摘要:重载铁路建设为我国提供了最主要的运煤通道,而铁路运行中铁路线路工务的安全稳定是非常重要的。因此,文章对铁路线路轨道工务维修养护技术展开探讨,从养护特征出发,对维修养护提出一些建议。
关键词:铁路线路;轨道工务;工务维修;养护技术
引言
随着2014年轴重25吨的神华准池铁路及轴重30吨的中南部重载铁路通道的相继开通,标志着我国的重载铁路正在高质量高速发展。在我国重载铁路系统建设过程中,无缝轨道线路结构技术较为先进,是未来重载铁路结构的最优选择,更是奠定铁路现代化发展的根本所在。无缝线路相较于传统铁路线路结构具有非常大的优势,不仅大大减少轨道接头,提升列车行驶的舒适性平稳性,而且减少了整体的养护维修成本,延长了铁路沿线设备设施的使用寿命。神华准池铁路从2018年开始,考虑到现在实际情况,已经开始计划逐步将有砟有缝线路改造成有砟无缝轨道。
1.铁路线路的养护
随着我国铁路运输的不断发展,目前,我国铁路运输业已经取得了长足的进步。在铁路运输过程中,其安全生产是铁路运输发展一个永恒主题。在铁路运输中,铁路线路是铁路运输的基础,如何大力开展铁路线路的养护工作,实现铁路运输的生产安全,是当前铁路线路养护的重点内容之一。
1.1铁路线路养护的作用和意义
在铁路运输不断发展的今天,铁路线路作为其基础建设的重要组成部分具有重要的作用。铁路线路的组成部分有路基、轨道及桥隧建筑物等。通常来讲,铁路线路为铁路运输的一个重要基本工程结构,其铁路线路中的各个基础设施发挥着不同的作用。若铁路线路中的某一基础设施出现了安全问题,可能会影响铁路线路的使用。铁路运输标志化的开通,我国开始逐步开展铁路线路的货物运输,在铁路线路使用次数增多的情况下,许多铁路线路承载着轴重较大的货物,比如煤炭、石油、天然气及其他白色货物,而铁路线路常年裸露在大自然中,经受风吹雨打和列车动荷载持续作用下,可能导致铁路线路设备使用状态产生相应变化,即引起路基下沉、道床翻浆冒泥、联接零件损坏和钢轨伤损等病害,在这种情况下会极大的影响铁路运输的安全性。因此,铁路线路的养护十分重要。通过铁路线路的养护,提高铁路线路的整体性能和安全寿命。
在铁路线路的养护过程中,其中一个基本准则就是“预防为主、防治结合、修养并重”。通过该原则的应用,不仅能长期保持铁路线路的设备处于相对完好的状态,同时也能够确保铁路线路的养护质量,使铁路运输达到规范规定的安全、质量标准,确保列车能够安全平稳运行。此外,在铁路线路的养护过程中,延长其寿命周期也是铁路线路养护的重要内容之一,通过合理的铁路线路养护,能够确保铁路线路的总体质量,在长期养护下也能够延长其使用寿命,确保铁路运输的安全,于铁路运输的整体发展以及提高总体经济效益也有着重要的作用及意义。
1.2铁路线路设备现状的基本情况分析
随着我国运输业不断发展与进步,在铁路运输过程中,通过确保铁路线路的安全能够在一定程度上提高铁路运输的效率。在重载铁路运输中,其主要特点就是运量大和轴重大,铁路线路在长期使用中轨道的荷载重量十分大,可能会导致轨道结构及其部件出现相应程度的磨损及破坏,由此导致轨道的使用寿命急剧下滑,出现了铁路线路的变形,从而导致铁路线路的后续维修工作量增大。随着我国铁路运输事业的不断发展,我国的铁路线路养护工作正在不断完善,但在养护过程中仍存在以下几点主要问题。在铁路线路长期使用下,其轨道结构各个部件会出现不同程度的破坏,即轨道的钢轨出现磨损,接头螺栓出现剪断失去承载能力,夹板出现了裂纹或折断,从而造成钢轨表面不平顺,极大的影响了铁路运输的安全。