铁道养护维修作业方案编制毕业论文.doc

装订线陕西铁路工程职业技术学院毕业设计（论文）铁道养护维修作业方案编制毕业论文目录第一章 绪 论112.1 线路爬行病害122.2 线路爬行的原因122.3 预防线路爬行的方法12第三章 铁轨接头153.1 钢轨接头病害的成因分析153.1.1 从自身构造方面分析153.1.2 从轨道动力学理论方面分析153.1.3从日常养护方面分析153.2 钢轨接头病害整治措施162.2.1 根治措施162.2.2 预防措施162.2.3 整治接头病害的具体措施17第四章 曲线184.1 曲线钢轨病害的原因184.2 预防及整治曲线病害的方法184.2.1 调整好小半径曲线各部尺寸184.2.2 强化小半径曲线技术细节184.2.3 整治重点病害194.2.4 曲线轨道的日常养护与检查19第五章 轨枕215.1 混凝土轨枕常见病害215.2 混凝土轨枕伤损的主要形态215.2.1 轨下截面出现过大的横向裂缝215.2.2 轨下截面压溃215.2.3 轨枕中间部分出现过大的横向裂缝225.2.4 轨枕中间部分压溃225.2.5 轨枕纵向裂缝225.2.6 轨枕的龟裂235.2.7 轨枕中间部分斜裂及扭伤235.2.8 轨枕挡肩破损245.2.9 轨枕的腐蚀245.2.10 轨枕底边掉块245.3 混凝土轨枕伤损原因244.4 改善养护作业，延长轨枕使用寿命254.4.1 改善道床的支承条件，减少轨枕伤损255.4.2 加强接头养护，及时整治接头病害264.4.3 以垫代捣，充分利用和延长道床稳定期，保持轨枕良好支承265.4.4 正线到发线尽量采用机械捣固27第六章 道床286.1 道床病害286.2 道床病害产生的原因286.2.1道砟质量不良286.2.2 路基基床翻浆286.3 道床病害的整治296.4 预防道床病害的方法29第七章 道岔327.1 道岔病害327.2 道岔常见病害及产生原因327.3 道岔出现的病害分类327.3.1道岔组装铺设时遗留的病害327.3.2 道岔运营中产生的典型病害327.3.3 维修养护方面存在的问题337.3.4 道床翻浆冒泥引起的问题337.4 道岔引起的晃车的分析337.4.1 道岔前后线路质量的原因引起的晃车337.4.2 道岔前后道床轨枕不一致引起的晃车337.4.3 转辙部分空吊引起晃车347.4.4 道岔几何尺寸的超限引起的晃车347.4.5 应力引起方向不良造成的晃车347.5 铁路维修“防三折”存在的问题347.5.1 设备及维修方面347.5.2 钢轨检查方面357.6 各类病害产生的原因及分析357.7 混凝土枕道岔病害分析及整治方案367.7.1 道岔与前后线路衔接不良，线路方向和高低超限367.7.2 轨距超限377.7.3 轨向不良（包括钢轨不均匀侧磨）377.7.4 高低超限387.7.5 直尖轨拱腰变形387.7.6 尖、基本轨离缝397.7.7 钢轨歪斜397.8 可动心轨道道岔397.8.1 心轨离缝397.8.2 心轨滑床板、轨撑折断397.8.3 可动心辙叉轨顶面刨切坑洼不平，心轨与翼轨相对高度不符合要求，心轨拱腰、离缝397.9 固定辙叉道岔407.9.1 心轨、翼轨磨耗低塌407.9.2 护轨扭曲变形407.9.3 道岔构造病害407.9.4 固定辙叉位置偏斜407.10 木岔枕道岔病害分析及整治方案407.10.1 道岔内连接轨过短，形成低接头，高大腰，过车时暗吊严重407.10.2 道岔内配轨多，接头多407.10.3 冻结接头失效、压溃、掉块417.10.4 岔枕道钉（含螺纹道钉）浮离旷动，形成吊板，轨距不易保持417.10.5 转辙部分基本轨轨撑、轨距调整块磨耗引起转辙部分轨距不良417.10.6 道岔间隔铁磨耗引起线路方向不良417.10.7 曲尖轨、直基本轨磨耗严重417.11 实际现场操作整治病害417.11.1 提前做好准备工作427.11.2 拨道作业427.11.3 捣固作业427.11.4 打磨作业427.11.5 轨距改道、和零配件整修427.11.6 对护轨和心轨的测量437.11.7 贝尔叉心的养护437.12 对于岔区晃车的整治探索437.12.1 尖轨侧弯的含义447.12.2 尖轨侧弯的危害447.12.3 产生尖轨尖侧弯的原因457.12.4 尖轨侧弯的预防467.12.5 尖轨侧弯的整治467.12.6 整治效果47第八章 相关作业方案488.1线路静态检查作业488.1.1检查作业内容488.1.2 目的与要求488.1.3 适用范围488.1.4 引用标准488.1.5 作业工具488.1.6 静态检查周期488.1.7 静态检查的组织形式498.1.7 静态检查记录及存档要求508.1.8 检查的主要内容508.1.9 安全措施528.1.10 检查与考核538.2 