石家庄铁道大学毕业论文
度、提高牵引质量和加大轴重等主要技术措施。基于我国基本国情，铁路货运大轴重重载发展主要通过2个技术途径来实现。
(1) 对既有路网强化改造以适应大轴重、大运量的重载运输；
(2) 新建大能力货运专线，开行大轴重、长编组重载单元列车。分析既有京广、京沪、京九线路能力使用情况，在客运专线开通后，既有干线货运能力所释放的铁路运能仍无法满足煤炭等全部重载列车开行能力需求。我国重载铁路的技术发展，尤其是大秦重载运输技术创新，充分体现了我国重载技术主要特点，即无论是既有路网强化改造还是新建大能力货运专线，都必须均衡提升机车车辆、线路轨道、通信信号各自技术装备，同时全面优化运输组织模式，完善调度控制，协调发展检修维护体制与装备。
2.5 本章小结
本章重点介绍了重载铁路的概念及其优点，重载铁路设备现状分析，技术特点以及我国重载铁路的发展趋势。
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第3章 重载铁路轨道结构
3.1 轨道结构的养护维修
重载铁路线路轨道受力影响因素与任何其他工程结构一样，列车荷载与轨道抗力的相互作用关系决定了轨道的破损程度和使用寿命。按照目前国际上普遍采用的连续弹性基础梁轨道强度理论,影响轨道结构受力因素主要有荷载、轨枕、道床和钢轨四个，见图3-1。
变形增加的百分数基本相同。
(2) 轨枕主要是轨枕间距(也即轨枕配置)影响和轨枕支承面积影响。轨枕支承面对轨道弹性下沉和道床应力都有明显影响，研究资料显示，III型轨枕比我们目前使用的II型轨枕在相同荷载作用下，受力与下沉减少11%左右。
(3) 道床刚性对道床应力和轨枕上压力影响较大，枕上压力和道床应力与道床刚度成同向变化，且幅度较大。而线路维修工作量与道床应力的3~4次方成正比，所以道床刚性对维修工作量影响很大。
(4) 钢轨影响主要是断面尺寸(即钢轨类型)和钢轨状态的影响。[4]
图3-1轨道 (1) 荷载与轨道的受力和变形成线性关系，荷载增加的百分数与轨道结构受力和3.2 轨道结构养护维修的重点
根据以上轨道结构受力分析，工务部门在维修养护中能够改变的影响因素就是轨
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道结构零配件、道床的状态、轨枕间距及枕上弹性垫层和钢轨状态。
(1) 应及时进行轨道几何尺寸的整正。
据不完全统计，工务部门60%~70%的工作量都是进行几何尺寸的整正。轨道变形状态与列车荷载相互影响，列车的重复振动荷载使线路产生变形，而线路变形后轨面不平顺又会使列车对线路的冲击破坏加剧。特别是重载铁路，轨道承受的荷载大，在大密度运行列车冲击作用下，这种相互影响更大，也会使得轨道几何尺寸的变化加剧。所以对于重载铁路，养护维修的首要任务是及时进行轨道几何尺寸的整正，尽可能地在几何尺寸变化较小时，就消灭轨道结构几何尺寸上的误差，减小重载列车重复作用对线路的冲击破坏。
(2) 连接件要经常保持齐全有效
重载列车对轨道零部件的破坏作用也是很大的，所以在日常养护维修中要使轨道结构的各部连接零件经常保持齐全有效和良好的技术状态，每年的春秋两季都要对所有联结零件进行2次全面复紧，使所有零配件都达到规定的扭力矩，从整体上锁定线路，这样可以防止暑期钢轨热胀爬行产生胀轨跑道或绝缘顶坏，防止冬季冷缩爬行产生轨缝拉大进而拉断接头螺栓。每年要对所有联结零配件进行一次涂油，防止联结零件锈蚀。特别是运输煤炭的重载铁路，运输中煤炭粉尘较大，螺栓锈蚀得较快，通过涂油可以大大缓减锈蚀速度。
(3) 保持道床的弹性
道床是均匀传布荷载、提供轨道纵横向阻力和弹性的重要组成部分，道床状态好坏直接关系着线路技术状态的稳定和工务维修工作量的大小。使道床保持饱满、均匀、密实和良好的弹性是进行道床整修的主要目的。道床在列车长时间的震动荷载作用下，会出现板结、弹性下降和挤入路基等病害。所以维修中应高度重视恢复道床弹性，如图3-2所示。[5]
图3-2 弹性道床图
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一是要及时进行补充，特别是桥涵两头和路基下沉地段，极易出现石碴缺少病害，这时就要补充石碴。二是要根据道床的板结情况安排相应的清筛，恢复道床的弹性。轨道的良好弹性是保持轨道几何状态的关键所在。
