铁路线路爬行病害原因及整治措施.pdf

49技术改造与改进第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）铁路线路爬行病害原因及整治措施李作运，孙家旭，安慧良（鞍山钢铁集团有限公司铁路运输分公司，辽宁鞍山1140 0 0）【摘要】对铁路线路爬行病害进行了分析，提出了整治措施。以立焦干线更换III 型弹条扣件为例，阐述了II 型弹条扣件的优点及其具体施工方法。提高了铁路线路质量，减少了钢轨爬行病害，确保行车安全。【关键词】铁路线路；爬行；病害；扣件Causes and Treatment Measuresof Crawling Diseases in Railway LinesLi Zuoyun,Sun Jiayu,An Huiliang(Railway Transportation Branch Company of Anshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Anshan Liaoning 114000)Abstract The crawling diseases of railway lines are analyzed and corrective measures are proposed.Taking thereplacement of Type II elastic fasteners with Lijiao trunk line as an example,the advantages of Type III elastic fasteners andtheir specific construction methods are expounded.As a result,the quality of railway lines is improved,the rail crawling diseasesare reduced,and driving safety is ensured.Key Words railway lines;crawling;diseases;fastener1概述钢轨是铁路运输的基础设备，列车车轮沿钢轨运行时，除产生竖直力和横向力外，还有纵向水平力。由于纵向力的作用，使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动，这种现象称为线路爬行，使钢轨产生爬行的纵向水平力称为爬行力。钢轨爬行破坏铁路线路的稳定性和整体性，会引起轨枕位置歪斜、间距不正、轨缝不均匀和胀轨等现象，对线路的破坏性很大。钢轨爬行不仅导致接头枕木产生接头病害，而且其他枕木的位移也使线路几何尺寸发生变化。分析、预防和整治爬行病害，使列车安全、平稳和连续地运行，能够延长设备的使用寿命，对于确保铁路运输安全具有重要的意义鞍钢立焦干线铁路建于19 8 0 年，是50 kg/m轨型木枕道钉线路，线路全长2 10 m，是厂内运往四、五高炉焦炭的主要通道。多年来，该线路一直存在钢轨爬行的病害，钢轨最大爬行量为2 30 mm，钢轨爬行造成轨缝扩大，最大轨缝值达50 mm。钢轨爬行会给铁路安全运输造成很大的威胁，因此，每年都要投人大量的人力物力整治这一病害，但收效甚微，很难彻底根治。2线路爬行的原因和解决措施为了防止线路爬行，必须提高线路的纵向阻力，阻止钢轨及轨道框架（钢轨与轨枕钉连在一起称为轨道框架）纵向伸缩的阻力称为纵向阻力，它包括接头阻力、道床纵向阻力和扣件阻力。接头阻力是由螺栓将夹板拧紧在钢轨上产生的摩擦阻力；道床纵向阻力与道碴材料、道床捣固程度、道床饱满程度、道渣粒径、轨道框架重量及道床脏污程度有关；扣件阻力的大小与扣件类型、拧紧的程度以及防爬设备的多少、类型有关。抵抗钢轨纵向位移的是扣件阻力和道床纵向阻力，当道床纵向阻力大于扣件阻力时，钢轨要伸缩，只有克服扣件阻力才能沿垫板滑动；反之，如果扣件阻力大于道床阻力时，钢轨要伸缩只能带着轨枕，克服轨枕下道床纵向阻力而伸缩。因此只要了解了线路爬行的特点和规律，采取相应的对策和方法是能够防止线路爬行的。为彻底解决该线钢轨爬行严重的问题成立了攻关小组，经过研究分析，确认造成该线钢轨爬行的主要原因是道钉扣压力过小。该线木枕使用50技术改造与改进第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）道钉扣件，由于日常维护时经常改道，频繁起、打道钉，使钉孔机械磨损严重，同时由于常年受露天雨雪的侵蚀，使钉孔处腐朽，持钉能力减弱，造成道钉浮起，对钢轨的扣压力不足，使该线钢轨爬行严重。针对上述原因，就如何增加对钢轨的扣压力进行了分析研讨。结合鞍钢铁路运输及养护的特点，决定在该线使用II型弹条扣件，以改善该线结构，制止钢轨爬行。经过几年实践，逐步探索出了一套行之有效的方法。3川型弹条扣件的优点3.1弹性好，扣压力大，防爬力强根据资料，每根枕木上I型弹条扣件对钢轨的扣压力是2 7 kN，每对扣件的纵向防爬力在正常情况下为8 kN。由此可知，采用III型弹条扣件增强了对钢轨的扣压力，可有效地整治该线钢轨爬行的病害。