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[摘 要]基床是铁路轨道的基础,它承受铁路轨道的重量及机车车辆的动力荷载,同时还不断遭受到水流、风沙、雨雪、严寒、高温等的侵袭和各种不良地质条件及人为因素的影响。道床的软化和道碴板结使道床的整体弹性降低,影响列车的安全运营,特别是在当下铁路提速、重载列车飞速发展和运量日益增长的形势下,其危害性显得愈来愈大。这些病害严重影响线路的稳定性,增加养护维修工作量,是影响铁路运输安全和运输能力提高的主要原因。统计显示其中60%-70%线路维修工作量与基床状态有关,为了从根本上解决问题,2013-2014年两年间工务部门对干武线基床不良地段进行了系统的综合性整治,这样做虽然一段时期投入较大,但综合经济效益会提高。
[关键词]道床翻浆
中图分类号:E013 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0046-02
干武线作为铁路大动脉系统中的一条干线,近几年来,随着铁路向高速重载发展,对线路设备的质量要求也越来越高。突出表现为上级领导要求“零误差”、“舒适度”,而与之相对应的是设备维修周期普遍缩短,劳力投入成倍增加,甚至部分职工休息日都无法正常休息,但现场仍存在大量晃车。
回顾这几年来现场遇到的诸多问题,病害产生原因较多,但归根到低重中之重—基床。基床是铁路轨道的基础,它承受铁路轨道的重量及机车车辆的动力荷载,同时还不断遭受到水流、风沙、雨雪、严寒、高温等的侵袭和各种不良地质条件及人为因素的影响。例如前几年经常出现在线路上的翻浆冒泥,基床受地面水或地下水的浸湿软化或液化后形成的泥浆,在列车动荷载作用下形成沿道碴的空隙向表面涌出的一种路基病害现象。翻浆冒泥不仅使铁路线路的技术状态发生急剧变化,严重影响线路质量,使线路维修工作量增加、线路上部材料使用寿命缩短,造成劳动力和材料的极大浪费,而且由于道床的软化和道碴板结使道床的整体弹性降低,影响列车的安全运营,特别是在当下铁路提速、重载列车飞速发展和运量日益增长的形势下,其危害性显得愈来愈大。这些病害严重影响线路的稳定性,增加养护维修工作量,是影响铁路运输安全和运输能力提高的主要原因。令铁路工务部门苦不堪言。统计显示其中60%-70%线路维修工作量与基床状态有关,而事实恰恰相反,基床性能的好坏并没有引起我们足够的重视,我们对失效轨枕和重伤钢轨重视的程度远远大于道床,且不知,轨枕和钢轨的伤损与道床状态不良有着非常重要的关系。这些病害主要表现在以下几个方面:
1、轨向拨正后保持不住。道床板结严重,道床基质分层,特别是在枕底分层,其作用相当于做油饼,在每一层之间抹了油,减少了道床的横向阻力,一旦存在微量的钢轨硬弯,两股钢轨温度力存在差异,即使当时把轨向拨正了,在列车车轮的反复作用下,还会复原。
2、空吊。道床板结严重,弹性严重缺乏,板结与非板结道床分界处必定形成空吊,同时在板结地段即使不空吊,也因为弹性极差,也会导致钢轨在车辆通过时上下颠动,打个比方,如果是在道床弹性良好的线路上运行列车,相当于拿皮球在沙滩上拍,很难拍起来,球的动能被吸收了;相反则是相当于在硬的水泥地上排球,不需要多大的力量,就会弹起老高。
3、春融期翻浆冒泥。道床板结严重,春融开化,雪水无法下渗,在车辆交变轮轴力的作用下开始“和泥”,形成暗坑、高低,导致不平顺。
4、排水不畅。道床板结严重,形成枕头两侧土垄,雨水就洼在道床内排不出去。
5、恶性循环。道床越板结,排水越不畅,互为促进。
6、影响捣固质量。道床板结严重,石碴捣不进去,即使用大型机械捣固,也不过是将板结的石砟和粉末的混合物填充到枕下。
