【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變方向的。尤其是在鐵路線路上，而在曲線地段，軌道卻不斷 的轉(zhuǎn)變方向，迫使車(chē)體也不斷的改變方向。 因此，車(chē)體運(yùn)行方向和曲線軌道的方向總是相互矛盾著的。曲線地段是鐵路線路上的薄弱環(huán)節(jié)之一，在一般的地形條件下，鐵路曲線約占正線延長(zhǎng)線的 30%，提高曲線的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，對(duì)均衡提高線路的質(zhì)量，延長(zhǎng)軌道各部的使用壽命，保證行車(chē)安全有著重要的意義。 2，曲線病害的分類(lèi) 鐵路線路曲線病害主要有：方向不良，軌距不符，水平超限，軌底坡不統(tǒng)一，曲線鋼軌側(cè)面磨耗，剝落掉塊和波浪形磨耗。由于在曲線地段車(chē)輪對(duì)鋼軌產(chǎn)生的反向力，使曲線地段的線路承受著多方向的作用力。因此線路的曲 線地段，特別是小半徑的曲線地段是鐵路三大薄弱環(huán)節(jié)之一，特別值得重點(diǎn)保護(hù)。 3，曲線病害的危害 在現(xiàn)今時(shí)代與社會(huì)進(jìn)步中，鐵路也在不斷的飛速發(fā)展，隨著行車(chē)密度和軸重的提高。不少區(qū)段鋼軌的側(cè)面磨耗和剝落掉塊情況十分嚴(yán)重，輕微的用 1— 2年就磨耗到限，較嚴(yán)重的區(qū)段 8個(gè)月就需要成段更換磨損鋼軌。在有的區(qū)段，鋼軌波浪形磨耗已成為制約鋼軌使用壽命的主要因素，鋼軌波浪形磨耗一旦形成，發(fā)展下去將是十分危險(xiǎn)的。 對(duì)于曲線的超高設(shè)置應(yīng)根據(jù)定期的測(cè)速資料來(lái)依次設(shè)置。在有的區(qū)域，由于多年不測(cè)速，只是憑現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)來(lái) 調(diào)整超高，致使超高與速度不相適應(yīng)，存在較 13 大的欠超高或者過(guò)超高。那樣將大大影響鋼軌的使用壽命，制約行車(chē)的速度。曲線地段的病害如得不到及時(shí)、妥善的整治，輕則影響行車(chē)的質(zhì)量，使旅客感到不舒適或者列車(chē)發(fā)生晃動(dòng)；重則造成列車(chē)的顛覆。 因此，曲線地段的病害應(yīng)當(dāng)高度重視，絕不可掉以輕心。在曲線地段，由于離心力的作用使列車(chē)車(chē)體向外傾斜，迫使鋼軌受到?jīng)_擊而變形。車(chē)輪和鋼軌就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨耗，必然導(dǎo)致旅客列車(chē)上的旅客感覺(jué)到不舒適等現(xiàn)象。怎樣才能解決這些問(wèn)題，使列車(chē)能夠安全平穩(wěn)的通過(guò)曲線，這就需要在曲線兩頭設(shè)置緩和曲線， 合理設(shè)置外軌超高和加寬軌距，加強(qiáng)線路設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)，保持曲線線形等。 4，曲線地段的養(yǎng)護(hù) 曲線時(shí)線路上的病害多發(fā)地段，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合，修養(yǎng)并重”的原則。尤其是那些病害的多發(fā)、易發(fā)地段，特別應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防護(hù)的事小半徑曲線地段。