朔黄铁路有限责任公司原平分公司 山西忻州 034100
摘要:作为一种高性能、运作模式简单和检修难度低的铁路轨道种类,无缝线路在我国的铁路建设过程中较为常见。由于我国地质情况存在较强的复杂性,无缝线路的建造大多是在地质结构不均匀的路基与道床之上,其运作过程要承担较为反复的载荷,较容易产生轨道横向不平顺的问题,从而影响无缝线路稳定性的保持,严重时甚至会导致列车脱轨等重大事故的出现。本文首先简单阐述了轨道横向不平顺的成因,再对轨道横向不平顺对无缝线路变形的影响进行了分析,最后探讨了无缝线路中轨道横向不平顺的控制方法,以期为相关工作者的工作提供理论基础。
关键词:轨道;横向不平顺;无缝线路;变形;影响
轨道横向不平顺的问题在无缝线路的运作过程中较为普遍,不仅会影响无缝线路轨道的稳定性,还有一定可能性会导致无缝线路的过度变形,最终影响铁路轨道行车安全,甚至是造成重大安全事故。
一、轨道横向不平顺的成因
在无缝线路的运作过程中,轨道不平顺问题主要可分为垂向不平顺、横向不平顺和复合不平顺这三种情况,其中轨道横向不平顺主要包括方向不平顺和轨迹偏差造成的不平顺问题,同时也是无缝线路轨道出现的常见问题之一[1]。
1.1轨道方向不平顺
轨道方向不平顺是轨道横向不平顺的主要表现形式之一,其原因存在于无缝线路轨道的铺设施工过程中,主要是由于相关工作人员在定位钢轨中心线是出现了由于测量偏差而产生的定位不准确问题,而轨道方向不平顺中轨排横向变形情况的主要原因是轨头的出现磨损不均匀的情况 [2]。
1.2轨距偏差
轨距偏差问题出现的原因通常是扣件不良、和轨头侧面磨损等,在一定程度上会造成无缝线路钢轨坡度的绝对下沉或纵向水平的不可控变化,最终导致无缝线路出现变形甚至产生重大安全事故。
二、轨道横向不平顺对无缝线路变形的影响研究
2.1双轨双节点轨向不平顺对无缝线路变形的影响
双轨双节点轨向不平顺对无缝线路影响主要体现在双轨同一位置的节点产生的位移,主要分为双轨双节点同向向外偏移、同向向内偏移、节点一内一外和一外一内这4种情况。
在双轨双节点同向向外偏移时,无缝线路钢轨轨道的横向位移率约为26.65%,会发生双轨同向向外位移的情况[3]。在双轨双截点同向向内偏移时,无缝线路钢轨轨道的横向位移率约为5.75%,会出现无缝线路钢轨双轨同向向内位移的情况。在双轨双节点一内一外和一外一内偏移时,无缝线路两条轨道的节点就会同时向两个方向进行反向偏移。
2.2 单轨单节点轨向不平顺对无缝线路变形的影响
由于各个区域无缝线路的工作温度不同,产生单轨单节点轨向不平顺问题的程度也不同,可将无缝线路轨道工作的正常温度设为升温50℃,研究单轨单节点轨向不平顺的具体情况。
在外轨节点向内发生偏移时,其温度力作用首先会变大,在位移作用的影响下减少最终消失。最终单轨单节点会在轨向不平顺的情况下发生微小位移,从长期来看也会导致无缝线路轨道变形的问题。
2.3单轨双节点轨向不平顺对无缝线路变形的影响
在无缝线路轨道的运作过程中,单轨双节点轨向不平顺的问题时有出现,主要可分为单轨双节点的同向偏移和反向偏移这两种情况。
单轨双节点的同向偏移是指一条轨道上的两个节点向同一方向进行位置偏移,同时也受轨道温度力的影响。其中,双位移点之间的中心节点受到的位移作用最小,轨道外侧的横向位移变化趋势通常与节点的内向位移趋势相反,从而导致了无缝线路一定范围内的变形问题。
单轨双节点的反向偏移指的是一条轨道上的两个节点向相反方向进行位置偏移,同样受轨道偏移温度力作用的影响。当同一轨道上的两个节点向不同方向进行位移时,两个节点都会受强制位移作用和温度力作用的影响,双节点分别达到位移位置的最大值后停止。
在无缝线路轨道上会出现数量不计的单轨双节点的通向与反向偏移情况,一旦出现偏移的节点和节点偏移的值过多或过大,都会导致无缝线路的过度变形,最终影响无缝线路轨道的正常运作和使用。
2.4内外轨温差对无缝线路变形的影响
