大秦铁路股份有限公司大同工务段 山西大同 037000
摘要：大秦铁路线路设备经过长期的大轴重、大荷载的冲击作用，线路几何尺寸难以保持，发生轨道变形及下沉、路基翻浆冒泥、钢轨磨损及联接零配件损坏等病害，进而影响行车运输安全，就必须做好铁路线路的养护和维修，科学的、合理的进行作业，能够确保线路的质量和安全，本文分析了各种病害产生的原因，并制定出相应的维修养护策略，以保障铁路的安全运输。
关键词：大秦铁路；路基病害；维修养护；现状调查
1 引言
大秦铁路是我国首条重载铁路，具有开行重载单元列车、运量大、轴重大、通道大、运输质量高、运输效率高等特点，目前大秦铁路的年运量为4.5亿吨，单列运量为5500吨，还具有单列运量1万吨和2万吨的组合列车，2015年试验开行3万吨组合列车成功。上述特点决定了大秦铁路线路承受的荷载是极大的，导致其线路状态变化速度、轨件伤损发生频率远远大于普通线路。而且，大秦铁路作为西煤东运的主要线路之一，由于列车轴重大，其路基内部的应力水平，分布状态及作用方式也不断变化并更加复杂，再加上地质条件、自然环境及施工质量的影响，导致线路几何尺寸变化值极大，更增加了维修难度和成本严重威胁着行车安全及铁路的正常运营。
2 大秦铁路线路主要病害及成因分析
2.1 轨道变形及下沉
影响轨道变形及下沉的主要因素为列车载荷、轨枕铺设情况以及道床与钢轨状态的影响。一般而言，铁路轨道病害大多是由于载荷过重引起的，大秦铁路属于重载铁路，这就决定了其铁路轨道与普通铁路相比，变形和破坏更为严重。运营列车通过列车车轮将荷载传递给轨道的，使得轨道受力大、变形严重，因此可知，列车载荷量决定了轨道受力大小，随轨道载荷量增大，轨道的受力变形量也会相应增大，列车载荷对轨道受力变形的影响在某种程度上呈线形关系[1]。轨枕的铺设情况主要包括轨枕间距和轨枕支撑面积大小。其中轨枕间距主要影响道床应力与轨枕压力，几乎不影响钢轨弯曲与弹性下沉量。而轨枕支持面积主要影响轨道的弹性下沉。
2.2 路基翻浆冒泥病害
在大秦铁路上存在多处翻浆冒泥病害点，特别是在道岔、轨缝及上坡路段，每逢降雨过后都很明显看到翻浆的细砂粘附在表层碎石上，工务段必须马上在翻浆点进行清砟振捣，否则可能导致行车危险，解决这些病害在线路维修养护工作中占绝大部分，使维修成本大大增加。这是因为随着运量及轴重的增大，列车对钢轨的作用力增大，使得轨枕在列车经过时竖向变形增大，道砟之间的磨损也更加厉害，久而久之道床内磨损下来的石粉越来越多，再加上自然环境中灰尘的污染、机车行车过程中的喷砂以及列车上煤粉的浸入，导致道床内的级配发生变化，细颗粒含量明显增多，细颗粒的含量对粗颗粒土的性质起着决定性的作用，道床内的土变得级配良好，容易压实，从而使得道床在轨枕下一定距离处产生一个板结层，且其强度、刚度很大，此板结层的存在严重影响了道床的功能[2-3]。
铁路是一个整体，重载列车在轨道上快速行驶时对钢轨施加压力，钢轨将力转移到道床上，道床再将此力转移到路基中，以保证列车的正常运行。由于板结层的存在，导致道床不能将力均匀传递到路基中，而路基本来是最主要的承担列车载荷的结构，现在载荷传不下去，导致道床内颗粒之间的磨损力增大，更加加剧了道床的污染板结，形成恶性循环，加速了道床的破坏。道床破坏后在降雨的过程中，大量的降水不能排除，导致轨枕下道砟长期处于饱和状态，承载力急剧下降，列车通过时非常危险。据调查，当地夏季降雨量有250mm左右，冬季最低气温达到-30℃，而且有8个月平均气温在0℃以下。夏季降雨后道床长期处于饱和状态，冬季土体发生冻胀，春季开化时土体发生融沉，所以当地路基每年在夏季下第一场雨和冬季下第一场雪时翻浆冒泥现象更加显著。