更换夹板作业538.2.1 作业内容538.2.2 作业要求538.2.3 作业工具538.2.4作业程序538.2.5 质量要求548.2.6 安全规定548.3 轨缝调整作业548.3.1 作业内容548.3.2 目的与要求548.3.3 适用范围558.3.4引用标准558.3.5 作业工具558.3.6 作业程序558.3.7 检查与考核588.4.1 道岔方向不良587.4.2 转辙器部位的病害588.4.3 辙叉部分的病害598.4.4 滑床板及护轨垫板开焊598.4.5 混凝土岔枕尼龙套管失效产生原因608.4.6 道岔螺钉的病害608.4.7 道岔垫板病害608.4.8 道岔与前后线路衔接不良，线路方向和高低超限。618.4.9 道岔曲线病害原因618.7 道岔起道作业728.8 道岔拨道作业768.8.4 作业顺序778.8.5 作业质量798.9 道岔改道作业798.9.1 作业内容798.9.2 作业目的798.9.3 作业条件798.9.4 作业顺序808.9.5 作业质量84第十章 总结98致谢：99第一章 绪 论铁路运输，对于国民经济健康稳定的发展，具有极其重要的作用，这一点是众所周知的。我国铁路的发展速度之快，令世人瞩目。然而，就算是我国铁路如此迅猛的发展，也仍然不能满足客货运输的需求。这样的结果就是：中国铁路以有限的资源承载着世界上最大的铁路运输量！超载运输，超员运输已经成为中国铁路正常健康运营的一大瓶颈和亟待解决的突出问题！铁路运输工作中，一个永恒的主题就是安全运输或者说是安全生产！而安全生产的关键就是确保设备和人身安全。线路轨道是铁路运输的基础，身为铁路工务部门的一名职工，如何搞好工务线路及设备的维修养护工作，为铁路运输安全畅通夯实基础，这不仅仅是我的职责，同时也对确保铁路运输的安全具有极为重要的意义。第二章 铁路爬行2.1 线路爬行病害列车车轮沿钢轨运行时,除产生竖直力和横向力外,还有纵向水平力。由于纵向力的作用,使钢轨沿着轨枕或轨道框架沿着道床顶面纵向移动,这种现象称为线路爬行,使钢轨产生爬行的纵向水平力称为爬行力。2.2 线路爬行的原因线路爬行是万病之源，形成爬行的主要原因有：钢轨在动荷载下的挠曲、列车运行的纵向力、钢轨温度变化、车轮在接头处撞击钢轨、列车制动等。当线路上防爬设备不足，扣件的扣压力及道床纵向阻力不够时就会加剧线路爬行。一般认为钢轨挠曲是线路爬行的最主要原因，而其他的因素则促成和加剧了线路的爬行。2.3 预防线路爬行的方法2.3.1 防止线路爬行的措施主要是增加线路纵向阻力加强轨枕与道床间的防爬阻力，方法是保持道床的标准断面，做到轨枕底下道碴厚度足够、轨枕盒内道碴丰满、轨枕两端碴肩够宽、加强捣固、保持线路平顺、夯实道床。此外对脏污严重的道床一定要进行清筛，以防止因翻浆冒泥和线路爬底，降低线路纵向阻力。还应保持扣件的应有扣压力。为了增加钢轨与夹板之间，垫板与轨枕之间的阻力，应及时拧紧螺栓，拧紧扣件。对于失效的扣件应及时更换和整修。2.3.2 锁定线路、制止爬行对巩固和提高线路质量具有重要的意义木枕线路应根据轨道结构条件和列车运行情况，安装足以锁定线路、道岔的防爬设备，并设置爬行观测桩进行观测。对制动地段，驼峰线路、主要道岔、绝缘接头、桥梁前后各75m地段.可根据需要适当增加防爬设备，以保持线路稳定。防爬设备的安装数量和方式与线路爬行情况不相适应时，应及时进行调整。2.3.3 防爬设备作业安装标准1.铺设木枕的碎石道床线路，使用穿销式防爬器时.一般安装数量和方式如表11。2.正线道岔穿销式防爬器安装数量和方式如表123.站线线路和站线道岔，根据实际爬行情况，比照正线线路和正线道岔，适当安装防爬设备。4.混凝土枕(含混凝土岔枕)地段，使用弹条扣件，可不安装防爬设备。使用其它扣件，线路坡度不大于6地段，一般可不安装防爬设备；线路坡度大于6地段，制动地段，驼峰线路、主要道岔、绝缘接头、桥梁前后各75m地段，可根据需要安装防爬设备，安装数量可比照木枕地段适当减少。 表12线 路 特 征安装方向非制动地段(对)制动地段(对)25m钢轨12.5m钢轨25m钢轨12.5m钢轨双线区间单方向运行线路顺向逆向6231824l单线两方向运量大致相等44226442单线两方向运量显著不同地段运量大运量小623t824l运量小运量大4623注：在制动地段，分子表示制动方向安装数量，分母表示另一方向安装数量。 表12安 装 位 置9号道岔(对)12号道岔(对)18号道岔(对)尖轨跟后(正方向，反方向)446666中间部分(正方向反方向)44辙叉心前(正方向反方向)444466注：8号、10号道岔比照9号道岔安装，11号道岔比照12号道岔安装。技术要求1.防爬设备安装标准，无缺少损坏，无松动失效。防爬器销子打紧后，不得顶住铁垫板。2.防爬支撑断面不小于120cm。，支撑顶面应低于轨枕面2cm。