軌道病害分析與整治

軌道病害分析與整治軌道病害分析與整治軌道病害分析與整治資料僅供參考文件編號：2022年4月軌道病害分析與整治版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：軌道病害分析與整治現(xiàn)在高速鐵路飛速發(fā)展，大規(guī)模修建高速鐵路客運專線，發(fā)展了各種類型的無砟軌道、有砟軌道、無砟道岔等，運行速度達到350km/h，最高速度達到了394km/h，在修建高速鐵路技術(shù)方面已列居世界首位。但是，我國自首條350km/h高速客運專線京津城際開通運行以來，陸續(xù)開通了石太、武廣等多條客運專線，工務(wù)設(shè)備的養(yǎng)護維修問題就成了當(dāng)前首要研究項目。特別是晃車問題的整治，更是需要探索的問題。一、定位法整治線路病害在軌道上人工查找各種動態(tài)檢測儀器檢查發(fā)現(xiàn)的晃車地點，如車載、便攜式添乘儀的重復(fù)二三級超限處所及軌檢車二三級病害超限處所時，儀器的檢測報告中只提供了病害里程和超限值，而儀器提供的超限里程往往與現(xiàn)場實際里程有一定的差距，個別處所的差距甚至達到200米,因此準確定位儀器報警地點的現(xiàn)場位置至關(guān)重要。方法一：人工乘車感覺法。對于峰值較大的車載及便攜式添乘儀報警點（當(dāng)峰值達到及以上時），乘車人體就能夠感覺到，當(dāng)峰值達到及以上時人體就能感覺到明顯的晃動，因此對于慣性晃車地點，派有經(jīng)驗的技術(shù)人員上車，感覺和觀察晃車的具體地點和晃動的形式，定位病害的地點和特征。方法二：對于便攜式添乘儀，人工進行里程校核。帶添乘儀添乘機車，每10公里根據(jù)現(xiàn)場公里標對儀器里程進行校核，根據(jù)報警里程與實際的差距定位報警點現(xiàn)場實際的位置方法三：根據(jù)軌檢車圖紙進行確定。首先根據(jù)軌檢車圖紙上的道岔、護軌鎖頭等地面標志和曲線位置信息核對軌檢車圖紙里程與現(xiàn)場實際里程的差距，將軌檢車圖紙里程修訂為現(xiàn)場實際里程。其次將儀器的報警點在軌檢車波形圖上相應(yīng)的地點附近去比對，軌檢車、動檢車檢測項目均有水平加速度和垂直加速度，根據(jù)報警點的里程去查看軌檢車波形圖，兩者雖然數(shù)值上會有差異，但一般車載及添乘儀報警地點在近期的軌檢車波形圖水平加速度或垂直加速度波形上會有相應(yīng)的反映，因此可以通過軌檢車波形圖來確定報警點的準確位置。一、軌道病害診治方法（一）通用部分：1、大平大向的檢查首先站在距離病害地段200米以外地段目視線路大平大向是否存在大方向或漫坑。根據(jù)軌檢車圖紙分析是否存在長波高低或軌向不平順，特別是50～80米范圍內(nèi)連續(xù)3波或多波不平順當(dāng)目視不良或軌檢車圖紙顯示大平大向不良時采用全站儀、水準儀或長波不平順檢查小車進行精確測量，或根據(jù)控制樁數(shù)據(jù)，測量控制樁處的橫縱距，對大平大向進行定量分析。2、方向、高低的檢查目視方向高低不良處所，采用弦線逐根測量方向和高低，弦線長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定，盡量采用40米長線進行測量。3、軌距、水平的測量及三角坑的分析按“一二三”的檢查模式全面檢查軌距、水平，軌距誤差滿足±2，變化率不大與‰，水平一側(cè)高2～3mm,變化率不大于‰，三角坑不大于3mm。4、線路動態(tài)情況下空吊、外闖情況檢查過車時檢查鋼軌軌枕的空吊情況，包括軌枕的空吊，鐵墊板與軌枕間的吊板，鋼軌與墊板之間的吊板，鋼軌是否存在外闖。5、軌面平順度的檢查，一米直尺測量鋼軌軌面的平順狀態(tài)采用一米直尺測量軌面及作用邊的平順度，重點注意接頭焊縫是否平直。