從設(shè)備上加強(qiáng)曲線，使路基參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。路肩平整，排水良好，整治路基病害，防止路基基礎(chǔ)變化帶動(dòng)上部建筑的變形，并按規(guī)定更換失效的軌枕。根據(jù)設(shè)計(jì)的曲線要素正確測(cè)定曲線位置，及時(shí)安設(shè)曲線頭尾標(biāo)志固定曲線位置。正確測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)正矢，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行撥正計(jì)算，全面撥正線路。 5，設(shè)置合理的曲線外軌超高 我國(guó)鐵路緩和曲線和曲線的線形大多數(shù)都采用三次拋物線，這類(lèi)緩和曲線正矢和外軌超高的分布呈折線梯形，緩和曲線在其終點(diǎn)，不能滿足正矢和超高圓順過(guò)度的要求。因此，在緩和的始終點(diǎn)不可避免的要出現(xiàn)附加動(dòng)力作用，致使緩和曲線部分正矢和超高的變化較大，超限處高于圓曲線部分。為了更進(jìn)一步的提高緩和曲線的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，在設(shè)置緩和曲線正矢和超高時(shí)必須注意以下問(wèn)題： 1） 固定緩和曲線的頭尾位置，曲線頭尾應(yīng)有正確的標(biāo)記，每次起撥道前均應(yīng)校對(duì)，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的異變，應(yīng)采用偏角法，角圓法或者繩正法進(jìn)行校核，以確定正確 位置。 2） 合理設(shè)置緩和曲線頭尾的正矢和超高，為了消除三次拋物線形和曲線頭尾離心力的突變，可在其始終點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母纳?，?duì)與不同的曲線，其取值也不盡相同，在小半徑曲出現(xiàn)負(fù)誤差，在終點(diǎn)更不允許出現(xiàn)正誤差。 3） 為了盡量減少緩和曲線始終點(diǎn)的附加動(dòng)力壓值，該點(diǎn)至直線部分 50m 范圍內(nèi)的軌距應(yīng)為 1435177。 2mm。在曲線部分設(shè)置合理的曲線加寬，曲線部分由于離心力的作用，要給車(chē)輪留一定的游動(dòng)空間，否則會(huì)造成列車(chē)的傾覆。 14 小半徑曲線病害產(chǎn)生的原因及危害 : 小半徑曲線在以上各種力的作用下，導(dǎo)致鋼軌、線路幾何尺寸、軌枕、道床等設(shè)備產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的列車(chē)運(yùn)行，各種殘余變形進(jìn)一步擴(kuò)大，線路各種病害逐步顯現(xiàn)出來(lái)。 主要病害 一是鋼軌傷損病害：鋼軌側(cè)磨、波磨及接頭傷損是小半徑曲線常見(jiàn)的病害，尤其是側(cè)磨，是小半徑曲線最突出的傷損類(lèi)型。 二是軌道幾何尺寸易超限：小半徑曲線上高低、軌距、超高、正矢相對(duì)其他線路容易發(fā)生變化，保持的周期短，特別是軌距擴(kuò)大病害相當(dāng)普遍，并且隨著鋼軌側(cè)磨的增加而逐漸加劇。 三是連接零件易松動(dòng)且破損率高：小半徑曲線上連 接零件承受的沖擊力和橫向作用力都比較大，在相同扭力矩的情況下，小半徑曲線連接零件容易松動(dòng)，而且當(dāng)沖擊力和橫向力達(dá)到一定值時(shí)，易造成夾板及接頭螺栓折斷、混凝土枕連接螺栓失效、枕木道釘浮離、軌距桿折斷、軌撐壓裂、尼龍座擠碎、軌枕?yè)跫缙茡p等病害。 