2.3 钢轨接头病害及钢轨磨损
钢轨与钢轨接头处在整条线路中比较薄弱，当种车轮途径接头处时，由于两钢轨接头处的不光滑、不平顺，造成列车振动加剧，严重冲击铁轨，引发接头病害。像大秦这样的高速、重载铁路，各类接头病害会在很短时间内形成，并且会迅速发展，若接头病害不能依据实际损坏情况，从根本上得到整治，接头便很难长期维持正常工作，最终会对线路设备的正常运行造成影响。
随着大秦线重载铁路运量的不断增加，列车对钢轨的磨耗越来越大，每年每千米换轨数量也不断增加，其中曲线路段的换轨数量增加更加显著，对道岔的影响也越来越严重，道岔处轮轨对道岔的冲击越来越大，严重制约着大秦重载铁路的扩能改建工程。
3 大秦铁路线路维修养护策略
对轨道的几何尺寸进行调整，这是工务部门的首要任务。线路设备受到列车荷载的冲击，导致轨道变形，两者进而相互影响相互促进，导致铁路线路设备状态越来越差，进入恶性循环。大秦线作为重载铁路，长期受到大轴重2万t组合列车的冲击，铁路线路受到的影响就更大，几何尺寸变化速度更快。因此及时恢复符合规定的线路几何尺寸是十分必要的，让线路处于稳定状态。
强化对道床的维修保养。道床是保证铁路轨道框架足够的横纵向阻力和弹性的重要部分，线路道床的状态情况直接影响到铁路线路的稳定。对道床的维修作业主要目的是为了使道床保持清洁、密实、弹性良好和石砟饱满。解决在长期震动荷载的作用下产生的道床板结、弹性下降等问题。在运输过程中，粉尘较大，道床内部较容易积累尘土，天气干燥时会出现板结现象，下雨时极易形成碴囊。
确保轨道结构的各部联结零件完好和充足。维修工作人员每年在春季升温前和秋季降温前要对所有联接零配件进行全面复紧，确保扣件、螺栓达到符合规定的扭力矩，以防止夏季高温天气发生胀轨跑道事故，在冬季气温骤降时有效的避免拉大轨缝甚至把接头螺栓拉断发生断轨事故。联接零配件点油工作是另一项周期性重点工作，按时点油可以避免零件锈蚀，延长使用寿命。
大秦铁路的线路维修和养护要执行检查、养护、维修分离体制。线路设备的综合维修工作主要应由大型养路机械完成，在综合维修工作基础之上，日常的经常保养和临时补修工作可以由设备管辖的工务段进行作业。根据目前的通过总重和设备现状，对线路设备病害发生原因进行分析，探索出一套新的大秦线维修和养护方法。首先，要充分利用每年两次集中修施工，加强道床基础病害的整治，在有限的时间里最大限度的运用大型养路机械对大秦线桥设备进行改善。其次，将板结和翻浆接头五孔换碴，彻底根除线路问题。对重点地段的所有孔板进行清理，更换优质石碴，将翻浆和孔板进行去除，对症下药，消除线路问题。另外，对大秦铁路曲线路段进行养护，尤其在大秦下行线半径小于1000m的曲线处应着重养护。由于曲线段运量大，轴重大，对钢轨的侧磨影响十分严重，因此要为各车间运送钢轨，对磨损段进行更换，并运用维修时间对曲线路段进行涂油，减少侧磨速度。
4 结论
通过对铁路病害的综合整治与预防，可有效延长其使用寿命。特别是对于大秦铁路这样的列车重载、高密度铁路而言，其线路病害量更大，发展速度更快，必须重视其日常病害治理、养护、维修工作。重视线路病害数据的总结，不断探索线路病害治理与维修、养护新方法，只有这样才能做好铁路的病害养护与维修，才能更好的保障铁路安全、高效运输。
参考文献：
[1]赵秀春，杜顺良，潘立忠.浅析万吨列车引发道岔故障的原因及对策[J].铁道通信信号，2004（11）：2-3.
[2]冯伟.对大秦线重载列车侧向通过的道岔进行加固研究[J].山西大同大学学报，2007（2）：63-65.
[3]李淑靖.重载铁路路基病害整治及养护维修[J].城市建设理论研究，2013（7）：76-77.