摘要:近年来,铁路线路维护检测技术的应用问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了铁路线路的轨道维护,分析了检测线路轨道。在探讨铁路线路维护计量技术装置的基础上,结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就定位线路轨道的缺陷问题展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
关键词:铁路线路;维护;检测;技术
1 铁路线路常见病害及原因分析
1.1 曲线钢轨病害
在线路的曲线段,病害主要是由于钢轨质量不达标,或者设置不当引起的,在长时间的磨损后,就会在钢轨表面出现磨耗,继而列车经过时出现晃动现象。从列车运行的角度来看,曲线钢轨病害发生原因如下:第一,缓和曲线的设计不当,例如设计长度不足,就会对轨道造成不利影响。第二,曲线超高值设计不合理,可能出现积压现象,会加快钢轨的磨损。第三,如果钢轨自身有问题,在长时间的应用后,会承受车轮的剧烈冲击,从而造成磨损。
1.2 钢轨接头病害
钢轨接头是整个线路中的薄弱部位,列车经过时会出现向前的冲力,引起轨道振动,造成线路状态的改变。而且接头处的病害一旦发生,就会加快轨道的损坏速度。有研究结果显示[1],处于相同的环境和条件下,混凝土结构比钢轨接头的变化更明显,因此病害进展速度快。实际施工作业中,接头病害主要表现在以下几个方面:第一,钢轨的更换会带来新旧高度差,此类接头问题难以避免。第二,钢轨在长期应用中,因振动会导致接头螺栓逐渐松动。第三,接头夹板部位发生磨损,也会造成钢轨接头部位的损害。第四,对于钢轨的硬弯道,列车转弯时会引起接头问题。第五,因自然因素、人为因素导致道床变形,也会引起轨面错牙、接头高低不平等问题。
1.3 线路爬行病害
列车在轨道上的运行,分析其受力情况,除了横向力、竖直力以外,还有纵向水平力。在这种力的作用下,轨道会向着道床转移,即线路爬行现象。分析爬行病害的发生原因,包括以下几点:一是钢轨挠曲,二是车轮和钢轨接头产生撞击,三是钢轨温度、高低变化明显。列车运行期间,如果防爬设备的功能运用不到位,线路扣件压力、道床阻力值难以发挥相应的作用和功效。
2铁路线路维护的计量技术装置
2.1检测系统以Blackfin处理器为核心
检测系统结合了DSP技术和MCU技术,以Blackfin处理器作为技术核心,能够适用于给定的任意蓄电池运行,具备提供动态电源管理的功能。检测系统的MCU技术具备可扩充量的输入输出功能,可以进行移动式装置、油量计、蓄电池、TFT、键盘、数字传感器和激光扫描仪等装置的连接。而检测系统的DSP部分可以完成先进的数字算法任务,例如几何尺寸残差、FFTs和滤波的计算。Blackfin处理器具有数据流语言和高级框图,并通过LabVIEW图形化系统设计来提供编程模型。这样可以对下一级别的数字化嵌入式进行设计,并具备图形多任务移动功能和数学分析模块。
2.2智能化的计量技术装置
将现代化的设计方法和嵌入先进处理器技术来进行钢轨差值和裂缝的检测,使铁路基础设施维护检测工作可以使用多功能化的、可移动的智能化计量装置。
例如可以使用钢轨检测装置来对钢轨的环境温差、深度、倾角、轨距、头部高度和横截面等参数进行测定,其对时间和环境没有较高的要求,制造和使用都比较简单,能够在任意位置上完成记录和检测。再例如在对纵向轨道参数进行监测和记录时可以使用Railsurf钢轨滑板计量装置,其具有可视化、现场处理等功能,还可以利用移动存储器对检测结果进行存储,既可以适用于车辆沿着轨道拖拉作业也适用于一人操作,通过企业传感器能够对钢轨的倾角变化、轨距变化、裂缝、孔洞和波纹磨损进行检测。
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3针对线路病害的养护维修措施
3.1 曲线钢轨病害的防治