木枕地段装在距轨底边缘35cm或装在轨底下；混凝土枕地段的防爬支撑装在轨底下，支撑两端的楔形垫木应紧靠轨底及轨枕侧面。3.穿销式防爬器与轨枕之间，应有木制或橡胶制承力板。4.区间线路每半千米应设置防爬测验桩一对，每月定期检测一次，并做好记录，经常保持爬行量不超过20mm。作业方法1.安装防爬器及支撑时，应先扒开安装处的道碴；安装支撑的轨枕如有偏斜时要先进行方正。2.支撑安装在道心时，距轨底边缘35cm划出支撑位置线，然后准确测量和制作支撑，以保持支撑紧固；如系石质支撑，则可用木片塞紧。第三章 铁轨接头钢轨接头是线路的薄弱环节，混凝土轨枕线路更为严重。机车车辆的轮对通过接头时，因其不平顺而产生剧烈振动，加速线路状态的变化，以致形成接头病害。接头病害产生之后，又进一步加剧机车车辆轮对对线路的破坏作用，互为因果，使病害发展变化加速。在钢轨、道床和路基状态基本相同的情况下，混凝土轨枕线路接头比木枕线路接头变化快，各类接头病害产生周期短，发展迅速。如不从根本上整治病害，接头就很难维持正常工作状态，影响铁路运营。3.1 钢轨接头病害的成因分析3.1.1 从自身构造方面分析 钢轨接头存在轨缝的构造弱点，使车轮通过接头时产生台阶和折角，造成先天性的轨面不平顺，是接头病害产生和发展的根本原因。 3.1.2 从轨道动力学理论方面分析 钢轨接头病害和列车通过时的动力效应有密切关系。所谓动力效应是指轨这结构对轮轨动力相互作用的反应，或者说是轮轨相互作用在轨道上所产生的效果。动力相互作用引起轨道上的冲击荷载、动力荷载，轨道各部件的应力、变形和振动等，都是动力效应。显然，轨道结构及其各部件的破坏直接与动力效应有关。接头部分受到的冲击附加荷载是正常轮载的23倍，严重时甚至可达45倍。钢轨接头区的破坏主要是钢轨破坏和道床破坏。钢轨破坏所表现的压溃、剥离掉块和鞍型磨耗等；道床破坏主要表现为道床的沉陷、板结和溜塌。3.1.3从日常养护方面分析 换轨时设置轨缝过大和接头错牙，形成先天性的轨面严重不平顺。 接头螺栓和扣件的扭力矩不够，造成轨缝时大时小，严重时形成大轨缝或瞎缝，瞎缝易造成轨端面掉块。 设备“超期服役”、欠修，形成道床板结溜塌和翻浆冒泥，进而造成轨枕和钢轨残余变形积累的加快，加速设备的破损。 工程施工质量差造成设备的先天不足。养护单位对新线、大修设备介入晚或接管后管护没跟上，促使接头病害过早萌生。 接头作业质量差，人为形成的接头过高或过低，加剧轨面的不平顺，引起动力效应的增加。3.2 钢轨接头病害整治措施2.2.1 根治措施 整治接头病害最彻底的方法是消除接头和优化接头结构。无缝线路的大力发展，特别是超长无缝线路技术的应用使消除钢轨接头成为现实。但在短期内全面消除钢轨接头是不可能的。因此，优化接头结构应成为工务工作者的重要工作。优化接头结构就是依靠新技术，使用接头冻结、胶结技术弥补接头的先天不良，还可采用自锁螺母防止螺栓松动。另外，对轨下、枕下垫层和道床弹性进行改善。 2.2.2 预防措施 预防措施应从控制轨缝变化、保持轨面平顺、改善并保寄轨道弹性人手，使动力效应不超过有害的限度。 合理设置轨缝值，控制轨缝变化。控制轨缝变化最有效的手段是使用高强螺栓和高强绝缘材料及弹性平垫圈进行接头冻结，利用胶结技术消除绝缘接头的先天不良，还可采用自锁螺母防止螺栓松动。另外，要坚持轨缝的日常检查，超过误差值要及时调整轨缝。 保持轨面平顺状态。消除钢轨接头错牙，更换变形夹板，保持轨枕状态良好和间距正确.及时消灭脏污道床，保持道床饱满、坚实、排水畅通。日常养护维修作业切忌高抬接头并保证捣固质量；对新线和大中修线路提前介入，强化接管后的养护工作，保证短期内达到稳定；加强接头平顺状态的日常检查，发现不平顺苗头及时处理，特别对鞍型磨耗立即进行分层打磨。 改善和保证轨道弹性。使用一级石碴，更换失效胶垫，在轨下、枕下分别垫加厚胶垫或枕下大胶垫，并经常保持接头区道床洁净、饱满、密实和胶垫状态的完好及扣件的 “紧、密、靠、正”。 2.2.3 整治接头病害的具体措施 对鞍型磨耗进行分层打磨；对擦伤、掉块进行焊修；对压溃轨气刨掉压溃层，再打磨、焊补；对低接头进行起道捣固或加垫轨下调高垫片，对轨端出现垂直方向硬弯和夹板存在下弯的低接头必须整直钢轨硬弯和更换弯曲、磨损夹板；对螺孔裂纹要换轨，钢轨钻孔时采取倒棱、镗光措施，防止螺孔周边应力集中。 对伤损失效轨枕、夹板、扣件、胶垫及时更换，保证轨道框架结构刚度，增强接头的稳定性。 对基床翻浆冒泥争取尽早根治，在没解决前要定期换碴，加强整修。第四章 曲线4.1 曲线钢轨病害的原因钢轨在空间的位置不正确是造成钢轨磨耗的主要原因。钢轨本身质量不好；曲线不圆顺、方向不良，使列车通过时产生摇晃；缓和曲线超高的递减距离不够，引起列车在缓和曲线运行时发生震动、摇晃和冲击;超高不合适，引起里外股钢轨受偏载和轮轨的不正常接触；轨距超限，使车轮与钢轨的内接情况不好，增加行车阻力与摇晃；轨底坡不正确，使钢轨顶面与车轮踏面不相吻合，钢轨顶面受偏压,这些都会使钢轨加速磨耗。