6、鋼軌側(cè)磨的檢查測量鋼軌的側(cè)磨情況，尤其是不均勻磨耗的檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼軌出現(xiàn)不均勻磨耗時，要加強對現(xiàn)場幾何尺寸的分析，分析出現(xiàn)不均勻磨耗的原因。7、軌底坡的檢查分析軌底坡在現(xiàn)有的檢查手段下不易定量測量，可以根據(jù)鐵墊板的銹蝕情況，膠墊的失效變形情況，軌枕的變形情況，鋼軌焊接時是否發(fā)生扭轉(zhuǎn)，鋼軌軌頂面的磨耗情況進行分析，也可以根據(jù)鋼軌軌面的光帶變化或采用軌面噴涂油漆分析軌跡線的方法進行分析（二）道岔部分：1、尖軌、心軌，基本軌的作用邊是否直順，特別是尖軌、心軌變截面處所，拼裝式轍叉的間隔鐵處所是否存在作用邊不直順，檢查尖軌、心軌頂面是否存在波磨，特別是電務(wù)拉桿等薄弱處所。檢查時采用1米或米直尺進行測量。采用弦線測量尖軌、心軌是否存在側(cè)彎或拱腰。2、滑床板離縫的檢查采用塞尺逐塊測量滑床板與鐵墊板的吊板情況，大于1mm均須記錄整修。3、尖軌豎切部分不密貼，頂鐵離縫的檢查采用塞尺測量尖軌豎切部分的密貼程度，測量尖軌的頂鐵密貼程度，大于1mm均須記錄整修。4、各部槽寬開口的檢查測量護軌輪緣槽寬度，轍叉心輪緣槽寬度，檢查尖軌開口情況，檢查有無輪背撞擊尖軌非作用邊情況，對于護軌輪緣槽寬度，要根據(jù)護軌的開口、過渡段、平直段逐段進行檢查，確保護軌開口、平直段、緩沖段位置正確，槽寬不超過允許誤差。5、尖軌降低值的檢查根據(jù)尖軌設(shè)計，尖軌頂面20mm處尖軌應(yīng)低于基本軌2mm，尖軌頂面寬50mm處，尖軌高于基本軌1～2mm。尖軌段面20mm至尖軌間部位尖軌不應(yīng)受力，尖軌頂面20～50mm范圍，尖軌、基本軌共同受力，50mm以后尖軌受力，基本軌不應(yīng)受力?，F(xiàn)場可以在鋼軌頂面每根軌枕處采用油漆標化標記，分析受力狀態(tài)。6、道岔內(nèi)軌面不平順檢查一米直尺測量軌面的平順性，道岔內(nèi)檢查如下部位：尖軌、基本軌、長心軌的頂面波磨及軌頂砸塌情況。尖軌與基本軌結(jié)合部分，心軌與翼軌結(jié)合部分是否存在輪緣壓傷基本軌、翼軌情況，轍叉部分翼軌堆高6mm，是否存在岔心尖磨耗，堆高加大，翼軌磨耗，堆高減小造成轍叉沖擊力增大。（三）曲線部分1、曲線技術(shù)條件的分析未被平衡的欠超高，一般應(yīng)不大于75mm，困難情況下應(yīng)不大于90mm，容許速度大于120km/h線路的個別特殊情況下不大于110mm；未被平衡的過超高不得大于50mm，困難條件下不大于70mm。曲線超高應(yīng)在緩和曲線內(nèi)順完，容許速度大于120km/h的線路，順坡坡度一般不大于1/(10vmax)（160區(qū)段為‰,130區(qū)段為‰）其他線路不大于１/(9vmax);如緩和曲線長度不足，順坡可延伸至直線上；如無緩和曲線，容許速度大于容許速度大于120km/h的線路，順坡坡度一般不大于1/(10vmax),其他線路不大于１/(9vmax)。容許速度大于120km/h的線路，在直線上順坡的超高不得大于8mm；其他線路，有緩和曲線時不得大于15mm，無緩和曲線時不得大于25mm。同向曲線兩超高順坡終點間的夾直線長度應(yīng)滿足下表規(guī)定，特殊困難地段應(yīng)不短于25m。容許速度不大于120km/h的線路極個別情況下，不足25m時，可在直線上設(shè)置不短于25m的相等超高段，困難條件下可在直線部分從較大超高向較小超高均勻順坡。速度（km/h）20016014012010080一般（m）140130110806050困難(m)1008070504030反向曲線兩超高順坡終點間的夾直線長度應(yīng)滿足上表規(guī)定，特殊困難地段不應(yīng)短于25m。圓曲線最小長度應(yīng)滿足上表規(guī)定，特殊困難地段不應(yīng)短于25m。對曲線的技術(shù)條件進行分析,對于位于困難條件的曲線,要納入關(guān)鍵控制機制,嚴格控制。