上述问题相互作用,导致毛病百出,维修周期缩短,劳动强度提高,为了保持线路质量只好增加维修量,甚至以牺牲职工休息日作为代价。为了从根本上解决问题,2013-2014年两年间工务部门对干武线基床不良地段进行了系统的综合性整治,这样做雖然一段时期投入较大,但综合经济效益会提高。以下是干武线基床不良产生的原因及整治基床不良的基本途径:
一.线路道床病害
道床的不均匀沉降将引起一系列的病害,直接危及行车安全。线路道床病害的种类主要有道床脏污、道床沉陷、道床翻浆。
1.线路道床产生的原因。
(1)道砟质量不良,有些道砟是石灰岩材质,该类道砟的强度、低耐磨性、抗冲击性和抗压碎性能差。而现在的铁路逐步实现重载化,在列车重力反复作用下道砟相互挤压磨损而且磨损后的粉末状道砟容易出现翻浆、板结等病害。
(2)路基基床翻浆。一是路基基床的密实度不足,在列车荷载的长期作用下道床颗粒嵌入基床形成一层膜致使地表水无法排出形成翻浆积水等病害。二是日常维修工作中将路基面的平顺度破坏,导致基床表面不平路基表面的排水不畅。
(3)其他成因。沙尘及客车的垃圾及粪便严重污染道床,减小了道床的渗水性和弹性。
2.线路道床病害的整治措施
(1)加强道床材料质量管理。一是严格执行碎石道砟标准,从源头上把住道砟质量,坚决杜绝不合格的道砟进入铁路线上。二是对道床不良地段进行线路清筛并及时更换道砟材质不达标的道砟,使道床结构恢复良好状态。三是结合大机清筛组织人员对道床边坡进行清筛,改善道床的排水性,预防积水翻浆等病害的发生。
(2)恢复基床的密实度和排水顺畅。对基床填料不良或基床密实度不足引起翻浆的病害应采取基床土换填改善基床填料的土质条件彻底恢复路拱确保路基面排水顺畅。
(3)加强作业质量避免养护维修对原有路基面的破坏。
(4)改善外部条件。减少对道床的污染,在风沙严重地段利用防沙墙及方格草方法进行综合治理,保持道床的清洁,从而改善对道床的污染。
二.钢轨接头病害。钢轨接头病害按接头道床状态分:翻浆接头、翻白接头、溜塌接头、硬接接头 1.钢轨接头病害产生的原因。
钢轨接头病害的产生,最根本的原因在于轨道接头存在结构上的不平顺,这就导致轮轨之间产生较大的附加动力作用,过大的附加动力作用又促使不平顺的发展和附加动力的增长,同时也就促进了接头病害的发展。可见钢轨接头病害的发生与发展是相互作用的。由于养护不当也会促使接头病害的产生。
(1)附加不平顺。这是在运营过程中形成的以下情况都能形成:结构薄弱、轨面不均匀磨耗、弹性不足。
(2)动态不平顺。动态不平顺一般有两种情况:一是轨道弹性不均匀和荷载波动,轮轨接触点轨迹呈波浪形不平顺;二是线路存在暗坑吊板和道床不均匀弹性下沉。线路的动态不平顺加剧了列车在运行中的冲击和振动。有时使用厚度不等、弹性不均匀的轨下垫板以及线路养护质量不良,都加剧了轨道动态不平顺。
2.钢轨接头病害的整治措施。
(1)改善钢轨材质、淬火技术要求、淬火工艺、钢轨及夹板的设计,对不良地段更换新钢轨。
(2)在养护维修中采取符合混凝土轨枕线路特点的方法进行作业改善钢轨接头的工作状态。一是根据当地的气温变化情况及时调整不良轨缝,保持适合的轨缝。二是保持接头螺栓和扣件的扭力,使接头的部分连接保持稳定状态。三是接头部分道床在捣固时要保证良好的捣固质量。四是对于低接头要进行平轨处理。五是对于出现下弯的夹板要换为上弯夹板和减震夹板。六是要重视轨面的修理,对于出现的轨端不均匀磨耗、掉块、擦伤等缺陷和病害要采取焊补、打磨等多种方式进行修理。
三、道岔基床病害。道岔是线路的薄弱环节之一,易于产生各种基床病害。
1.道岔基床病害产生原因。
(1)一是道岔大修及道岔换填施工过程中,岔区前后未换填或挖砟换填深度、宽度、长度不符合要求,捣固不实,造成道岔不均匀沉降,岔区出现高低偏差。二是大机捣固安排线路多、道岔少,未提前测量标注起道量,造成岔区与前后线路不平顺;三是线路缺砟,曲股线路捣固不实,道岔侧向过车冲击大,形成岔区水平或方向偏差。