在无缝线路投入使用的初期,也就是无缝线路未发生变形情况之时,轨道内侧与外侧的温差有一定可能性会导致轨道节点的横向偏移。据检测,如若轨道内侧温度升高50度,而轨道外侧的温度仅升高40度,则轨道的内侧与外侧节点会发生同向横向位移;轨道内侧温度升高40度,轨道外侧温度升高50度,轨道内侧与外侧节点同样会发生同向横向位移。当无缝线路轨道内侧和外侧具有一定温差时,同时将内侧与外侧的温度升高45度,轨道内侧和外侧的节点依然会发生同向横向位移。在轨道内侧与外侧存在温差时,无论轨道内外侧温度升高至何种程度,都会造成轨道内外侧节点横向位移的问题,接会加剧无缝线路的变形速度。
三、无缝线路中轨道横向不平顺的控制方法
3.1严格控制轨道初始不平顺
轨道初始不平顺的控制方法主要是设立严谨的钢轨平直性和铺设精度标准,并确保标准能够彻底落实到初期的建设作业过程中。在钢轨平直性标准的设定方面,应对钢轨轨身的平直性和全长的弯曲扭曲性进行严格的规定和标准的补充。在钢轨铺设精度的设定方面,应先对轨道铺设平面和轨床的实际情况进行数据监测,并在保证建设质量的基础上对钢轨铺设精度进行实效性和时效性改良。
3.2完善轨道状态管理体系
轨道状态管理体系应贯穿到轨道建设及后期维护各个环节的方方面面,除了需要涵盖对轨道初始平顺性的严格验收标准与环节之外,还要针对不同变形状态阶段的无缝线路轨道进行检修标准与周期的制定,以此来缓解轨道横向不平顺对无缝线路产生的消极影响。
首先,应设置专门的轨道状态监测人员进行轨道的监测,轨道状态监测人员应对轨道的建造和使用情况进行深入的了解,对每次监测的数据信息进行详细的记录和保存,并与前一次的监测情况进行全面系统的对比,以此来获取无缝线路中轨道横向不平顺的出现或变化趋势。
其次,应根据无缝线路的轨道实际情况设置轨道状态的管理周期,避免次数过密或过疏的进行轨道状态的管理。轨道状态的管理周期不仅包括动态监测的定时性,还要在出现明显的某些安全问题后对管理周期进行适当的调整,应适当缩短管理周期以全面观察轨道的不平顺问题状况。
第三,应保持无缝线路轨道状态检测设备的先进性,根据市场设备的研发情况来选取和更换具有安全性、稳定性和高效性导轨道状态检测仪器,如断面仪、裂缝仪、探伤仪、挠度仪和引伸计等。除此之外,还要对新引进和更换的设备进行稳定性与准确性测试,以此来从设备层面来保证轨道状态监测结果的精准化。
3.3优化工务管理系统机制
工务管理系统的内容是对列车轨道的各项运作与检修项目内容进行信息共享与传递,以便于各部门之间的协作。在轨道横向不平顺问题的管理方面,如若相关工作人员要对轨道横向不平顺问题进行检测或加固,就不可避免的要利用无缝线路运作过程中的各项信息,如列车运作时间、频率和实际状态等,这就需要保持工务管理系统中内容的全面性。此外,轨道横向不平顺问题的具体信息数据也应报备到工务管理系统中,以便于其他部门在进行其他任务时不受轨道横向不平顺问题的干扰和影响。
四、结语
综上所述,轨道横向不平顺对无缝线路变形的影响主要体现在其节点位移方面,一旦无缝线路的轨道节点出现一定值的位移,其使用和运作的安全性也会受到一定的影响。相关工作人员要对轨道横向不平顺的问题提起高度的重视,重点关注单轨短距离内多个节点发生位置偏移的情况,并对轨道偏移的情况和平顺状态进行实时监测,以技术手段来严格限制轨道初始的不平顺状况,完善和优化轨道状态管理体,。不仅能够保障无缝线路轨道的运行安全,还能够推动我国轨道建设经济效益和社会效益的全面发展。
参考文献:
[1]石江.无缝线路不稳定性力学特性分析[J].中国设备工程,2019(23):120-122.
[2]苗倩.高速铁路斜拉桥上无缝线路受力变形特征及结构优化设计研究[D].北京交通大学,2019.
[3]周海宇,牟航,韩峰.轨道复合不平顺对无缝线路横向变形的影响分析[J].铁道标准设计,2019,63(06):53-58.