同时,铁路线路在使用过程中,出现了铁路线路设备的严重下沉,在高频次的列车动荷载的冲击力作用下使得铁路线路的寿命逐渐降低,进而出现疲劳损伤。在铁路线路的运行过程中,路基、路桥过渡段及涵洞等处所是铁路线路设备的薄弱环节,轨道几何尺寸变化的原因主要是由于路桥过渡段的不均匀沉降变形以及路基冻胀、翻浆冒泥等病害,在列车动荷载的持续作用下,对铁路线路设备的影响较大,若超过了铁路设备的允许承载力,就会导致轨道结构出现无法恢复的塑形变形,导致列车不能正常运行,极大的影响运输效率和后续养护维修工作的开展。
1.3铁路线路的病害产生原因
(1)与其他运输工程结构一样,若列车荷载量相对较大,就会对轨道抗力产生影响,导致降低铁路线路的使用寿命。从连续弹性基础量轨道强度理论中不难看出,通常来讲,影响轨道结构类型选择的因素主要是最大轴重和行车速度,而这两个因素决定了运行中的列车的动荷载大小。即列车动荷载决定了轨道的结构受力,列车动荷载越大,其轨道结构需要提供的承载力也就越大。因此,已知轴重和线路允许速度时,应根据强度计算和结合国家相关规定,选择合理的轨道结构,从而减小后期的线路病害和养护维修工作量。
(2)道床刚性对道床应力和轨枕压力影响较大,铁路线路设备容许变形相同时,容许枕上压力和道床应力与道床刚度成正比例变化。而在铁路线路运营过程中,如果不采取有效措施保持道床刚度时,道床刚度会逐渐下降,无法满足设计要求的列车荷载而破坏道床结构,引起铁路线路不平顺,加大列车动荷载的冲击,如此恶性循环,导致铁路设备技术状态不断恶化,最终造成养护维修工作量增大。
(3)当铁路线路结构出现裂缝并未对其进行及时、妥善的处理,就会大幅度降低铁路线路结构的稳定性和安全性。铁路线路在投入使用和运行中如果存在裂缝,雨水及各种有害物质就可能通过裂缝而进入到内部结构,导致线路结构冻裂、腐蚀、溶蚀、侵蚀及风化等,从而降低铁路线路设备技术状态。对于铁路线路而言,常见的裂缝病害主要分为非结构裂缝和结构性裂缝两种类型,通常以非结构性裂缝较为明显。如果长期以来未对非结构裂缝进行有效的处理,就会使得裂缝不断增大,从而形成严重的安全隐患。
2重载铁路养护修护特征
我国铁路行业正在高质量高速发展,使用了很多无缝板式轨道和双块式轨道等新型轨道型式,这就让我国对铁路的线路养护维护标准不断提高。所以在引进外来经验的条件下,根据中国特色的社会、政治、经济环境特点,决定了我国铁路线路轨道养护维修技术特点的同一性和差异性。受到过去国家经济条件限制,已建重载铁路普遍采用有缝线路,这种轨道结构的钢轨接头处对列车动荷载冲击较大,导致养护维修工作量巨大且列车通过时还会产生很大的噪声污染。因此将重载铁路逐步改造成无缝线路,对降低列车运行时产生的噪音污染、有效减小养护维修工作量及提高经济效益意义重大。高速铁路因为利用了无缝板式轨道,它使用时长和维修频率差不多一样,有利于大修计划的制定和开展。重载铁路因大轴重、大运量的特点,为确保重载列车可以按照规定速度安全平稳运行,必须确保线路维修水平。线路状态的修护是把线路设施的运行情况作为前提,利用实时监控的方式了解线路设施的工作情况,研究确定线路设施能否正常工作,在线路设施情况快要失效但还没有发生质量问题时,应该及时进行修护,确保铁路工务设施可以一直处于一个可以调整的状态。
3铁路线路工务维修养护存在的问题
3.1养护方法存在问题