(4) 做好轨枕和轨下弹性垫层的养护
轨枕及轨下弹性垫层养护也是日常维修中的及其重要内容。轨枕部分主要是失效轨枕的更换。轨下弹性垫层是轨道弹性的重要组成部分，它对混凝土枕所受荷载有直接的缓冲和减振作用。根据北京铁路局的试验，铺设新的厚10 mm橡胶垫板的道床其振动加速度比使用2年以后的橡胶垫板道床下降25%，换铺高弹性橡胶垫板则能下降40%。这说明改善轨下垫层的弹性不仅可以减小轨道下沉量，而且对于保持轨道的平顺性，减少养护维修工作量有很明显的效用。朔黄铁路通过总重已达1亿多t，在长时间大荷载的作用下，目前轨下的橡胶垫层已经开始老化和硬化。所以我们在进行日常的养护维修时就要考虑逐步更换轨下橡胶垫层。如果在非接头地段也能更换上TD型厚10 mm复合橡胶垫板，那样不仅效果更佳，而且弹性保持的时间也会更长。
3.3 重载铁路轨道结构排水
当今运营的大部分重载铁路是在19世纪末建成的。这些铁路都耗费巨资来提高钢轨、轨枕和道床等资产的使用寿命。但是，轨道结构中最被忽视的就是排水管理。本节主要介绍排水沟，道砟等排水以及道床的排水养护。
3.3.1 排水沟以及砟肩和路肩养护维修
自铁路修建完成后，排水系统中最被忽视的部分就是道床道砟、路肩和排水沟。由于各种原因，他们常年得不到维修，包括对排水量的不足，整体养护维修计划中排水得不到重视和缺乏排水对轨道结构寿命影响的正确理解。很多排水沟得不到维护，
图3-3 排水沟
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常年淤塞，使得排水沟中的水位较高，阻碍了轨道结构的正常排水。这些未能及时排出的水削弱了底砟和露肩的强度。通过轨道检查人员不会注意到排水问题，直到道床出现翻浆冒泥等现象。这种情况下路基土变成饱和土，在同等正常荷载作用下，路基 通过承载力并且产生位移，而在道床中则会形成道砟囊和道砟袋。这已经成为世界性的难题，并且成为重载铁路养护维修的头等问题。19世纪末建成的铁路，排水设计的相当好。虽然现在的轨道结构中也采用这些排水设施，但是当排水设施的养护维修经常被忽视时，只有合理的排水设计，并不足以解决排水问题。由于缺乏对排水结构的养护维修，加速了铁路轨道结构的失效破坏。有些铁路忽视了排水设备区段的轨道结构。由于淤泥、沙土等冲进了排水沟，一些植物的生长也对排水沟造成了堵塞。更糟的是，过宽的砟肩也影响到了轨道的排水。更有甚者，由于砟肩高于轨枕底，整个轨道结构就像泡在“浴缸”里，致使轨道结构长期处于饱和状态。这种情况下，道床损坏的更快。道砟粉化造成道床板接阻塞的现象也随之产生。接下来路基就会饱和，并且在剪切盈利的作用下，开始发生位移。
3.3.2 表面排水
在路基养护维修项目中，最经济有效的办法就是将轨道结构表面的水收集分流，避免其进入轨道结构。被收集和排走的水越多，并进一步渗透并对轨道结构造成潜在威胁的水就越少。建议的世纪维修项目包括：
(1) 增加表面排水，即确定表面排水通常而不淤泥； (2) 及时引导，避免水流流入有问题的区域；
(3) 保持表面水不渗入，不要让其淤积、渗入到路堤或者滞留在路堤边坡上； (4) 排水沟深度应低于道床底部305 mm (5) 保持排水沟底部的坡度以提高排水能力；
(6) 检查涵洞是否处于良好的状态，以确保没有侵蚀和开裂；
(7) 维修涵洞的通道，减少入口堵塞或者杂物进入涵洞等造成排水不畅所带来的潜在威胁；
(8) 清除维修残时留在路肩上的杂物垃圾，这些维修包括道床全断面清筛，道床边坡清筛和排水沟清理等；[1]
保持道床良好的排水功能可以保证轨枕下有足够的弹性，如果轨枕下没有足够的道砟，自然不会有良好的弹性。在大轴重的作用下，道砟粉化严重，沿线泥土被吹进道床，从而造成道床严重脏污。同时，不合理的捣固周期也会影响重载线路的道床质量。如果轨道失去了弹性，就会影响钢轨、扣件、轨枕和道床等设备资产的使用寿命。在混凝土枕轨道结构中，如果道床弹性不足，轨枕就会开裂。在这种情况下，垫板和
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