4.2 预防及整治曲线病害的方法4.2.1 调整好小半径曲线各部尺寸有计划地整治小半径曲线范围内的漫坑，及时消灭小坑及低接头。每年根据春季测速资料，夏季结合综合维修对超高进行调整，特别对钢轨出现伤损异常的曲线要做重点测速。 小半径曲线轨距易变化，需经常不断地进行调整。在曲线拨正中，采用增加副矢点的办法对控制曲线圆顺度效果较好。具体办法是：在现有 间距中间增设一点副矢，其正矢在缓和曲线上为两相邻正矢点之和的一半，圆曲线上为圆曲线计划正矢，检测工具仍为 弦线。 在曲线养护中要切实注意缓和曲线的养护。超高、轨距和正矢递减是否符合标准，是缓和曲线养护的关键。为便于缓和曲线上超高、轨距加宽顺坡和三角坑的检查与确定，可将超高和轨距加宽值在缓和曲线钢轨上的标记间距改为 ，检查时可不受原钢轨检查点位置的限制，按超高和轨距加宽标记点放置道尺，记录时在线路检查记录簿“水平”一栏中划斜线，斜线上填写实际检查超高值，斜线下填理论值。 曲线范围内连接零件要经常保持全、紧、靠、密，无失效，扭力矩符合修规规定，挡肩破损的混凝土枕要及时修复，失效的要及时更换，道床不洁要及时清筛，道床要饱满，上股按规定加宽到 。4.2.2 强化小半径曲线技术细节按修规规定安装轨距杆或轨撑时，可根据曲线的实际情况采用增加轨距杆，或采取轨距杆与轨撑配合使用的方法加强。在小半径曲线上铺设淬火轨和型轨枕及相应的扣件是小半径曲线技术加强的发展方向。淬火钢轨具有较高耐磨强度和足够的硬度。对曲线上股轨枕外侧挡肩挤坏严重、动静态检查病害较多的曲线换铺型轨枕及相应的扣件。坚持钢轨涂油。在曲线上利用钢轨侧面涂油的办法可以减缓钢轨磨耗特别是侧磨，这在国内外已是成熟的经验。我国有的小半径曲线经涂油后可以延长钢轨使用寿命/或更长一些。涂油的方法有两种，一种是装在列车上的叫做车载涂油器，一种是安装在地面上的涂油器，叫做地面涂油器（或称路旁涂油器）。 加强对钢轨的养护工作。钢轨在通过一定运量后，在其顶面可能出现两大类病害：一类为有规律的周期性病害，叫做波形磨耗，简称波磨；另一类为无规律的非周期性病害，如擦伤、龟裂、剥落掉块、压溃、接头坍塌等。整治波磨钢轨，一般为使用大功率的钢轨打磨列车，有效地消灭波磨轨。为延缓波磨的产生或发展，对钢轨表面的擦伤、坍低接头、马鞍形磨耗等进行喷焊，以整平轨面。除采取以上直接措施外，在日常养护中还应加强捣固、消灭接头病害，清筛道床并应铺设坡形胶垫以改善轮轨接触条件，减少或延缓波磨的发生。4.2.3 整治重点病害轨距病害是小半径曲线最普遍的病害，可用加宽尼龙座号、号、号，特制号、号轨距挡板，可调轨撑等进行整治。特制号、号挡板座对改正轨距作用比较好，但需根据侧磨不断的变化和轨距的增大，经常调整轨距挡板，更换轨距挡板工作量大，且成本比较高；可调轨撑不但可调整轨距，而且可以增加钢轨抵抗横向的能力，效果颇佳，但在高冻害地段因冬季垫板造成轨撑后座高出挡肩，失去作用，反而减弱了钢轨抵抗横向力的能力，因此应慎用。钢轨支嘴也是小半径曲线常见病害，尤其钢轨比钢轨支嘴更普遍，除调整好轨缝、防止接头顶死外，采取用接头夹板里外口互换的办法，简单易行，效果甚好。对一些顽固支嘴接头，可在支嘴处增设曲线稳定桩。4.2.4 曲线轨道的日常养护与检查由于曲线是线路的薄弱环节，产生病害较多，是线路质量优劣的主要控制因素，所以，对其进行周期性的检查，是掌握线路技术状态的重要手段。通过检查，按线路设备各种变化的不同程度，安排临时补修和经常保养工作。正线在正常条件下，轨道几何尺寸每半个月左右进行一次检查，不待误差量发展变化过大，就及时地进行临时补修，以控制轨道几何尺寸状态。此外，对线路病害严重的地段，除按每月两次的检查外，还应适当增加检查次数，以使设备技术状态处于有效监控之下。曲线养护的重点是围绕曲线轨道何尺寸不超限，曲线轨道设备处于正常有效使用状态来进行作业。目前，对曲线轨道维修质量的监控主要是通过动静态检查手段来实现的。动态检查则是通过轨道车、动态添乘仪、人工添乘列车等几种方式进行的。静态检查仅反映曲线轨道在静止时的状态即静态质量，而动态检查则反映曲线轨道在列车运行时的受力变形状态即动态质量。随着高速重载列车的开行，对线路的质量要求越来越高。曲线轨道的养护要根据动静态检查结果来安排适时合理的维修方式。 在日常养护维修中，还应根据线路平面、纵断面、运量、轨道设备状况及自然条件等摸索出轨道变化规律，从而对其进行状态质量控制。第五章 轨枕5.1 混凝土轨枕常见病害混凝土轨枕线路由钢轨、混凝土轨枕、扣件、道床等部分组成。钢轨直接承受由机车车辆传来的巨大压力，并传向轨枕。混凝土轨枕通过轨下弹性垫层和中间扣件承受钢轨传来的竖向垂直力、横向和纵向水平力后再将其分布于道床，并保持钢轨正常的几何位置。