2、曲線鵝頭的檢查

對曲線兩端各200米線路進行檢查，確保曲線進出口圓順，檢查有無鵝頭及反彎。

3、曲線正矢的檢查

用20米弦繩逐點檢查曲線正矢，對于目視不良地點加密檢查套拉，檢查曲線的正矢變化率。

4、緩和曲線內(nèi)高低的檢查

重點檢查緩和曲線內(nèi)的曲線高低情況，緩和曲線內(nèi)的高低不良影響曲線的超高順坡率。

二、重點典型病害的分析及整治方法

(一)通用部分

1、大平大向分析

長波不平順(20m<L≤100m)。這種不平順主要影響旅客舒適性，在快速列車的運行中，某些波長的長波不平順，會引起列車共振，從而造成晃車。

車體都有自己的自振（固有）頻率，我國目前采用的車體橫向自振頻率為1～，例如：韶8機車的自振頻率為,列車以v速度運行時，可能使列車產(chǎn)生橫向共振搖擺的線路橫向不平順敏感波長L為

L=v/

公式中ｖ------行車速度，km/h;

L------線路不平順敏感波長，m；

f------車體橫向自振頻

不同速度區(qū)段不同自振頻率車型的敏感波長速度(km)1hz

100282319120332822140393226160443730200564637

因此，對于提速干線必須對大平大向不良進行整修，首先對線路設(shè)置控制樁，組成控制網(wǎng)，利用儀器對橫縱斷面進行測量設(shè)計，利用控制樁進行控制，大平大向與控制樁橫距誤差不大于5mm。

2、方向、高低、軌距、水平、三角坑分析

軌距超出＋2，－2范圍，水平誤差大于5mm，軌距變化率大于‰，水平變化率大于1‰，三角坑大于3mm，方向、高低大于3mm在整治晃車時都要進行整修。

在分析靜態(tài)幾何尺寸時，要注意假軌距、假水平的分析

分析動態(tài)情況下軌距、水平的實際值，要考慮尖軌豎切、頂鐵離縫，扣件離縫、軌枕橫移對軌距、方向的影響，考慮空吊、滑床板離縫對水平、高低、三角坑的影響。考慮道尺測量的地點與實際輪軌接觸地點不一致影響。

對于幾何尺寸超限，采用起撥搗改等綜合手段進行整修。

3、復(fù)合不平順分析

水平與軌向的逆向復(fù)核不平順對行車的影響原理相當(dāng)于曲線的反超高，對晃車影響很大。尤其是在現(xiàn)場做成一側(cè)高的情況下，該病害很容易形成，特別是對于方向的長波不平順與水平的一側(cè)高形成的復(fù)核不平順在現(xiàn)場容易被忽略，要引起高度的重視。

3、軌面平順性分析

鋼軌接頭、軌面的不平順，主要產(chǎn)生行車噪聲及輪重變化，如果短波不平順連續(xù)，將引起晃車，根據(jù)西南交大有關(guān)專家的動力學(xué)動態(tài)仿真計算，當(dāng)波磨深度達到時，客車速度達到160km/h所產(chǎn)生的輪軌力和振動加速度是波深不超標準下的倍和倍，而且波長越短，危害越大，當(dāng)波磨長度為4２mm,深度達到時，速度大于160km/h的客車會出現(xiàn)輪軌作用力為零現(xiàn)象，說明車輪瞬間出現(xiàn)了跳動，不但影響晃車，而且還危及行車安全。

軌面不平順的整治方法：強化大機打磨力爭做到提速干線大機打磨每年一遍，工務(wù)段堅持小機打磨。

4、軌底坡分析

軌底坡變化改變輪軌關(guān)系，致使輪軌接觸點內(nèi)移或外移，形成兩個車輪的滾動半徑不一致，造成晃車，造成軌底坡改變的原因主要是焊軌時對軌不正，發(fā)生扭轉(zhuǎn)，膠墊、墊板發(fā)生變形，軌枕發(fā)生彎曲變形等。

對于軌底坡變化處所，可以從光帶變化進行判斷，在整修時，可以利用楔形膠墊、更換墊板和膠墊、鋼軌打磨等方法整修。

（二）道岔病害分析

1、尖軌降低值分析

在機車車輛通過轉(zhuǎn)轍部分時，在尖軌頂面寬20mm以前，全部荷載由基本軌承受。在尖軌頂面寬20mm處起，尖軌逐漸承受荷載，至頂面寬50mm處，荷載將全部由基本軌過渡到尖軌上，反之荷載逐漸由尖軌過渡到基本軌上。也就是說在尖軌段面寬度20～50mm處為尖軌基本軌的過渡段，如果過渡段不合理，將直接影響機車車輛的通過過渡段的平順性。