铁路的纵向跨度非常大,有的甚至延绵数千公里,同一条线路存在不同的气候及地质条件。对于一些气候较好的地区而言,铁路设施并不会由于自然气候遭受太大的损伤。但是对于一些气候恶劣的地区,例如存在着酸雨、冻土和其他环境问题的地区,铁路会遭受到巨大的腐蚀与破坏,很容易造成损伤,在这些地方的维修作业人员,一定要对铁路进行及时的养护。但是通过实际的养护情况来看,不同地区的铁路养护人员在对铁路进行养护的过程中,养护方法有一定的相似性,不能有针对性地对铁路进行养护。
这是存在于当前铁路线路养护中的问题之一。
3.2轨枕间距与轨枕支撑面积的影响
轨枕间距会对轨枕上的压力与道床应力产生较大影响,但轨道下沉与钢轨弯曲应力所受影响则相对较小。根据相关研究结果显示,每增减一个轨枕根数档次,枕上压力与道床应力会产生3%~4%的变化,而轨道下沉与钢轨弯曲应力却仅变化1%左右。此外,轨枕支撑面积同样对轨道弹性下沉和道床应力具有一定的影响作用。
3.3养护管理不完善
因为车辆的动力因素和自然因素对铁路的影响,铁路线路一直处在外部气候环境的影响下,轨道的形状会发生变化,各种基础器件都有可能发生形变,铁路设施不断被磨损,维修补修和整治的力度安排不恰当,维修方法效果不好,还有周期性修整工作不能够按时开展,对铁路线路造成无法修复的损害。对列车频繁启动的区段,轮轨擦伤造成轨道的破坏程度比别的区段更为严重。多年的养护维修经验表明,铁路轨道结构破坏还受到线路爬行、接头处联接零件和小半径曲线等因素的影响。
4铁路铁路线路工务维修养护技术措施
4.1?轨道结构及零部件的养护
轨道结构的养护主要针对轨道几何尺寸的整治,这也是工务部门日常工作量占比最大的部分。这主要是因为铁路轨道受荷载压力影响较多,列车的频繁荷载振动会引起轨道变形,而轨道形变后产生的轨面不平顺又会进一步加剧列车对轨道的冲击破坏,使轨道几何尺寸加速变形从而形成恶性循环。因此,在日常养护工作中,工务作业人员应对定期对轨道几何尺寸进行检查与整正,使轨道能长期保持在容许尺寸范围内,从而减小铁路列车荷载对轨道的破坏。在轨道联结部件方面,由于其长期曝露于户外,工务线路养护人员应每年定期对轨道联结部件进行检修,通过春秋季集中修对轨道联结部件的全面复紧及检查来保证零部件处于正常技术状态,能够有效锁定铁路轨道线路。此外,为防止联结部件因受雨水、风沙等侵蚀生锈而产生质量问题,还需要定期为所有联结部件涂抹长效防锈油脂,以此来延缓零部件的锈蚀速度。
4.2建立科学合理的现场控制方案
首先,优化上部钢梁作业脚手架的搭设,在满足桥梁建筑限界的同时,实现了在桁梁两侧搭设固定脚手架的作业方式,提高有效作业时间,大大降低每日搭拆作业平台过程中的安全风险。其次,同步安排上部钢梁作业及明桥面整治施工,合理调整施工范围,将施工相互干扰降到最低。针对更换方移桥枕拆铺桥面等点内重点作业,细化制订节点时分控制图,对点前工作准备点内作业流程点毕检查开通等项目细化到分钟节点并严格卡控。
4.3提高对道床的养护
铁路设备处于外部自然环境中,如果铁路遇到了降雨天气,且路基本体不能有效及时将雨水排出,就有可能导致道床翻浆、路基下沉等病害现象。这种现象的出现会引起道床板结而失去弹性,同时也会引起铁路线路的不均匀沉降,对钢轨造成损伤,缩短轨道结构的使用寿命。所以工务作业人员在对铁路进行养护的过程中,应该在汛期来临之前采取预防措施,及时对道床进行清理,更换优质道砟,检查、疏通并整修排水设施,从源头上降低翻浆病害出现的概率。另外工务作业人员在日常维修作业过程中,根据铁路线路设备情况制定相应的日常维修计划,定期的对道床进行清理补充,避免出现安全隐患。
