浅议如何做好铁路跨区间无缝线路设备维护及预防措施

发表时间:2021/7/2   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷第7期   作者:崔国阳
[导读] 无缝线路是轨道结构的一大变革
        崔国阳
        呼和浩特局集团有限公司集宁工务段  内蒙古呼和浩特市 010000
        摘要:无缝线路是轨道结构的一大变革,它以无可争议的优越性得到各国铁路的承认。几十年来,各国铁路竟相发展无缝线路,使这项新技术日臻完善,并取得巨大的经济效益和社会效益。在我国,铁路运输主要干线运输繁忙,运输能力接近饱和状态,并且运量逐年仍需有较大提升才能满足经济发展的需要,高速重载的运输方式已经成为铁路线的主要运输特点,保持对轨道线路结构稳定、状态良好,才能适应安全、高速、重载的需要。在铁路工程建设中,做好铁路跨区间无缝线路设备维护工作是一个非常重要的环节,只有做好了该项工作,并积极做好相关的管理工作,才能够提高铁路工程的整体水平。
        关键词:铁路跨区间;无缝线路;设备维护   
        无缝线路轨道做为铁路现代化运输的重要基础设施,研究其稳定性对于铁路运输有着重要的意义。作为我国的铁路发展方向,无缝钢轨优势明显,它可以提高线路的稳定性和使用强度,可以优化行车条件,可以方便进行维修养护作业。但是无缝线路在我国的应用时间很短,因此还存在许许多多的实际问题需要相关专家作出处理。
         一、无缝线路
        常规线路当温度变化较大时由于轨缝的存在,可以将应力及时的分散,不需要承受较大的温度力,由于无缝线路没有轨缝,当气温与锁定轨温相差较大时,钢轨不能自由的向两端伸缩,此时钢轨就需要承受较大的温度力,当温度高于锁定轨温时,轨条承受的温度力为压力,相反当温度低于锁定轨温时,轨条承受的温度力为拉力。设轨条的长度为 L,其锁定温度为 T0,当轨道温度相对于锁定温度变化?t 温度时,此时,钢轨就会相对应产生一个变化量?L,这个变化量可能为拉伸也可能为压缩,这时钢轨内部就产生了纵向的温度力,我们记为 Pt,钢轨变化量与温度之间的关系为:

        当温度升高时,轨条受到的力为压力,通常情况下为了计算方便,我们将此时的温度力记为正。对上述温度力计算公式说明如下:
        (1)钢轨内部所产生的应力仅仅与轨道温度和锁定温度之间的差值有关,轨条自身的长度不影响温度力的大小,从理论分析上讲,我们可将轨条焊接成任意长度。无缝线路的应用与发展就是基于这一理论的。
        (2)锁定温度表示施工时轨条被所定时的温度,这是一个常量,不随室外环境温度的变化而变化,而轨道的温度则会随着环境温度的变化而不断变化,在不同的季节呈现出不同的变化规律。要想了解温度力变化的规律,就必须精确地掌握锁定温度的值,然后只要测量轨道的温度,根据公式计算,便可以得到钢轨的温度力。
        (3)当轨道受到阳光照射时,由于受光面的不同,轨条断面上不同位置的温度也不同,我们在上述公式计算中所使用的轨道温度是指有效轨温,钢轨断面个点的平均温度,而不是钢轨的表面温度。
        钢轨条自身的长度不能影响轨条中所受到的温度力大小,因此,线路的长度可以被焊接成任意长度,这是无缝线路发展的理论依据。但是受到各种各样现实条件的限制,以及现有施工技术的不成熟,无缝线路中的轨条长度只能被限制在一定范围内。随着技术与理论基础的不断发展,无缝线路轨条的长度不断增加,在我国无缝线路随着它的发展在不同阶段展现出不同的形式,主要有以下:
        (1)普通无缝线路。这种无缝线路出现在无缝线路发展的最初期,考虑到区间闭塞制式、施工技术及后期保养维护的因素,这种轨线路的轨条一般在 1km 到 2km 之间,在长轨条的两端都会设置一段的缓冲区域,以保证列车运行的稳定,这是一种不完善的无缝线路结构,但受到地域的限制我国仍保留着这样的结构。
        (2)区间无缝线路。