過渡段不合理在現(xiàn)場的主要表現(xiàn)一是尖軌段面20mm后仍不受力，現(xiàn)場可以直觀的通過光帶來判斷，甚至有的道岔在尖軌30～40mm段面處尖軌才開始受力，二是尖軌在段面寬度10mm處開始受力，三是尖軌50mm以后的段面基本軌仍然在受力。

在尖軌段面20mm以后尖軌仍不受力，由基本軌受力，造成輪軌的接觸點外移，由于車輪為錐形踏面，接觸點外移后形成尖軌一側(cè)車輪的滾動半徑小于另一側(cè)的車輪滾動半徑，造成列車運行方向扭轉(zhuǎn)，形成晃車。尖軌段面50mm后基本軌仍然受力，也是輪軌接觸點發(fā)生了外移，形成晃車。在尖軌段面20mm以前尖軌受力，造成了輪軌接觸點內(nèi)移，該股車輪滾動半徑大于另一側(cè)的車輪滾動半徑，同樣也造成晃車。

造成尖軌降低值發(fā)生改變的原因主要由以下幾種：

①尖軌、基本軌直曲股通過總重不一致，造成了直尖軌與曲基本軌磨耗不一致。

②尖軌、基本軌沒有同時更換，造成新舊尖軌、基本軌存在高度差。

③由于滑床板離縫，吊板，動態(tài)情況下改變了尖軌基本軌的實際降低值。

④基本軌下膠墊、滑床板下膠墊的失效、變形造成尖軌基本軌降低值發(fā)生改變。

⑤滑床板開焊、銹蝕、變形造成造成尖軌基本軌降低值發(fā)生改變。

整治方法：

①逐塊測量滑床板吊板情況，大于1mm必須進行整治。

②更換失效的滑床板、膠墊。對于焊修后的滑床板上線前一定要嚴格把關(guān)，防止由于焊修造成滑床板變形，滑床臺增厚，從而造成其他滑床板離縫。

③重起全搗，消滅轉(zhuǎn)折部分空吊。

④對于尖軌磨耗等原因造成的尖軌降低值發(fā)生改變的通過增減基本軌下膠墊厚度的方法進行調(diào)整。

2、滑床板離縫分析

滑床板離縫不但造成靜態(tài)檢查時假水平，而且還會影響尖軌、基本軌的降低值，因此必須強化檢查和整修，對于滑床板離縫可以通過撤基本軌下膠墊、然后搗固或鐵墊板下增加通常膠墊的方法進行。

3、尖軌離縫的分析

尖（心軌）軌豎切部分不密貼、頂鐵不密貼，列車通過時造成列車帶動尖（心）軌外闖、滑動，造成晃車。

尖軌離縫的主要原因：

①尖（心）軌存在橫彎。

②尖軌發(fā)生爬行。

③限位器處頂死，產(chǎn)生扭矩，致使尖軌彎曲。

④彎折點誤差超限，基本軌框架尺寸不合理。

⑤電務(wù)拉桿處力量小。

主要整治方法：

①采用彎軌或熱矯直方法整治尖軌橫彎，做到尖軌順直。

②全面整治彎折點超限，然后彎折點間拉弦改直，測量框架尺寸做到正確。

③協(xié)調(diào)電務(wù)配合調(diào)整拉桿處拉力。

4、道岔的軌面不平順

因道岔直曲股通過總重不平衡，造成直曲股的軌件垂直磨耗不一致，一般是直股通過總重大，曲股通過總重小，直股垂磨大，曲股小，在直尖軌與曲基本軌、長短心軌結(jié)合部、轍叉翼軌部分（一般在距離鋼軌作用邊90～110mm范圍處）在結(jié)合部輪緣將曲股壓潰現(xiàn)象或曲股鋼軌抗輪緣造成瞬間改變輪軌接觸關(guān)系，造成晃車。

道岔等薄弱處所每季度進行一次周期打磨，主要打磨尖軌、基本軌、心軌頂面波磨，并注意轍叉翼軌、基本軌與尖軌，長短心軌結(jié)合部的打磨。

（三）曲線部分

1、曲線技術(shù)條件分析及整治

一項或多項劣于《修規(guī)》困難條件?！缎抟?guī)》中對曲線未被平衡的欠超高，緩和曲線超高順坡率，圓曲線及夾直線長度對應(yīng)不同的速度等級都明確了一般條件、困難條件。運基綜計[2007]455號文《關(guān)于曲線和動車組專用線路允許速度相關(guān)技術(shù)和工作要求的通知》中規(guī)定“同一條曲線實設(shè)欠超高、超高順坡率、夾直線（含曲線與道岔夾直線）三個技術(shù)參數(shù)，不得同時采用兩個及以上的困難條件”，但現(xiàn)有的曲線存在著