成因分析 小半徑曲線鋼軌磨耗特別是側(cè)磨往往在多種因素的復(fù)合作用下形成。 其一，線路的先天不足是鋼軌磨耗的最主要原因。列車(chē)駛經(jīng)小半徑曲線時(shí)，由于車(chē)輪踏面與鋼軌面發(fā)生滑動(dòng)，使相同牽引力下列車(chē)的行駛速度大大降低，使鋼軌受到的力較直線地段大的多，導(dǎo)致機(jī)車(chē)車(chē)輛與軌道部 件都受到傷損，特別是鋼軌圖 14 小半徑曲線 15 的側(cè)磨較大，使用壽命變短。 其二，我國(guó)鐵路運(yùn)輸逐步向“快速重載”方向發(fā)展，運(yùn)量的增加對(duì)鋼軌沖擊破壞是最明顯的，在車(chē)輪的快速碾壓撞擊下，并在其他因素的作用下，鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)接觸面逐漸剝離，鋼軌側(cè)面磨耗逐步形成，并快速變化。曲線超高設(shè)置應(yīng)根據(jù)實(shí)際通過(guò)的列車(chē)對(duì)數(shù)和實(shí)際通過(guò)的車(chē)速來(lái)確定。而事實(shí)上車(chē)速和通過(guò)對(duì)數(shù)是在不斷變化、逐步增加的，超高數(shù)值的合理性很難確定。 其三，超高偏大，車(chē)輪在向心力作用下撞擊摩擦下股鋼軌，從而逐漸形成下股鋼軌波磨。 其四，超高偏小，車(chē)輪在離心力作用下撞擊摩擦上股鋼軌，上 股鋼軌側(cè)磨逐漸形成。 其五，軌枕預(yù)留軌底坡是 1/40，用于直線地段是合適的，而在曲線地段，由于超高的作用，使車(chē)輪踏面與鋼軌頂面未全部接觸，車(chē)體荷載就集中于鋼軌內(nèi)頂接觸面，形成偏載，有時(shí)輪緣擠壓鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)面，對(duì)鋼軌破壞很大，容易形成磨耗。只有增大軌底坡，方可消除偏載作用。 其六，車(chē)輪踏面對(duì)鋼軌的沖擊摩擦，使其踏面形成不均勻磨耗，從而使列車(chē)進(jìn)行蛇形運(yùn)動(dòng)，沖擊鋼軌，助長(zhǎng)磨耗的形成。 另外，車(chē)體與車(chē)體、車(chē)體與輪對(duì)之間連接不牢固，增加列車(chē)的晃動(dòng)，也會(huì)助長(zhǎng)磨耗的形成。 從造成曲線病害的諸多因素分析，運(yùn)營(yíng)條件和軌道結(jié)構(gòu) 屬于客觀因素，在一定條件下不易改變。造成小半徑曲線病害的最直接因素是機(jī)車(chē)車(chē)輛作用在小半徑曲線上的附加力。曲線狀態(tài)好，附加力小，對(duì)曲線的破壞就??；曲線狀態(tài)差，附加力大，對(duì)曲線的破壞越大。因此，保持曲線良好的狀態(tài)，減少機(jī)車(chē)車(chē)輛作用在軌道上的附加力，是延長(zhǎng)曲線維修周期、降低維修成本的關(guān)鍵。 調(diào)整好小半徑曲線各部尺寸 有計(jì)劃地整治小半徑曲線范圍內(nèi)的漫坑，及時(shí)消滅小坑及低接頭。 每年根據(jù)春季測(cè)速資料，夏季結(jié)合綜合維修對(duì)超高進(jìn)行調(diào)整，特別對(duì)鋼軌出現(xiàn)傷損異常的曲線要做重點(diǎn)測(cè)速。 小半徑曲線軌距易變化，需經(jīng)常不斷地進(jìn)行調(diào) 整 在曲線撥正中，采用增加副矢點(diǎn)的辦法對(duì)控制曲線圓順度效果較好。具體辦法是：在現(xiàn)有 10 ｍ 間距中間增設(shè)一點(diǎn)副矢，其正矢在緩和曲線上為兩相鄰正矢點(diǎn)之和的一半，圓曲線上為圓曲線計(jì)劃正矢，檢測(cè)工具仍為 20ｍ弦線。 在曲線養(yǎng)護(hù)中要切實(shí)注意緩和曲線的養(yǎng)護(hù)。