(2)一是道床污染板结、排水不良,造成线路暗坑吊板和翻浆;二是接头、焊道凸凹不平;三是可动心轨部分与翼轨间存在高低不平顺;四是道岔转辙部分及可动心轨、电务转辙机等无法实施正常捣固,道床不密实;五是尖轨及心轨变截面处轨面出现坑洼;六是钢轨母材垂直方向轨面原始不平达0.8-1mm。
2.道岔病害整治措施。
由于列车通过时,使道岔状态发生变化,产生各种附加力,因此,养护工作必须从结构入手,以结构质量保几何质量,以下部稳保上部。在道岔的养护维修作业中必须坚持“预防为主,防治结合,修养并重”的原则。维修时要从加强结构入手,强化道岔的整体性和稳定性;加强道岔道床的维修,保证道床的稳定性、弹性和排水性;注重轨面修理,减少不均匀沉降;采取科学养护方法整治道岔岔区方向、高低,提高岔区平顺性,减少列车冲击,延长道岔的养护维修周期及各部件的使用寿命。以下为道岔道床板结病害具体整治措施:
(1)对道床板结的道岔及前后平直线进行清筛换砟,恢复道床弹性。
(2)对接头焊缝进行仿型打磨,消除接头焊道轨面不平顺,消除或减缓附加冲击力。
(3)进行尖轨、可动心轨的轨面修理,消除或减缓附加冲击力。
(4)加强道岔转辙及可动心轨部分的捣固工作,消除暗坑吊板。
四.轨向拨正后保持不住产生的原因及整治方法。
1.轨向病害产生的原因。
在轨道结构中,碎石道床是不稳定的组成部分。在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形。这些变形不仅影响列车的平稳运行而当这种变形累计到一定限度时威胁行车安全。
2.轨向病害的整治办法。
(1)使用大型养路机械作业:施工单位根据线路综合图、配线图、曲线要素等资料進行起、拨道捣固和夯实工作,每次作业后进行道床动力稳定并补充道砟、更换伤损胶垫、撤除作业地段垫高垫板、有砟桥上护轨工作。
(2)改道作业:在轨距及其变化率不良时进行改道作业。
(3)紧固扣件作业:扣件松弛将使钢轨沿着轨枕产生局部位移。要求经常保持扣件处于紧密靠正状态,一般进行维修作业的前后扣件都要全面拧紧并进行复拧。
作者简介
李建鹏;性别:男;籍贯:甘肃省武威市;出生年月:1986.6.22 ;单位:兰州铁路局武威工务段;职称:助理工程师;研究方向:铁道线路。
[关键词]道床翻浆
中图分类号:E013 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0046-02
干武线作为铁路大动脉系统中的一条干线,近几年来,随着铁路向高速重载发展,对线路设备的质量要求也越来越高。突出表现为上级领导要求“零误差”、“舒适度”,而与之相对应的是设备维修周期普遍缩短,劳力投入成倍增加,甚至部分职工休息日都无法正常休息,但现场仍存在大量晃车。
回顾这几年来现场遇到的诸多问题,病害产生原因较多,但归根到低重中之重—基床。基床是铁路轨道的基础,它承受铁路轨道的重量及机车车辆的动力荷载,同时还不断遭受到水流、风沙、雨雪、严寒、高温等的侵袭和各种不良地质条件及人为因素的影响。例如前几年经常出现在线路上的翻浆冒泥,基床受地面水或地下水的浸湿软化或液化后形成的泥浆,在列车动荷载作用下形成沿道碴的空隙向表面涌出的一种路基病害现象。翻浆冒泥不仅使铁路线路的技术状态发生急剧变化,严重影响线路质量,使线路维修工作量增加、线路上部材料使用寿命缩短,造成劳动力和材料的极大浪费,而且由于道床的软化和道碴板结使道床的整体弹性降低,影响列车的安全运营,特别是在当下铁路提速、重载列车飞速发展和运量日益增长的形势下,其危害性显得愈来愈大。这些病害严重影响线路的稳定性,增加养护维修工作量,是影响铁路运输安全和运输能力提高的主要原因。令铁路工务部门苦不堪言。统计显示其中60%-70%线路维修工作量与基床状态有关,而事实恰恰相反,基床性能的好坏并没有引起我们足够的重视,我们对失效轨枕和重伤钢轨重视的程度远远大于道床,且不知,轨枕和钢轨的伤损与道床状态不良有着非常重要的关系。这些病害主要表现在以下几个方面:
1、轨向拨正后保持不住。道床板结严重,道床基质分层,特别是在枕底分层,其作用相当于做油饼,在每一层之间抹了油,减少了道床的横向阻力,一旦存在微量的钢轨硬弯,两股钢轨温度力存在差异,即使当时把轨向拨正了,在列车车轮的反复作用下,还会复原。
2、空吊。道床板结严重,弹性严重缺乏,板结与非板结道床分界处必定形成空吊,同时在板结地段即使不空吊,也因为弹性极差,也会导致钢轨在车辆通过时上下颠动,打个比方,如果是在道床弹性良好的线路上运行列车,相当于拿皮球在沙滩上拍,很难拍起来,球的动能被吸收了;相反则是相当于在硬的水泥地上排球,不需要多大的力量,就会弹起老高。
3、春融期翻浆冒泥。道床板结严重,春融开化,雪水无法下渗,在车辆交变轮轴力的作用下开始“和泥”,形成暗坑、高低,导致不平顺。
4、排水不畅。道床板结严重,形成枕头两侧土垄,雨水就洼在道床内排不出去。
5、恶性循环。道床越板结,排水越不畅,互为促进。
6、影响捣固质量。道床板结严重,石碴捣不进去,即使用大型机械捣固,也不过是将板结的石砟和粉末的混合物填充到枕下。
上述问题相互作用,导致毛病百出,维修周期缩短,劳动强度提高,为了保持线路质量只好增加维修量,甚至以牺牲职工休息日作为代价。为了从根本上解决问题,2013-2014年两年间工务部门对干武线基床不良地段进行了系统的综合性整治,这样做雖然一段时期投入较大,但综合经济效益会提高。以下是干武线基床不良产生的原因及整治基床不良的基本途径:
一.线路道床病害
道床的不均匀沉降将引起一系列的病害,直接危及行车安全。线路道床病害的种类主要有道床脏污、道床沉陷、道床翻浆。
1.线路道床产生的原因。
(1)道砟质量不良,有些道砟是石灰岩材质,该类道砟的强度、低耐磨性、抗冲击性和抗压碎性能差。而现在的铁路逐步实现重载化,在列车重力反复作用下道砟相互挤压磨损而且磨损后的粉末状道砟容易出现翻浆、板结等病害。
(2)路基基床翻浆。一是路基基床的密实度不足,在列车荷载的长期作用下道床颗粒嵌入基床形成一层膜致使地表水无法排出形成翻浆积水等病害。二是日常维修工作中将路基面的平顺度破坏,导致基床表面不平路基表面的排水不畅。
(3)其他成因。沙尘及客车的垃圾及粪便严重污染道床,减小了道床的渗水性和弹性。
2.线路道床病害的整治措施
(1)加强道床材料质量管理。一是严格执行碎石道砟标准,从源头上把住道砟质量,坚决杜绝不合格的道砟进入铁路线上。二是对道床不良地段进行线路清筛并及时更换道砟材质不达标的道砟,使道床结构恢复良好状态。三是结合大机清筛组织人员对道床边坡进行清筛,改善道床的排水性,预防积水翻浆等病害的发生。
(2)恢复基床的密实度和排水顺畅。对基床填料不良或基床密实度不足引起翻浆的病害应采取基床土换填改善基床填料的土质条件彻底恢复路拱确保路基面排水顺畅。
(3)加强作业质量避免养护维修对原有路基面的破坏。
(4)改善外部条件。减少对道床的污染,在风沙严重地段利用防沙墙及方格草方法进行综合治理,保持道床的清洁,从而改善对道床的污染。
二.钢轨接头病害。钢轨接头病害按接头道床状态分:翻浆接头、翻白接头、溜塌接头、硬接接头 1.钢轨接头病害产生的原因。
钢轨接头病害的产生,最根本的原因在于轨道接头存在结构上的不平顺,这就导致轮轨之间产生较大的附加动力作用,过大的附加动力作用又促使不平顺的发展和附加动力的增长,同时也就促进了接头病害的发展。可见钢轨接头病害的发生与发展是相互作用的。由于养护不当也会促使接头病害的产生。