混凝土轨枕在我国铁路铺设使用已有多年的历史，多年的经验表明，混凝土轨枕的使用对强化轨道结构、保证行车安全起到了重要作用。但是，轨枕在设计、制造和使用中的问题，致使部分轨枕早期发生裂损，影响了正常作用。 5.2 混凝土轨枕伤损的主要形态5.2.1 轨下截面出现过大的横向裂缝混凝土枕是一个接受不稳定重复荷载的构件，荷载的变化带有随机的性质。混凝土枕在使用期内轨下截面有可能出现大于该截面抗裂强度的荷载弯距，在这种情况下就产生了横向裂缝。一般来说，这种裂缝较小，不致引起轨枕的失效。但在轨下截面的荷载弯距远远大于轨枕的抗裂强度的情况下，就会出现过大的横向裂缝，导致轨枕失效。图4-1 轨枕轨下横向裂纹5.2.2 轨下截面压溃轨枕轨下部分由于橡胶垫板损坏或伸出使钢轨直接作用于承轨槽，引起轨下部分混凝土压溃。有些轨枕由于轨下截面横向裂缝过大，混凝土受压区产生过大的压应力使混凝土压溃。图4-2 轨下截面压溃5.2.3 轨枕中间部分出现过大的横向裂缝轨枕中问部分出现的裂缝包括中间上部裂缝和下部裂缝。轨枕中间上部出现裂缝，是由于轨枕中部产生较大的负弯矩所致；轨枕中间下部出现裂缝，是由于中部产生较大的正弯矩所致。通过调查得知，因轨枕中部出现过大的横向裂缝而失效的轨枕多于因轨下截面出现横向裂缝而失效的轨枕，因轨枕中间下部出现过大横向裂缝而失效的轨枕多于因轨枕中间上部出现横向裂缝而失效的轨枕。图4-3 轨枕中部裂缝5.2.4 轨枕中间部分压溃轨枕中间部分由于受了过大的正弯矩，不仅使轨枕中间部分的下部产生过大的裂缝，而且还引起截面受压区的过大压应力，致使混凝土压渍。这种情况一般发生在钢轨接头。有些轨枕由于中间部分承受了过大的负弯矩，不但引起中间部分的上部裂缝，而且还使中间截面下部受到过大的压应力以致压溃，甚至出现钢筋外露。图4-4 轨枕中间部分压溃5.2.5 轨枕纵向裂缝轨枕沿长轴线方向的裂缝统称纵向裂缝。纵向裂缝一般有端头裂缝、端部上表面裂缝、侧面水平纵向裂缝、钉孔纵裂和贯通纵裂等。纵向裂缝较多的部位是沿螺栓孔的两侧或应力钢筋处发生，并向端头及中部发展。19681973年制造的轨枕多出现这种裂缝，它严重地影响了轨枕的使用寿命。a)端头裂缝；(b)端部上部裂缝；(c)侧面纵向水平裂缝(d)钉孔纵裂；(c)贯通纵裂图4-55.2.6 轨枕的龟裂龟裂是轨枕表面纵横交错的细小裂纹，多发生在轨枕端部及中部顶面和侧面处。龟裂对轨枕的使用寿命影响很大。 图4-6 轨枕的龟裂5.2.7 轨枕中间部分斜裂及扭伤轨枕中间部分斜裂及扭伤是指沿对角方向的破损。线路维修工作中的捣固作业，因在轨枕两侧进行对角捣固，过车时容易使轨枕中问部分产生斜裂或扭伤。据调查统计，因线路维修养护不当使轨枕中部扭断、折断的轨枕在伤损轨枕总数中占有一定的比例。图4-7 轨枕中间部分斜裂及扭伤5.2.8 轨枕挡肩破损轨枕挡肩承受由扣件传来的水平推力而产生破损，特别在小半径曲线上这种现象十分普遍，有的采用加宽铁座仍不能解决问题。据统计，在半径400mm的曲线上，挡肩破损高达70%。另外，垫片损坏或在轨枕制造过程中挡肩部分的缺陷也可能造成挡肩破损。 图4-8 轨枕挡肩破损5.2.9 轨枕的腐蚀在长期放水地段和车辆装载有害介质散落在轨枕上，都会造成轨枕的腐蚀，轻者混凝土表面出现麻点、脱层等现象，重者钢筋锈蚀，并逐渐向内部延伸。5.2.10 轨枕底边掉块手工捣固冲击轨枕底边使混凝土掉块，严重时掉块面积可达100c，其结果是轨枕受力状况恶化，容易出现应力集中而造成其他各种伤损，并且削弱轨道的稳定性。我国曾对混凝土枕伤损情况进行过几次全国性的大规模调查，掌握了大量第一手资料。在调查中还发现一个普遍的规律即钢轨接头轨枕伤损率比非钢轨接头部位高10倍以上。5.3 混凝土轨枕伤损原因通过现场调查表明，混凝土轨枕在使用过程中出现伤损，首先是制造工艺、质量、养护维修作业和结构等方面的原因。制造工艺、质量不良很容易引起轨枕的早期裂损，特别是蒸汽养护温度过高，升温太快，水灰比偏大，骨料不合格，振动不密实，钢筋和钢丝的预应力张拉工艺不良等影响很大，导致轨枕产生纵向贯通裂缝和龟裂，出现横向裂缝等，从而降低了轨枕承载能力。其次是养护维修作业方面的原因。轨枕支承在不均匀的弹性基础上，它是由松散颗粒组成的。在列车重复冲击荷载作用下，道碴颗粒之间相互挤压磨损，产生微量的相对位移，并逐步积累形成残余变形，这就需要经常去调整，而捣固作业是恢复原有几何状态的主要方法，在作业中直接影响轨枕的支承条件和轨枕受力状态，也就可能出现轨枕某截面的弯曲应力大于轨枕抗拉强度的现象，以致产生轨枕伤损。 由于轨枕支承条件的不同，轨枕各个截面所受的弯矩有很大的变化。特别是中间的截面上，有时出现正弯矩，有时出现负弯矩。其中起决定作用的是捣固不均匀引起轨枕荷载弯矩的变化。同时它也是在养护维修作业中，造成轨枕伤损最主要的影响因素。因此对于混凝土轨枕线路，枕下道床必须捣固均匀、密实，使轨枕受力均匀。