超高、軌距和正矢遞減是否 16 符合標(biāo)準(zhǔn)，是緩和曲線養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵。為便于緩和曲線上超高、軌距加寬順坡和三角坑的檢查與確定，可將超高和軌距加寬值在緩和曲線鋼軌上的標(biāo)記間距改為，檢查時(shí)可不受原鋼軌檢查點(diǎn)位置的限制 ，按超高和軌距加寬標(biāo)記點(diǎn)放置道尺，記錄時(shí)在線路檢查記錄簿“水平”一欄中劃斜線，斜線上填寫(xiě)實(shí)際檢查超高值，斜線下填理論值。 曲線范圍內(nèi)連接零件要經(jīng)常保持全、緊、靠、密，無(wú)失效，扭力矩符合《維規(guī)》規(guī)定，擋肩破損的混凝土枕要及時(shí)修復(fù)，失效的要及時(shí)更換，道床不潔 要及時(shí)清篩，道床要飽滿，上股按規(guī)定加寬到 。 第五章 鐵路軌道曲整正方案研究 與實(shí)踐 第 一 節(jié) 鐵路軌道曲線整正方案研究 一、曲線軌距加寬 機(jī)車(chē)車(chē)輛進(jìn)入曲線軌道時(shí)，仍然存在保持其原有形式方向的慣性，只是受到外軌的引導(dǎo)作用方才沿著曲線軌道行駛。在 小半徑曲線，為使機(jī)車(chē)車(chē)輛順利通過(guò)曲線而不致被楔住或擠開(kāi)軌道，減小輪軌間的橫向作用力，以減少輪軌磨耗，軌距要適當(dāng)加寬。加寬軌距，系將曲線軌道內(nèi)軌向曲線中心方向移動(dòng)，曲線外軌的位置則保持與軌道中心半個(gè)桂劇的距離不變。曲線軌道的加寬值與機(jī)車(chē)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架在曲線上的幾何位置有關(guān)。 一 、轉(zhuǎn)向架的內(nèi)接形式 占有不同的幾何位置，即可以有不同的內(nèi)接形式。隨著軌距大小的不同，機(jī)車(chē)車(chē)輛 在曲線上可呈現(xiàn)以下四種內(nèi)接形式： 1. 斜接。機(jī)車(chē)車(chē)輛車(chē)架或轉(zhuǎn)向架的外側(cè)最 前 位車(chē)輪輪緣與外軌作用邊接觸，內(nèi)側(cè)最后位車(chē)輪輪緣與內(nèi)軌作用邊接觸。 2. 自由內(nèi)接。機(jī)車(chē)車(chē)輛車(chē)架或轉(zhuǎn)向架的外側(cè)最前位車(chē)輪輪緣與外軌作用邊接觸其它各輪輪緣無(wú)接觸地在軌道上自由行駛。 3. 楔形內(nèi)接。機(jī)車(chē)車(chē)輛車(chē)架或轉(zhuǎn)向架的最前位和最后位外側(cè)車(chē)輪輪緣同時(shí)與外軌作用邊接觸，內(nèi)側(cè)中間車(chē)輪的輪緣與內(nèi)軌作用邊接觸。 4. 正常強(qiáng)制內(nèi)接。為避免機(jī)車(chē)車(chē)輛以楔形內(nèi)接形式通過(guò)曲線，對(duì)楔形內(nèi)接所需軌距增加 ，此時(shí)轉(zhuǎn)向架在曲線上所處的位置稱(chēng)為正常強(qiáng)制內(nèi)接。 二、曲線軌距加寬的確定原則 形式，隨著輪軌游間大小而定。根 17 據(jù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)以自由內(nèi)接最為有利，但機(jī)車(chē)車(chē)輛的固定軸距長(zhǎng)短不一，不能全部滿足自由內(nèi)接通過(guò)。為此，確定軌距加寬必須滿足如下原則： 1. 保證占列車(chē)大多數(shù)的車(chē)輛能以自由內(nèi)接形式通過(guò)曲線； 2. 