针对曲线钢轨病害,防治措施如下:第一,将正矢值控制在规定范围内,定期进行检查工作,尤其是曲线头部和尾端的圆顺情况,通过计算及时拨正。第二,科学设置超高数值,减少轨道内侧和侧面的磨损情况。第三,缓和曲线的超高正矢、顺坡应该递减,两者保持等量进行。第四,调整轨道底坡,列车的中心、轨道的中心应该处于同一直线上,能够减少车轮对钢轨造成的磨损。第五,定期对轨道进行涂油,降低轨道摩擦力,延长钢轨的使用寿命,提高行车安全性。
3.2 钢轨接头病害的防治
针对钢轨接头病害,防治措施如下:第一,做好轨道底坡的整修工作,保证底坡满足线路运行标准。第二,加强钢轨和夹板之间的养护工作,发现出现破损情况,及时进行修复或更换;钢轨发生弯曲变形,及时进行矫正;养护操作要加固扣件。第三,推广应用无缝铁路技术,尤其优先选用铝热焊技术,对于接头进行打磨,减少接头数量,提高轨道的整体性。具体来说,首先对接头进行特殊养护,注意枕轨的材质和支撑条件;其次定期检查夹板上的螺栓,避免发生松动现象;最后要调整接头缝隙之间的距离,将其控制在合理的范围内。
3.3 爬行病害的防治
针对线路爬行病害,防治措施如下:第一,提高纵向阻力值,加强道床和轨道之间的阻力,严格按照道床的施工标准作业,尤其是满足枕底道砟的铺设要求,从而提高道床的质量,为列车的平稳运行提供有利条件。第二,针对已经发生污染的道床,应该及时进行清理,防止出现泥浆。日常检修期间应该重点观察扣件的压力情况、螺栓的状态,通过调整增加钢轨和钢板阻力,存在问题的螺栓及时更换并加固。
4重载铁路线路病害及整治方法
重载铁路线路,指的是轴重大、运输量大、形成密度大的铁路,该类铁路在日常运营中,线路病害的发生率更高,而且病害更为严重。分析病害发生原因,主要包括以下几点:第一,荷载大小和轨道的受力变形具有相关性,随着荷载量的增加,轨道的变形也会加大。第二,影响轨枕的要素包括两点,一是轨枕间距,二是轨枕支撑面积。其中,前者变化会影响到轨枕压力、道床应力,后者变化会导致弹性下沉。第三,道床刚性降低,道床应力、枕上压力随之降低,线路病害发生率提高,增加了维修工作量。针对于此,相应的整治方法如下:
4.1 纠正轨道的几何尺寸
对轨道的几何尺寸进行纠正,是常见的工作任务,在所有检修工作中占比60%以上。列车振动、长期负荷,均会引起线路变形,继而影响轨面的平顺度,列车经过时会加大对钢轨的冲击,从而造成线路破坏。重载铁路由于荷载大,因此破坏力度更强,轨道变形更为明显。只有纠正几何尺寸,保证各种参数满足规范标准,才能够实现列车的运行安全性。
4.2 复查联结件的技术状态
单纯从轨道的结构来看,应该保证联结件的完整性,且处于良好的技術状态下。因此,联结件的技术状态复查工作,应该每年开展1-2次,检测扭力矩是否达标,整体线路是否锁定等。联结件性能良好,能够避免钢轨夏季发生热胀爬行、冬季发生冷缩爬行,从而减轻钢轨的磨损量。另外,列车运行期间会带来粉尘活动,这些粉尘落到螺栓等细部元件上,就会加快锈蚀现象。对此,可以合理选用防锈油,有利于保护螺栓性能,延长使用寿命。
5结语
综上所述,加强对铁路线路维护检测技术应用的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的铁路线路维护检测过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献:
[1] 许克亮.高速铁路综合维修必要性分析及方案建议[J].铁道勘察.2017(01):115-116.
[2] 余泽西,蒋秋华.铁路大型养路机械管理信息系统[J].中国铁道科学.2016(09):88-89.
论文作者:刘玉龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/1
标签:钢轨论文; 病害论文; 轨道论文; 线路论文; 铁路论文; 列车论文; 磨损论文; 《基层建设》2017年第20期论文;