线路承受着多方向的作用力。因此线路的曲线地段,特别是小半径的曲线地段是铁路三大薄弱环节之一。
第二节 确定调查要点
一、轨道钢轨的伤损与状态检测 1.钢轨的伤损:
钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生钢轨折断,裂纹及其他影响和限制钢轨使用性能的伤损。
2.钢轨伤损的分类:
由于机车车辆对钢轨的动力作用,自然环境和钢轨本身质量等原因,钢轨经常发生裂纹,折断和磨耗等现象。钢轨伤损是铁路上一个较为突出的问题,并严重影响行车安全。我国根据钢轨的伤损种类,伤损位置及伤损原因进行分类,共分为9类32种伤损,并用两位数编号,十位数表示伤损部位和状态,个位数表示造成伤损的原因。
3.典型钢轨伤损: (1)钢轨的磨耗
钢轨磨耗主要是指钢轨的侧面磨耗和波浪形磨耗。 (2)轨头核伤
轨头核伤是对行车威胁最大的一种钢轨伤损,是最危险的钢轨伤损。
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(3)轨头表面接触疲劳伤损
轨头表面接触疲劳伤损类型主要表现为轨距角处的鱼鳞状剥离裂纹和剥离掉块,斜线状剥离裂纹,踏面剥离裂纹和浅层掉块以及踏面辗宽或局部压溃凹陷,甚至钢轨因此而断裂。
(4)轨腰螺栓孔裂纹:
钢轨端部轨腰钻孔后,强度削弱,螺栓孔周围产生较高的局部应力,在列车冲击荷载作用下,螺栓孔裂纹开始产生和发展,并出现疲劳伤损。
二、轨道水平的调查
轨道水平是指两股钢轨的顶面,在直线地段应保持在同一水平面,在曲线地段应满足外轨超高均匀和平顺的要求。简单的说就是轨道上左右钢轨的水平。保持水平的目的是使两股钢轨受力均匀,并保证车辆平稳行驶。 轨道不平顺的两根钢轨在高低和左右方向与钢轨理想位置几何尺寸的偏差。轨道不平顺对机车车辆系统是一种外部激扰,是产生机车车辆系统震动的主要根源。轨道不平顺随机变化规律的函数描述,是机车车辆与轨道系统动力分析的重要基础资料,这种动力分析是现代机车车辆和轨道设计、养护和质量评估的重要手段。 轨道不平顺有四种类型;
1、轨道前后高低不平顺。它是指实际的轨道中心线与理想的轨道中心线沿长度方向的垂向几何位置偏差。
2、轨道水平不平顺。它是指左右钢轨沿长度方向的垂向高度差。 3、轨道方向(轨向)不平顺。它是指实际的轨道中心线与理想的轨道中心线沿长度方向的水平几何位置偏差。
4、轨距不平顺。它是指实际的轨距与名义轨距的偏差。
轨道不平顺可分为周期性轨道不平顺、随机不平顺和局部不平顺。周期性轨道不平顺是由于轨道接缝形成的以轨长为波长的不平顺。随机不平顺是由于轨道的铺设、维护保养产生的误差和轮轨磨耗所产生的不平顺,它因时因地而有所不同。局部不平顺是由于线路的特定结构(如道岔、转让线、侧线、缓和曲线、分岔线、桥梁等)或偶然地点(如线路的局部病害)产生的不平顺。 三、轨道高低的调查
一般钢轨顶面的纵向的高低差,叫做线路的前后高低。高低反映的是钢
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轨顶面的纵向的平顺情况。钢轨顶面的高低不平顺,会使列车通过时冲击动力增加,使道床变形加快,反过来又扩大不平顺,从而使列车对轨道的破坏力更大,形成恶性循环。这种破坏作用往往同不平顺的深度成正比,而同它的长度成反比,即长度越短,破坏力越大。
新铺或刚大修过的线路,轨面应目视平顺,但经过一段时间列车运营后,由于路基下沉、道床捣固不实、扣件松动、轨枕失效、钢轨不均匀磨耗等原因,轨面会出现高低不平。轨底与垫板、垫板与轨枕之间出现间隙(间隙超过2mm时称为吊板)或轨枕与道床顶面间出现间隙(间隙超过2mm时称为空板或暗坑)。列车通过时,有吊板或暗坑的地方下沉就大,将引起列车的剧烈运动,加速道床的变形,继而又引起更加剧烈的振动,形成恶性循环,对行车极为不利。
前后高低应目视平顺,用10m弦测量轨顶最大矢度。
在日常检测时,先俯身目视钢轨下颚线的高低平顺情况,找出高低不良处所,然后用10m弦线在钢轨顶面中部测量最大矢度,弦线应置于能测量出最大矢度的位置,如钢轨是向上凸起的,应使用相同厚度的垫块将弦线两端垫高,垫块厚度一般可采用20或30mm,将测得的结果减去垫块厚度即为高低差,对直线地段两股钢轨的高低应分别进行检查,对曲线地段只检查里股钢轨的高低,为减少误差,还应考虑弦线的扰度,一般按1mm考虑。
四、曲线要点的调查
