中铁十七局集团有限公司铺架分公司 030032
摘要：文章对寒冷地区的无缝线路出现胀轨跑道问题的原因进行分析，针对不同的原因，提出了针对性的胀轨跑道预防措施和处理措施，以供参考。
关键词：寒冷地区；无缝线路；胀轨跑道
1引言
随着我国经济的发展以及各项基础设施建设工作的开展，我国的铁路建设事业正在逐步向西北寒冷地区扩展，但是由于这些寒冷地区，全年长时间处于低温寒冷的环境中，给目前无缝铁路的建设带来了较大的难度，这些地区中无缝铁路的稳定性成为铁路建设的重点。但是在我国目前运行的无线铁路中，容易出现胀轨跑道，尤其是在寒冷地区冬季或夏季的温度变化较大，冬季的铁路道床处于冻结状态，增加了道床纵、横两个方向上的阻力，这就减小了焊接长轨断裂后的断缝值，所以只要及时处理问题，不会对行车安全造成威胁，所以需要对夏季的胀轨跑道问题采取相应的措施进行防范和处理。
2寒冷地区无缝线路胀轨跑道的原因
2.1温度变化
在寒冷地区的夏季，在太阳的辐射热下轨温会比附近的地面温度高10℃以上，但是由于夏季的昼夜温差较大，轨温在低温时段的温度与气温近似，这就导致轨温在一天内的温度变化比气温变化要大，而轨温变化会导致钢轨出现伸缩现象，如果钢轨由于无缝连接而被固定，无法随轨温变化而出现伸缩现象，则会在钢轨内部产生温度应力。如果钢轨的温度变化所产生的温度应力是沿着钢轨的轴向进行均匀分布的，则对无缝线路稳定性的影响较小，否则，则会产生局部温度应力过大的现象，导致应力集中问题的发生，这就容易导致钢轨出现断轨现象，即胀轨跑道问题。这也是寒冷地区出现胀轨问题的主要原因。
2.2道床阻力
道床阻力是维持无缝线路稳定性的重要因素，主要分为纵向阻力和横向阻力两种，其中前者是用于对温度应力进行平衡和抵消的主要因素。由上文分析，在寒冷地区，由于昼夜温差较大，无缝线路的钢轨在发生较大的轨温变化时会产生较大的温度应力，而道床阻力中的纵向阻力就是用于阻止轨温升高时的热涨变形。同时在夜间温度降低时，纵向阻力会变向，用于阻止轨温降低而产生的冷缩变形。但是由于在发生钢轨温度变化时其温度应力具有不均匀性，而且道床纵向阻力的产生具有一定的滞后性，这就会增加钢轨轴向轨温应力变化的不均匀性，这不仅会导致道床纵向阻力和钢轨温度应力变化轴向分布的严重不均，而且会在二者在相同的位置出现应力集中时，会破坏纵向阻力，使得纵向阻力用于保持无缝铁路稳定性的机理失效，从而出现线路失稳问题而引发胀轨跑道的问题。
2.3其他原因
通过对无缝线路稳定性的试验研究可知，轨道的原始弯曲程度对无缝线路的稳定性有着较大的影响，具体表现为原始弯曲程度越小，就会使轨道框架出现稳定失效的临界压力值增加，进而提高无缝铁路的稳定性；相反，则会降低其稳定失效的临界压力，降低其稳定性。而轨道的原始弯曲主要分为在钢轨的轧制、运输、焊接和铺设过程中形成的塑性原始弯曲，以及在温度应力以及列车横向应力作用下产生的弹性原始弯曲两种。
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此外，轨道在列车活载的作用下容易出现轨排浮起的问题，这样就会导致钢轨温度应力以及道床纵向阻力的不均匀性得到改善，从而确保无缝线路的稳定；但是轨排浮起还会使得道床出现松散现象，这样就会减弱道床纵向和横向阻力，甚至在曲线部分还会增加线路的不平顺性，从而会降低无缝线路的稳定性。
3胀轨跑道的预防措施
3.1对温度应力进行控制
在寒冷地区进行无缝线路的铺设时，应避免在阳光直射下进行施工，而且在温度较低时，采用拉伸法对设计轨温上限进行锁定，并确保锁定温度的准确和均匀性。此外，在线路铺设的过程中，还应对位移观测桩进行事先埋设，而且当线路锁定完成之后，对相应的钢轨进行标记和位移观测记录的动态分析。对于预计出现局部温度应力集中的部分或者出现实际锁定的轨温降低的部位进行应力放散。在无缝线路经过的路段中存在地表温度较高、空气不流通且容易被阳光直射的地段，应采取必要的通风和遮阳处理。
3.2增加道床阻力
对于道床纵向阻力的增加，通常采取的是增加轨枕配置数量、选用纵向阻力较大的扣件、碎石道等配件，以及确保碎石道床的密实度。而对于道床横向阻力的增加，通常采取的是埋设地锚拉杆、价款砟肩、堆高砟肩夯拍道床等措施。
3.3其他预防措施
根据轨道的原始弯曲程度对无缝线路稳定性的影响，为了确保线路有足够的抵抗轨道弯曲变形的能力，应确保混凝土枕扣等无缝线路设备及配件的齐全，定期检查确保这些设备及配件处于良好的运行状态，满足紧、密、靠、正、润等设计要求。此外，在夏季高温容易出现胀轨的季节，应尽量避免进行捣固、拨道、方枕、抽换轨枕等线路维修作业，而且在温度超过一定温度值时应加强对线路的检查和巡视，尤其是对线路方向变化的监测。
4胀轨跑道的防治措施
在寒冷地区一旦无缝线路的轨向出现高低不良现象、起道出现拨道省力的先，以及枕端道碴出现离缝等胀轨跑道的预兆时，应立即启动应急预案进行胀轨跑道的处理。当胀轨跑道问题出现时，需要采用浇水法、覆冰法、液态CO2,局部降温法等先对钢轨进行降温处理，然后再进行拨道，以及拨道后进行道床捣鼓，以及道床侧面夯拍等操作，而且在此期间要进行列车的限速放行等处理。此外，对于降温处理无法解决的路段，应采取由发生跑道处两端向中间，拨成半径不小于300m的反向曲线，且曲线间的夹直线不得小于20m。如果上述操作没有相应的地形条件可以操作，则需要用乙炔进行钢轨的切割，将扣件松开进行应力放散，并用夹板和急救器进行加固。
5结语
在寒冷地区，由于温度变化、道床阻力、以及原始弯曲和列车活载等原因而引起无缝线路胀轨跑道问题，所以为了对无缝线路的胀轨跑道问题进行预防，需要采取对温度应力进行控制、增加道床的纵向和横向阻力、确保无缝线路设备状态良好、加强对重点部位的监控等预防措施，以及当无缝线路出现胀轨问题时，采取降温、拨成方向曲线、切割钢轨等应急措施进行处理，确保不会对正常行车产生影响。
参考文献：
[1] 李仲义. 铁路无缝线路胀轨跑道的防止和处理[J]. 工程技术:全文版, 2016(12):00274-00274.
[2] 杨力. 浅谈无缝线路胀轨跑道形成与处理[J]. 经济管理:全文版, 2016(6):00077-00077.
论文作者:廖书琳
论文发表刊物:《防护工程》2018年16期
论文发表时间:2018/9/26
标签：钢轨论文; 线路论文; 应力论文; 跑道论文; 阻力论文; 温度论文; 纵向论文; 《防护工程》2018年16期论文;