(1)附加不平顺。这是在运营过程中形成的以下情况都能形成:结构薄弱、轨面不均匀磨耗、弹性不足。
(2)动态不平顺。动态不平顺一般有两种情况:一是轨道弹性不均匀和荷载波动,轮轨接触点轨迹呈波浪形不平顺;二是线路存在暗坑吊板和道床不均匀弹性下沉。线路的动态不平顺加剧了列车在运行中的冲击和振动。有时使用厚度不等、弹性不均匀的轨下垫板以及线路养护质量不良,都加剧了轨道动态不平顺。
2.钢轨接头病害的整治措施。
(1)改善钢轨材质、淬火技术要求、淬火工艺、钢轨及夹板的设计,对不良地段更换新钢轨。
(2)在养护维修中采取符合混凝土轨枕线路特点的方法进行作业改善钢轨接头的工作状态。一是根据当地的气温变化情况及时调整不良轨缝,保持适合的轨缝。二是保持接头螺栓和扣件的扭力,使接头的部分连接保持稳定状态。三是接头部分道床在捣固时要保证良好的捣固质量。四是对于低接头要进行平轨处理。五是对于出现下弯的夹板要换为上弯夹板和减震夹板。六是要重视轨面的修理,对于出现的轨端不均匀磨耗、掉块、擦伤等缺陷和病害要采取焊补、打磨等多种方式进行修理。
三、道岔基床病害。道岔是线路的薄弱环节之一,易于产生各种基床病害。
1.道岔基床病害产生原因。
(1)一是道岔大修及道岔换填施工过程中,岔区前后未换填或挖砟换填深度、宽度、长度不符合要求,捣固不实,造成道岔不均匀沉降,岔区出现高低偏差。二是大机捣固安排线路多、道岔少,未提前测量标注起道量,造成岔区与前后线路不平顺;三是线路缺砟,曲股线路捣固不实,道岔侧向过车冲击大,形成岔区水平或方向偏差。
(2)一是道床污染板结、排水不良,造成线路暗坑吊板和翻浆;二是接头、焊道凸凹不平;三是可动心轨部分与翼轨间存在高低不平顺;四是道岔转辙部分及可动心轨、电务转辙机等无法实施正常捣固,道床不密实;五是尖轨及心轨变截面处轨面出现坑洼;六是钢轨母材垂直方向轨面原始不平达0.8-1mm。
2.道岔病害整治措施。
由于列车通过时,使道岔状态发生变化,产生各种附加力,因此,养护工作必须从结构入手,以结构质量保几何质量,以下部稳保上部。在道岔的养护维修作业中必须坚持“预防为主,防治结合,修养并重”的原则。维修时要从加强结构入手,强化道岔的整体性和稳定性;加强道岔道床的维修,保证道床的稳定性、弹性和排水性;注重轨面修理,减少不均匀沉降;采取科学养护方法整治道岔岔区方向、高低,提高岔区平顺性,减少列车冲击,延长道岔的养护维修周期及各部件的使用寿命。以下为道岔道床板结病害具体整治措施:
(1)对道床板结的道岔及前后平直线进行清筛换砟,恢复道床弹性。
(2)对接头焊缝进行仿型打磨,消除接头焊道轨面不平顺,消除或减缓附加冲击力。
(3)进行尖轨、可动心轨的轨面修理,消除或减缓附加冲击力。
(4)加强道岔转辙及可动心轨部分的捣固工作,消除暗坑吊板。
四.轨向拨正后保持不住产生的原因及整治方法。
1.轨向病害产生的原因。
在轨道结构中,碎石道床是不稳定的组成部分。在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形。这些变形不仅影响列车的平稳运行而当这种变形累计到一定限度时威胁行车安全。
2.轨向病害的整治办法。
(1)使用大型养路机械作业:施工单位根据线路综合图、配线图、曲线要素等资料進行起、拨道捣固和夯实工作,每次作业后进行道床动力稳定并补充道砟、更换伤损胶垫、撤除作业地段垫高垫板、有砟桥上护轨工作。
(2)改道作业:在轨距及其变化率不良时进行改道作业。
(3)紧固扣件作业:扣件松弛将使钢轨沿着轨枕产生局部位移。要求经常保持扣件处于紧密靠正状态,一般进行维修作业的前后扣件都要全面拧紧并进行复拧。
作者简介
李建鹏;性别:男;籍贯:甘肃省武威市;出生年月:1986.6.22 ;单位:兰州铁路局武威工务段;职称:助理工程师;研究方向:铁道线路。