一、在线路上设计曲线时,应尽量采用单曲线,仅在困难条件下才设置复曲线。在曲线地段,应根据不同的地形条件,选择一定的曲线半径和角度,转向角越小,列车运行条件就越好;反之,转向角越大,列车运行条件就越差。所以铺设时,应尽量采用大半径,小转向角曲线。但是,同时也受到地形条件的限制,半径太大,就达不到预期的效果,影响行车速度;半径太小,难以保持正确的位置。因此《铁路技术管理规程》规定,不同等级的线路,用不同半径的曲线。如:一级铁路的一般地段的曲线半径不得小于1000m,困难条件下不得小于400m;二级铁路一般地段不得小于800m,困难条件下不得小于400;三级铁路一般不得小于600m,困难条件下不得小于350m。
二、我国铁路缓和曲线和曲线的线形大多数都采用三次抛物线,这类缓和曲线正矢和外轨超高的分布呈折线梯形,缓和曲线在其终点,不能满足正矢和超高
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圆顺过度的要求。因此,在缓和的始终点不可避免的要出现附加动力作用,致使缓和曲线部分正矢和超高的变化较大,超限处高于圆曲线部分。为了更进一步的提高缓和曲线的养护质量,在设置缓和曲线正矢和超高时必须注意以下问题:
(1)固定缓和曲线的头尾位置,曲线头尾应有正确的标记,每次起拨道前均应校对,对已经发生的异变,应采用偏角法,角圆法或者绳正法进行校核,以确定正确位置。
(2)合理设置缓和曲线头尾的正矢和超高,为了消除三次抛物线形和曲线头尾离心力的突变,可在其始终点进行适当的改善,对与不同的曲线,其取值也不尽相同,在小半径曲出现负误差,在终点更不允许出现正误差。
(3)为了尽量减少缓和曲线始终点的附加动力压值,该点至直线部分50m范围内的轨距应为1435±2mm。在曲线部分设置合理的曲线加宽,曲线部分由于离心力的作用,要给车轮留一定的游动空间,否则会造成列车的倾覆
第四章 铁路轨道曲线病害分析
第一节 铁路轨道曲线病害进行分析
一、曲线设置的要求
在线路上设计曲线时,应尽量采用单曲线,仅在困难条件下才设置复曲线。
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图1- 2 有缓和曲线时的轨距 图1 -3 圆曲线轨距
在曲线地段,应根据不同的地形条件,选择一定的曲线半径和角度,转向角越小,列车运行条件就越好;反之,转向角越大,列车运行条件就越差。所以铺设时,应尽量采用大半径,小转向角曲线。但是,同时也受到地形条件的限制,半径太大,就达不到预期的效果,影响行车速度;半径太小,难以保持正确的位置。因此《铁路技术管理规程》规定,不同等级的线路,用不同半径的曲线。如:一级铁路的一般地段的曲线半径不得小于1000m,困难条件下不得小于400m;二级铁路一般地段不得小于800m,困难条件下不得小于400;三级铁路一般不得小于600m,困难条件下不得小于350m。 二、曲线病害产生的原因
列车的运行由轨道来导向,车体在运行时,由于惯性的作用是不会改变方向的。尤其是在铁路线路上,而在曲线地段,轨道却不断的转变方向,迫使车体也不断的改变方向。因此,车体运行方向和曲线轨道的方向总是相互矛盾着的。曲线地段是铁路线路上的薄弱环节之一,在一般的地形条件下,铁路曲线约占正线延长线的30%,提高曲线的养护质量,对均衡提高线路的质量,延长轨道各部的使用寿命,保证行车安全有着重要的意义。 三、曲线病害的分类
铁路线路曲线病害主要有:方向不良,轨距不符,水平超限,轨底坡不统一,曲线钢轨侧面磨耗,剥落掉块和波浪形磨耗。由于在曲线地段车轮对钢轨产生的反向力,使曲线地段的线路承受着多方向的作用力。因此线路的曲线地段,特别是小半径的曲线地段是铁路三大薄弱环节之一,特别值得重点保护。
四、曲线病害的危害
在现今时代与社会进步中,铁路也在不断的飞速发展,随着行车密度和轴重的提高。不少区段钢轨的侧面磨耗和剥落掉块情况十分严重,轻微的用1—2年就磨耗到限,较严重的区段8个月就需要成段更换磨损钢轨。在有的区段,钢轨波浪形磨耗已成为制约钢轨使用寿命的主要因素,钢轨波浪形磨耗一旦形成,发展下去将是十分危险的。
对于曲线的超高设置应根据定期的测速资料来依次设置。在有的区域,由于多年不测速,只是凭现场经验来调整超高,致使超高与速度不相适应,存在较大的欠超高或者过超高。那样将大大影响钢轨的使用寿命,制约行车
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