3.2可延长木枕使用寿命，节约木材使用道钉扣件时，在日常维护保养中需经常起、打道钉，极易造成枕木钉孔处腐朽、失效。而采用III型弹条扣件后，钢轨下垫板较大，并通过螺纹道钉与枕木联接，联接牢固稳定，减少了枕木的长期机械磨损，且钉孔处不易进水，有利于枕木防腐。据统计，该线使用道钉扣件时枕木平均寿命为6 年，而使用II型弹条扣件后，枕木寿命预计可提高到10 年以上。3.3结构稳固，改善该线的工作状态采用II型弹条扣件后使该线结构的整体性得到加强，增强了该线的刚度和稳定性，改善了该线的使用状态，提高了质量。3.4减轻该线维修作业强度道钉扣件由于扣压力不足，道钉容易浮起，会造成钢轨爬行，产生一系列病害，使得该线维修作业占用了大量维修工时，且作业强度大。而采用II型弹条扣件彻底整治了钢轨爬行的病害，作业方便，减少了该线维修作业工时，减轻了作业强度。4立焦干线采用扣件形式前后对比图1为整治前扣件形式，图2 为整治后扣件形式。图2 中II型弹条垫板为铸铁件，是铁路运输分公司自行研制的。胶垫采用可塑橡胶制作，也可采用带线的旧传送带代替，弹条采用国家标准件，原III型垫板与枕木联接为道钉，本次尝试改为螺纹道钉与枕木联接，以增加垫板稳定性。图1整治前扣件形式图2 整治后扣件形式5立焦干线更换型弹条扣件施工方法5.1准备工作（1）线路测量：由于原线经多年使用，中线的方向可能发生变化，因此，在施工前要进行一次中线测量，并在测得中线位置做出标志（2）确定基本股：直线地段如两股方向误差不大时，一般以顺里程方向的左股为基本股；如一股方向好，则以较好的一股为基本股；曲线地段应以上股为基本股。（3）计算拨道量：曲线地段应事先调查现场正矢，并计算拨道量。拨道量大或道床特别坚实时，应在拔道前将轨枕头的道碴挖开一些，必要时还须进行荒拨。拨道量不大时，可用镐尖将轨枕头的道碴刨松即可（4）处理“鹅头”：曲线上有“鹅头”时，应先将“鹅头”消灭。（5）检查轨缝：如有轨缝大小不匀、连续瞎缝或大缝、曲线地段向外拔而轨缝过大、向里拔而轨缝过小时，要计算其影响量，预先做好调整，以防胀轨跑道51技术改造与改进第41卷2 0 2 3年第4期（总第2 2 6 期）（6）方正枕木：施工前将该线枕木间距进行一次全面测量，有问题的枕木要按技术要求调整好。并加强捣固提高道床横向阻力，道床必须保持均匀、饱满、坚实、清洁。5.2施工作业（1）采用封道施工，封道前1h，按需要散布材料，并可起出部分道钉。封道后起出全部道钉，使用液压起道机或齿条式起道机。操作时，做到人不离机，手不离把。多机起道，必须同时起落。抬高钢轨，拆除铁垫板，用斧削除毛刺及腐朽木质，防止过度切削，然后装人新I型胶垫及I型弹条垫板，按事先标出的位置摆正III型弹条垫板，用电钻钻螺纹道钉孔并拧紧螺纹道钉，固定好III型弹条垫板后放下钢轨，拉匀轨缝，全面拧紧夹板螺栓，保持夹板与钢轨之间的摩擦阻力。量好轨距，打紧III型弹条扣件。（2）按技术要求捣固线路，将窜动不实的枕木下道碴捣固牢实。提高轨道的纵向阻力，保证枕木与道碴之间不发生相对移动，夯实道床以提高道床的阻力。加强捣固，消灭空吊板，清筛不洁道床，补充石碴，保证排水畅通。5.3劳动组织以每次更换2 5m线路III型弹条扣件为例，电钻2 台，由2 人操作，防护2 人，向车站联系封道时间1人，作业人员12 人，施工领导1人，共计18 人，每次封道2 h。5.4检查与观测（1）施工完毕后，在线路旁钉观测桩，并用红油漆在钢轨上做出相应标记，以备观测钢轨爬行情况使用。（2）行车一段时间后，III型弹条可能会有脱落，发现后及时整治。（3）施工后，每星期观测1次，2 星期后半月观测1次，1个月后每月观测1次，并将该线状态做出详细记录。6效果分析6.1应用效果立焦干线2 10 m线路上更换了垫板、扣件，虽然采用III型弹条扣件一次性投资较大，但由于它改善了线路状态，减少了维修工时，延长了大修周期，降低了成本，从长远角度看，经济效益可观。从线路整体结构上分析，由于采用II型弹条扣件增强了对钢轨的扣压力，并且改造后的线路结构刚度及整体性增强，增加了线路的稳定性，有效地减少了病害的发生，延长了线路设备的使用寿命。从线路维修保养的角度上分析，采用III型弹条扣件后，线路维修作业方便，减少了使用道锤、撬棍的作业项目，减少了维修量，增加了线路维修作业的安全性。6.2存在问题采用II型弹条扣件后，由于枕木间联结较紧密（与原道钉扣件比较），要单根抽换枕木作业较麻烦，且原II型弹条垫板为传统道钉形式，本次整治爬行病害改为了螺纹道钉形式，虽然增加了扣压力，避免了原道钉易浮起的病害，但抽换枕木时，拆卸螺纹道钉较费工费时。7结语爬行病害是铁路线路维修的重点之一，日常维修保养中应通过认真分析病害原因，对症下药，坚持“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，采取抓早、抓小、抓细的手段对铁路进行彻底养护维修，这是保证线路稳定，整治爬行病害的有效途径。立焦干线采用的III型弹条扣件，由于其弹性好、扣压力大、防爬力强、轨道不易变化，在整治线路钢轨爬行病害的实践中，提高了铁路质量，获得了显著经济效益，确保了鞍钢铁路运输安全。实践证明，这一措施具有推广价值。（2 0 2 1-12-2 2 收稿）