4.4钢轨日常养护
钢轨是铁路线路中与列车车轮直接接触的部位,其首当其冲承受列车荷载作用并将列车的冲击力传到轨枕及道床等部位。钢轨的表面平顺度以及质量标准是否符合日常列车运行要求直接关系到铁路运输安全,因此对钢轨的使用状态进行检查并对损伤部位进行维护就成为工务作业人员的重要任务之一。首先工务作业人员应该从思想上重视钢轨的探伤与维护工作,钢轨探伤作业时应谨慎细致,确保不出现漏探现象。其次,钢轨的日常养护需要充分发挥线路巡道工的跟踪检查作用,以便能够及时掌握钢轨的使用状态。最后,在钢轨检查时,对于发现的轻微掉块擦伤、鱼鳞伤损以及轨面不平顺等小问题应及时进行修补或打磨,从而避免这些钢轨在高密度列车荷载作用下迅速发展为轻伤轨甚至重伤轨来不及更换而引发安全交通事故。
4.5预防性维修
预防性维修是通过对铁路设备的系统性检查、探测和更换以防止设备故障发生,使其保持在规定状态所进行的维修工作。预防性维修传统的维修方式为定期维修,即根据多年的养护维修经验,按规定的维修周期进行计划内的维修工作。其周期要根据设备损伤规律,并根据设施本身的可靠性等条件总体考虑,提前确定维修时机。预防性修护还可以对设备劣化状态进行诊断和趋势管理,这就是有条件的预防性修护,即状态维修。这种维修工作的安排早于预先确定的范围或维修职工可以发现到的差别情况,根据设施损坏的状况来确定。预防性维修也可按照设施磨损情况的预期值来实施称为预期预防维修。这类养护维修任务的下达是按照设施损坏时的一定数据的变化进行研究确定的,这样能够预先在临界值来临前安排好养护工作。
4.6落实精细化管理
为了提高养铁路线路养护工作的整体质量,需要通过落实精细化管理加强铁路线路有效养护工作的开展。因此,首先需要加强维修单位内部的组织管理工作,通过在铁路公司开展精细化管理层层落实班组负责人的管理责任。例如,管理人员需要每月对铁路线路设备的养护工作进行记录,同时对保养情况以及养护完成效率进行综合分析、评价并总结。通过落实工作责任制管理,确保各项制度有效落地,不仅能提高工作人员的责任意识,而且能使铁路线路养护的每一项工作都能够得到落实。在落实精细化管理的过程中,需要积极推进现场养护工作的全项目作业法与铁路线线路的养护标准进行有效结合。在铁路线路的日常养护过程中,需要尽可能的对铁路线路的每一项基础设施进行全面养护,杜绝出现单一基础设施养护现象。通过标准化的养护形式与工务维修标准相结合,严格的完成落实养护作业,确保在养护作业开展过程中,避免通过简化养护流程而造成养护不到位,进而导致基础设施出现病害。加强精细化管理的应用,能够有效提高铁路线路的养护作业效率。加强逐级工作负责制及责任到人的精细化管理,实现铁路线路的养护作业计划的合理安排,有效的提高作业质量,保持线路均衡稳定,超额完成运输计划。
结语
现阶段我国的经济水平和科学水平在不断进步,我国的铁路运输行业也同样走在了世界的最前面。在重载铁路轨道的修护与养护任务中,怎样确保修护水平和效果的有效提高,然后有效的提高铁路安全平稳的运输,我们应进行不断的探索研究。根据重载铁路线路特征,结合国内外先进高速铁路维修养护的技术及我国铁路的实际状况,应积极采用新的维修管理体制来适应现代化铁路的养护维修工作。
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