4.4 改善养护作业，延长轨枕使用寿命4.4.1 改善道床的支承条件，减少轨枕伤损铁路线路设计规范规定:混凝土枕端部埋入道床深度为15cm、其中部60cm范围内，道床顶面应低于枕底3cm。 这个规定目的是力求轨枕反力的合力中心与荷载中心接近，防止发生中部因道碴承垫而形成过大的负弯矩。所以要求只在轨枕80cm范围内进行捣固，而中间截面不支承。但在实际操作时，中间不支承长度不易保持，并且普遍超过深度。据调查，在规定捣空长度60cm时，由于道碴是松散颗粒，道心部分捣固长度以外没有护碴，在列车振动力的作用下，中间部分的道碴溜坍，使掏空长度增加，致使钢轨轴线内侧道床支承长度只有30-35cm，这样实际掏空长度就成为80-90cm了。随着内侧溜坍的进一步发展，中间截面的弯矩将由负变正，而且出现过大的正弯矩，但在一般混凝土轨枕设计中，中间截面承受正弯矩的能力低于承受负弯矩能力，这将导致在轨枕中间部分的下部裂损。特别在钢轨接头处，这种现象尤为严重。大量调查资料表明，混凝土轨枕中间截面下部裂损远远高于上部裂损。在普通行车条件时，轨枕在不同道床支承条件下的截面可靠指标调查表明，中间截面在掏空600mm时的正弯矩和不掏空时的负弯矩失效概率分别高达10.38%和6.68%，然而在中部道床掏空300mm的情况下，中部截面正、负弯矩的失效概率分别为1.25%和0.52%，轨下截面正弯矩失效概率为1.58%。可以看出，轨枕中部道床掏空长度定为200-400mm是合适的。因此，在线路维修养护作业中，道床顶面应低于轨枕面20-30mm,混凝土轨枕地段中部道床顶面应凹下并低于轨枕不小于20mm，凹下部分长度为200-400mm, S-2, J-2型混凝土轨枕中部道床可不掏空，但应保持疏松。这样既可增大轨枕在道床上的支承面积，又能减少道床顶面压力，延缓道床残余变形。同时也改善了轨枕的工作条件，以利延长轨枕寿命。5.4.2 加强接头养护，及时整治接头病害在目前的线路上，很明显接头部分轨枕伤损远远高于非接头部分。这足以说明接头对轨枕使用寿命的影响。机车车辆的轮子通过接头时，山于轨面的不平顺和大轨缝而产生强大的冲击，如果存在病害，就更加剧振动，引起更大的附加动力作用，从而加速轨枕伤损。因此在养护中必须做到:经常拧紧接头螺栓，保持规定扭矩;不起高道，加强捣固，消灭接头空吊板，夯拍道床;接头垫双层胶或高弹性胶垫，枕下套大胶垫;更换磨圆石碴，对脏污、翻浆、板结道床要及时清筛。总之要综合整治接头病害，以延长混凝土轨枕使用寿命。4.4.3 以垫代捣，充分利用和延长道床稳定期，保持轨枕良好支承根据道床残余变形的规律，其中初期为压密期，道床下沉发展较快，轨面变化较多。进入稳定期后，碴粒之间己咬合得很紧，并互相适应了，下沉变形是非常缓慢的，在这个期间做恢复轨面几何状态的保养作业。如果又进行一次捣固作业，则道床又要经历一次轨面变化急剧的压密期，加上现场捣固作业，或多或少地存在简化作业、扰动道床、恶化轨枕的支承条件和增加养护工作量。若在稳定期内不扰动枕底道床，而是随时在轨面出现坑洼及接头低落地段，用竹(胶)片垫入轨底来处理轨道高低不平顺的病害，这样不仅可以大大减少维修工作量，也不至于频繁改变轨枕的道床支承条件而导致轨枕伤损。图4-9轨下垫层不仅使线路具有弹性，起到绝缘作用，而且可以缓和列车通过时对轨枕的冲击，以保护轨枕。通过测试发现，当垫板厚度从/MM增厚到14m m时，轨枕各截面的弯矩值都下降:当垫板厚度从14mm增厚到20mm时，各截面的弯矩值又上升了，同时钢轨挠曲应力也有所上升。因此应防止:一是单纯强调弹性垫层的作用，过分增加轨下弹性垫层厚度，弹性垫板以不超过14mm为宜;二是擅自采用弹性较差的非标准垫板，或为了落道而抽掉垫板，这是不允许的。有些工区铺设旧胎做的轨下垫板，这种垫板存在弹性不足，几何尺寸相差悬殊，垫板厚薄不一，胶片厚度不均，不平和破损占的比例大等缺点。为了延长混凝土轨枕的使用寿命，线路上应禁止铺设类似废旧轮胎的非标准垫板。道床也给轨枕提供弹性、吸振、减振和缓冲性能但是线路在运营过程中，道床中不可避免地混入煤灰、砂、土等脏物以及捣固时产生粉末充填在道碴颗粒中。在水的作用下，形成道床板结硬层，大大降低轨道弹性，特别是在钢轨接头处更为严重，很容易伤损轨枕。因此，应及时清筛脏污、板结道床，定期起道维修，恢复轨道弹性，保持轨枕有良好的支承能力，从而延长使用寿命。5.4.4 正线到发线尽量采用机械捣固如采用手工捣固作业一定要做到五够(捣固的力量够、镐的高度够、八面镐、镐数够、捣固宽度够)，使道床密实、均匀，避免轨枕受力不均产生断裂。所以必须做到:根据列车间隔时间确定起道长度，要求在列车到来前完成捣固和顺撬，同时禁止用大石碴打塞，导致过车时轨枕伤损，要使轨枕底支承情况尽量符合设计要求。第六章 道床道床通常指的是轨枕下面，路基面上铺设的石碴（道碴）垫层。