保證固定軸距較長(zhǎng)的機(jī)車(chē)通過(guò)曲線時(shí)，不出現(xiàn)楔形內(nèi)接，但允許以正常強(qiáng)制內(nèi)接形式通過(guò)； 3. 保證車(chē)輪不掉道，即最大軌距不超過(guò)容許限度。 三、根據(jù)車(chē)輛條件確定軌距加寬 式通過(guò)曲線時(shí)，前軸外輪輪緣與外軌的作用邊接觸，后軸占據(jù)曲 線垂直半徑的位置。則自由內(nèi)接形式所需最小軌距為： Sf=qmax+f0 （ 2— 2） Sf自由內(nèi)接所需軌距； qmax最大輪對(duì)寬； f0外矢距，其值為 L轉(zhuǎn)向架固定軸距， R曲線半徑。 S0 表示直線軌距，則曲線軌距加寬值 e應(yīng)為： 車(chē) 202型轉(zhuǎn)向架為例計(jì)算如下： R=350m,L=,qmax=1424m 則 mm 350m 及以上的曲線，軌距不需加寬。 四、根據(jù)機(jī)車(chē)條件檢算軌距加寬 所需軌距為小的 正常強(qiáng)制內(nèi)接 通過(guò)曲線。 態(tài)。 Sw=qmax+f0f1 (2－ 3) 式中 qmax最大輪對(duì)寬度； f0前后兩端車(chē)軸的外輪在外軌處所形成的矢距，其值為： 其中 圖 15 轉(zhuǎn)向架自由內(nèi)接 18 L1第一軸至第二軸距離， L2第二軸至第三軸距離， L3第三軸至第四軸距離； fi中間兩個(gè)車(chē)軸的內(nèi)輪在內(nèi)軌處形成的矢距，其值為： Li1第二軸至與車(chē)架縱軸垂直的曲線半徑之間的距離，可由下式計(jì)算： S39。w等于 Sw=Sw+1/2δ min =qmax+f0f1+1/2δ min (2－ 4) 式中δ min 直線軌道的最小游間。 五、曲線軌道的最大允許軌距 況下，當(dāng)輪對(duì)的一個(gè)車(chē)輪輪緣緊貼一股鋼軌時(shí)，另一個(gè)撤論踏面與鋼軌的接觸點(diǎn)即為車(chē)輪踏面的變坡點(diǎn)。 曲線軌道容許最大軌距 : 由下式計(jì)算 : S max ??d min ??T min ????r ??a ??r ????s (2— 5) 式中 ： dmin車(chē)輛車(chē)輪最小輪緣厚度， 其值為 22mm； Tmin車(chē)輪最小輪背內(nèi)側(cè)距離； ε r車(chē)輛車(chē)軸彎曲時(shí)輪背內(nèi)側(cè)距離 縮小量，用 2mm a 輪背至輪踏面斜度為 1： 20 與 1： 10變坡點(diǎn)的距離，用 100mm； r 鋼軌頂面圓角寬度，用 12mm； ε s鋼軌彈性擠開(kāi)量，用 2mm。 S max ??22 ??1350 ??2 ??100 ??12 ??2 ??1456mm 偏差不得超過(guò) 6mm，所以曲線軌道最大容許軌距應(yīng)為1450mm，即最大允許加寬 15mm。 圖 16 曲線軌道最大允許軌距 19 段，按 圖 14 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行曲線 軌距加寬。未按該標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整前的線路可維持原標(biāo)準(zhǔn)。曲線軌距加寬遞減率一般不得大于 1‰，特殊條件下，不得大于 2‰。 圖 14曲線軌距加寬 曲線半徑 (m) 加寬值 (mm) 軌距 (mm) R≥ 350 0 1435 350R≥ 300 5 1440 R300 15 1450 五 、外軌超高的作用及其設(shè)置方法 外軌超高的作用： 機(jī)車(chē)車(chē)輛在曲線上行駛時(shí)，由于慣性離心力作用，將機(jī)車(chē)車(chē)輛推向外股鋼軌，加大了外股鋼軌的壓力，使旅客產(chǎn)生不適，貨物位移等。因此需要把曲線外軌適當(dāng)抬