随着无缝线路理论的不断发展及施工技术和焊接技术的不断进步,同时也为了满足列车快速和舒适运行的要求,无缝条的长度被不断加长,但是加长的长度仍然是限制在同一个区间内的,这样的无缝线路称之为区间无缝线路。这种形式与普通无缝线路相比较有很大的优势,被广泛采用。这种形式的无缝线路与普通的无缝线路相比较在技术上并没有本质上的区别,仅仅是将线路中轨条的长度进行了适当的加长。在轨道温度力的计算和设计原则上并没有明显的改善,铺设上也不存在较大难度。
         (3)跨区间无缝线路。随着无缝线路理论发展不断完善,设计思路更加开阔,将相邻区间内的无缝轨条都连接起来,形成一条较长的跨区间的无缝线路,称之为跨区间无缝线路。 这种形式的无缝线路不仅仅是简单的将个区间的轨条焊接在一起,而是将线路中各个道岔也焊接在一起,这样以来,区间线路的受力形式也将发生变化,线路的设计与施工难度都将增加。由于技术的限制,这种形式的无缝线路在我国应用还相对较少。
        二、无缝线路的养护及维修
        1、维修的基本要求。经常保持无缝线路设备完整和质量均衡,使列车能以规定的速度安全、平衡和不间断地运行,并尽量延长设备使用寿命,是线路养护维修工作的基本任务和奋斗目标。养护维修部门要建立线路修理和管理体系,完善检测、计量设备,开发轨道部件伤损和轨道状态恶化的预测技术,制订近、远期轨道修理计划,对无缝线路尤其是超长无缝线路来说,还要特别注意以夏防胀冬防断为中心,推动线路养护维修质量的提高。为此,必须遵循以下要求:
        ①无缝线路的长轨条,必须在设计锁定轨温范围内牢固锁定,如有变动,必须适时放散应力,在设计锁定轨温范围内重新锁定。
        ②道床横断面必须按设计标准经常保持完好,因清筛或其他施工原因导致缺碴时,应及时按规定标准补足、夯实、整形。
        ③线路纵平面应经常保持平整圆顺,其几何偏差要经常控制在养护标准的限值以内。
        ④要根据季节性特点、锁定轨温情况和线路状态,制订维修计划和组织线路作业。
        ⑤当轨温超过锁定轨温的差值,大于规定的容许限值时,不得进行削弱线路抵抗阻力的有关作业。
        ⑥在无缝线路伸缩区与固定区交界处、道口前后、桥头、曲线头尾、变坡点、制动地段等容易出现温度力峰值的处所,尤应注意加强线路结构,对有关作业规定从严掌握,对线路状态加强检测。
        2、维修要点。根据无缝线路的特性,其养护维修工作的要点可概括为:两个提高、一个预防和一个延长、两个提高。第一,提高线路的稳定性。通过严、全、细的养护维修作业,使线路设备状态达到上部准、下部稳、纵不爬、横不移的要求,保持线路经常处于稳定状态,具有可靠的防胀能力。第二,提高轨道结构的强度。通过采用新设备、新技术、新材料,以及设备的技术改造和加强,提高线路的平顺性和轨道结构的整体强度。一个预防。根据线路设备的定期检查情况和线路状态的变化规律,分析研究设备状态的变化趋势,采取预防措施,消除隐患,保持设备状态的良性循环。一个延长。根据轨道结构特点和运营情况,积极采取必要的措施和合理的整修方法,保持线路设备处于完好状态,延长设备使用寿命,争取更高的经济效益。抓住两个提高、一个预防、一个延长的养护维修要点,全面做好无缝线路的养护维修工作,使无缝线路满足高速、重载运输的需要,保证行车安全。
        随着无缝线路的应用与发展,各国铁路对无缝线路的稳定性,长钢轨的温度力和胀缩等理论问题,进行了广泛的实验研究。近年我国铁路对无缝线路的提速区段进行了大量的轨道力学试验分析,加深了对无缝线路轮轨相互作用,大大促进了无缝线路的发展和科学管理水平。当今铁路己跨入了全面推广应用无缝线路的新时代。无论是高速铁路还是重载铁路,其轨道结构无一不优先选用无缝线路。
参考文献:
[1]田新宇.跨区间无缝线路管理信息系统辅助决策方法的研究 [J].铁路计算机应用,2019(7):26-29.
[2]卢跃荣.重型钢轨无缝线路稳定性的分析[J].计算机工程与应用,2017, 8(15): 52 - 55.
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