主要作用是支承轨枕，把来自轨枕上部的巨大荷载，均匀地分布到路基面上，大大减少了路基的变形。道碴是直径2070mm的小块状花岗岩，块与块之间存在着空隙和摩擦力，使得轨道具有一定的弹性，这种弹性不仅能吸收机车车辆的冲击和振动，使列车运行比较平稳，而且大大改善了机车车辆和钢轨、轨枕等部件的工作条件，延长了使用寿命。道碴的弹性一旦丧失，则钢筋混凝土轨枕上所受的荷载比正常状态时要增加5080%。可以设想，如果没有道碴，线路将会出现怎样的状况。道碴的作用还不止这些。它依靠本身和轨枕间的摩擦，起到固定轨枕的位置，阻止轨枕纵向或横向的移动。这在无缝线路区段显得更为重要，因为这种区段如果线路的纵向或横向阻力减少到一定程度，很容易发生胀轨跑道事故，严重危及行车安全。道碴还有排水作用。由于道碴块状间的空隙，使得地表水能够顺畅地通过道床排走，这样路基表面就不会长期积水。路基表面长期积水，不仅会使承载能力大大下降，而且还会造成翻浆和冻胀等很多病害。6.1 道床病害道床是轨道框架的基础。轨道变形的主要原因是道床的变形，道床的不均匀沉降将引起一系列的病害，直接危及行车安全。因此，必须知道道床变形原因及其病害整治以保证线路的平顺性使列车安全运行。6.2 道床病害产生的原因 6.2.1道砟质量不良 有些道砟是石灰岩材质该类道砟的强度低耐磨性和抗冲击性、抗压碎性能差。现在的铁路逐步实现重载化。在列车重力反复作用下道砟相互挤压磨损而且磨损后是粉末状容易出现翻浆、板结等病害。 6.2.2 路基基床翻浆a.路基基床的密实度不足，在列车荷载的长期作用下道床颗粒嵌入基床形成一层膜致使地表水无法排出形成翻浆积水等病害。 b.日常维修工作中将路基面的平顺度破坏导致基床表面不平路基表面的排水不畅。 c.其他成因沙尘客车的垃圾及粪便严重污染道床减小了道床的渗水性和弹性易行成板结翻浆等病害。6.3 道床病害的整治(1)加强道床质量管理 a.严格执行碎石道砟标准，从源头上把住道砟质量，坚决杜绝不合格的道砟进入铁路线上。 b.按道床的实际情况做好线路清筛并及时更换道砟材质不达标的道砟，彻底回复道床的良好状态。 c.结合维修对道床边坡进行清筛保证道床的排水性，预防积水翻浆等病害的发生。 (2)整治基床病害恢复基床的密实度和排水顺畅，对基床填料不良或基床密实度不足引起翻浆的病害应采取基床土换填、改善基床填料的土质条件、彻底恢复路拱，确保路基面排水顺畅 (3)加强作业标，避免养护维修对原有路基面的破坏(4)改善外部条件减少对道床的污染，严格客车垃圾的回收和到站统一清理，保持道床的清洁从而改善工务工作的环境，减少对环境的污染。6.4 预防道床病害的方法铁路线长年暴露在大自然中，风砂尘土、垃圾污物、货车上散落下来的煤粉、矿粉等，都会侵入道碴。再加上因列车的动力作用和线路捣固时的冲击而引起的本身机械磨耗，随着时间的推移和运量的增加，它的块状间的空隙就逐渐被脏物所填塞而变得板结。道碴的排水性能、承载能力降低，失去了应有的弹性，加剧了机车车辆的振动和冲击，因此必须定期地对道床进行清筛，剔除污土，补充新碴。为了防止道碴污秽，延长其清筛周期，国内外曾试验在道碴顶面铺设一层石棉道碴，形成一个保护层，使下面的道碴不被污物侵入，收到了良好的效果。随着生产的发展和技术的进步，新型的轨下基础崭露头角。其中之一就是道床整体化。用某些胶合材料（如沥青砂浆、快硬水泥砂浆、某些粘性的聚合物等）和碎石道碴浇灌在一起，形成整体化道床，可以提高承载能力，使道床的下沉量比普通道床减小约90%，而且可使线路的纵向、横向阻力增加约0.74倍，排水性能也大大得到改善，具有防脏、防冻、不长草的特点，颇受国内外铁路工程界的青睐。另外，近年来轨枕板与整体道床也得到广泛应用。轨枕板与普通轨枕一样长，宽度却大一倍。密铺时，相邻板块之间的缝隙只有约18mm，几乎把道床顶面全部覆盖住。使用轨枕板可以防脏，是一种“少维修”的线路结构。整体道床则完全取消了道碴，它直接在路基底上浇筑混凝土，可以保证线路稳定平顺，维修工作量很小，许多地下铁道都使用这种线路结构。轨枕的基础，用以将轨枕压力传布于路基，增加轨道弹性，阻止其纵横向移动，便于排水，并校正轨道的平面和纵断面。材料和断面 道床材料主要有碎石、筛选卵石、天然级配卵石、矿渣和砂子等。其中道碴以质地坚韧的碎石为最好，筛选卵石次之,天然级配卵石的质量较差,粗砂和中砂只能作道床垫层（底碴）。矿渣按其颗粒大小可以代替道碴或底碴使用。道碴颗粒不宜过大，否则将不利于保持轨道弹性和进行捣固作业。过小也影响排水。中国铁路的道碴标准粒径为2070毫米。道床应有足够厚度，使轨枕压力均匀传布于路基面的较大范围上，以减小路基面上的压力，使其不产生残余变形。根据轨道类型的不同，可采用不同厚度的道床（见铁路轨道）。道床顶面宽度取决于轨枕长度和道床肩宽（图1）。在一定范围内，道床肩宽越大，轨枕的横向阻力和轨枕的稳定性也越大。这一点对无缝线路尤为重要。道床应有适当的边坡，以保持稳定。道床道床变形 由于道床是散粒材料的集合体，在列车重复荷载作用下将不断产生残余形变而下沉，不易保持轨道的正常状态。根据下沉的进展速度，道床的下沉可分为两个阶段：初期阶段，下沉发展最为剧烈，主要由于道碴在列车作用下，道碴颗粒破坏，颗粒间摩阻力降低，导致道碴颗粒间隙减少而造成下沉；通过大量运输的压实后，下沉量就显著减少，进入缓慢发展的后期阶段（图2）。 道床养护措施 道碴在使用一段时期后，由于外界侵入物和道碴本身破损所产生粉末的积聚，使道床逐渐污染而板结，排水不畅，弹性减少甚至丧失，对轨道和机车车辆产生不利的影响。为防止道床的板结，须对道床进行定期的清筛。当残余形变积累达到一定程度后，就需要进行起道，使轨面恢复到原来的标高。根据统计，在轨道的养护工作量中，这种道床作业约占全部工作量的70左右。因此， 减缓道床下沉、 防止或减少道床污染，以延长道碴的使用寿命十分重要。一般采取适当措施，如铺碴时用高效滚压机最大限度地压实道床，采用优质道碴（石灰岩道碴一般易于粉化，花岗岩、玄武岩较好），最佳的颗粒级配等都能起到明显的效果。在某些特定条件的线路上，还可采用宽轨枕、整体道床以及沥青道床等新型轨下基础。第七章 道岔7.1 道岔病害道岔是铁路轨道的重要组成部分，其技术水平比较集中地反映了一个国家铁路轨道的发展水平。指出我国铁路道岔现状及存在的主要问题，介绍世界铁路道岔发展的主要特点，提出我国铁路道岔发展要点。道岔是把一条轨道分支为两条或两条以上的轨道设备。道岔构造复杂，零件较多，过车频繁，技术标准要求高，是轨道设备的薄弱环节之一，易于磨损变形，产生各种病害。道岔质量的好坏，直接影响行车安全。因此道岔养护维修的首要任务是预防发生病害，经常保持其状态良好；各部尺寸符合要求；零件齐全发挥作用；延长道岔使用寿命；保证道岔畅通无阻。7.2 道岔常见病害及产生原因道床翻浆冒泥，岔枕爬行、偏斜，钢枕空吊、锈蚀，混凝土岔枕螺栓剪断及尼龙套管滑牙失效，尖轨爬行，尖轨侧弯，曲尖轨侧磨严重，尖轨与基本轨不密贴，转辙部轨距扩大，滑床板及槽型护轨垫板开焊，销钉申出及弹片上串，配件锈蚀严重，接头多种病害（低接头、错口、鞍形磨耗、轨端掉块、打塌、坍碴），支距扣板与轨底边缘离缝，护轨调整片上串过高，钢轨波磨等。7.3 道岔出现的病害分类7.3.1道岔组装铺设时遗留的病害道岔在组装铺设时遗留的主要病害包括铁路电气化改造后 ,电化柱的埋设使得联动道岔两中交点偏移 ,造成渡线方向不良 尖轨、基本轨及护轮轨部位出现的钢轨硬弯;混凝土岔枕间隔位置不正确及一侧偏移;两节拼装铺设时接头未方正等。7.3.2 道岔运营中产生的典型病害道岔在运营中产生的典型病害有:零配件锈蚀和磨损;尖轨跟部通连垫板折断;滑床台脱焊; 胶垫压溃破损;大地脚螺栓(30 165 mm) 尼龙套管失效;垫板孔磨损 ,锈蚀孔径扩大;轨面波浪型磨耗; 护轮轨磨损;尖轨和基本轨侧磨;侧向钢轨锈蚀;基本轨的波浪型磨耗;尖轨中部轨距扩大;暗坑吊板等。7.3.3 维修养护方面存在的问题如果在维修养护方面处理不当,也会使提速道岔产生病害。例如:工务作业人员对提速道岔的日常维修养护认识不足 ,主观地认为提速道岔不需要进行全面起道捣固;对提速道岔组装铺设时遗留的病害 ,没有采取相应的整治方法与措施;维修养护使用的机工具无法适应设备更新的要求;工务作业人员对病害所采取的处理方法不当 ,导致病害逐步化等。7.3.4 道床翻浆冒泥引起的问题道岔道床翻浆冒泥主要是由于更换提速道岔时，封锁时间短，施工准备不足或受既有线纵断面影响致使枕下清碴厚度不足，排水不良造成的。特别是道岔头、尾处受电务信号机座影响排水，冒泥更加突出。几年来我们结合正线大修施工，使用 CD-2型提速道岔捣固机对提速道岔进行高起道（起道量最高达200mm），通过这种办法增加道岔枕下清碴厚度，恢复道床弹性。加上清筛边坡，增强了道床排水性，基本解决了70以上道岔的翻浆冒泥问题。其它30左右的道岔由于受线路纵断面坡度限制无法以高起道方式解决的，主要进行人力全断面破底清筛，全面更换硬质中碴。7.4 道岔引起的晃车的分析精细作业标准，也就是针对提速后改变作业标准的要求，首先我们必须从思想认识上改变一些传统方法，要善于运用新方法，解决新问题，在整治道岔晃车的问题上，我们通过现场检查、轨检车图纸分析，总结以往经验，使我们从思想上认识到了惯性晃车地点的最终病因，从根本上杜绝晃车的出现，从经验上分析得出以下几点原因。7.4.1 道岔前后线路质量的原因引起的晃车因岔区前后的线路（道岔前后100米左右，特别是曲线的缓和曲线部分）在列车快速运行的条件下，车辆振动尚未完全消失就已进入道岔，再加上道岔构造本身引起的车辆振动，一旦产生振动叠加，就必然会产生晃车。7.4.2 道岔前后道床轨枕不一致引起的晃车如果在道岔前后线路道床轨枕不一致，那么轨道在纵向上的刚度就会有差别，在列车运行时就会引