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铁路工务线路养护常见问题与对策分析

作者

高巍

陕西靖神铁路有限责任公司 陕西省榆林市 719000

伴随着我国铁路网络尤其是高速铁路网络的持续高速扩张与既有线路运输密度的显著增大,铁路运输系统正面临前所未有的效率与安全双重压力考验,这些累积性病害严重削弱了线路的原始承载能力与几何稳定性,使得其维持理想平顺状态的周期性显著缩短,养护维修作业量不断攀升,由此带来的巨大经济投入与潜在安全风险对我国庞大且繁忙的铁路网络可持续运维能力构成严峻挑战,亟需通过深入剖析问题成因、探寻技术对策实现养护效能的根本性提升。

一、铁路工务线路养护常见问题分析

(一)钢轨表面磨耗与疲劳裂纹发展

在列车轮对长时间高频率的往复动力冲击作用下,钢轨轨头接触区域的材料不可避免发生渐进性损耗乃至塑形变形,形成诸如波磨、侧磨等影响行车平顺性的典型缺陷特征。与此同时钢轨内部的应力集中效应在周期性超负荷作用环境下极易诱发细观尺度的微裂纹萌生现象,这类初始裂纹在轨道系统持续的振动荷载激励及复杂应力叠加状态下存在进一步向材料深层拓展延伸的趋势,最终演变为具有一定深度与长度的宏观疲劳裂纹,甚至最终导致钢轨内部结构完整性的部分断裂破坏。该类钢轨损伤状态不仅直接削弱线路承载面的固有承重能力,其不规则的几何形状更会加剧列车运行过程中的轮轨异常冲击作用能量,产生剧烈噪音与附加动态荷载,使得轨道结构整体处于不利振动响应之中,为后续养护工作制造更多技术困难[1]。

(二)轨枕裂损及承载性能退化

轨枕作为轨道框架结构中关键的承力与支承构件,特别是大量应用的预应力混凝土轨枕。在日常工作中不仅需要承受由钢轨持续传递至道床的列车巨大垂直荷载与动态水平冲击力,还需面对外部环境干湿交替和温差冻融循环引起的材料劣化问题,相关结构在长期多重应力复合作用下容易于特定部位,特别是承轨槽口边缘、螺栓锚固区域以及轨枕纵横向主筋分布位置形成局部的应力集中区域,进而形成各类形态不一的细微裂缝。

(三)道床板结与脏污加剧

道砟颗粒之间原本具有的相互咬合嵌挤与自由排水的物理特性,在经历雨水冲刷、振动夯拍以及矿物碎屑反复填充之后,颗粒间隙逐渐被大量细小岩粉、尘土颗粒、油脂残留物甚至化学渗出物质所占据堵塞,形成致密板结区域甚至局部硬块,这种状态的改变直接阻碍了轨道系统中至关重要的道床弹性变形功能发挥。原本依靠碎石散粒状态分散荷载应力的核心机制受到严重干扰,线路抵抗动荷载冲击变形的缓冲能力显著下降,轨道整体结构稳定性严重受损。与此同时板结区域更妨碍正常排水路径畅通,加速道床下部基础材料在地下水渗透侵蚀作用下的软化速度,雨季中该区域尤其容易出现翻浆冒泥病害,诱发道床沉降不均并严重干扰线路平顺度水平,成为维修作业中的重点处理对象。

(四)联结零件松动磨损集中

轨道框架所必需的各类扣件装置,涵盖弹条、轨距挡板、螺栓、尼龙座等关键部件。在列车运行高频振动效应及温湿度环境交变影响的综合影响下频繁遭遇紧固力的缓慢丧失问题。同时金属接触面在相互摩擦过程中无可避免地出现材料表面渐进磨损与腐蚀现象,导致零件原始几何精度及设计紧固力控制效果持续弱化,这种联结稳定性的降低会引发轨距整体扩大量显著增加、钢轨纵向爬行趋势不断累积、曲线轨道位置偏移现象频发等一系列连锁结构失稳问题,进而使得线路几何状态失控风险直线上升,使得日常维修调整工作的难度与强度同步攀升,因此联结零件的技术状态控制始终处于养护工作的关键环节。

二、铁路工务线路养护的优化对策与路径

(一)强化钢轨状态主动监测与打磨修复技术应用

针对钢轨表面磨耗与疲劳裂纹发展的关键难点,关键在于建立覆盖全生命周期的高频次、立体化几何参数与伤损状态检测体系,充分运用车载式钢轨表面缺陷图像采集装置配合静态超声波探伤设备,实现轨头轮廓变化及内部裂纹萌生状态的系统性辨识与量化追踪,并以此精密检测数据为唯一依据。科学制定周期性预防性打磨作业计划,准确设定打磨深度、角度及遍数目标参数。

(二)构建轨枕状态评估与差异化维修体系

改善轨枕裂损及承载性能退化的根本出路在于推动基于结构损伤真实状况的精细化分级维修制度,需综合采用人工目视巡查结合冲击回波无损检测技术。对轨枕体表裂缝长度、深度及其空间分布规律开展全覆盖式技术普查与结构性安全评级分类,严格依据裂缝扩展程度与承轨槽边缘应力集中区的实际劣化状态,精准匹配差异化的维修技术方案,针对轻微裂缝类别侧重于表面渗透密封材料处理以阻断环境侵蚀通道。对于中度损伤则需采用预应力钢绞线原位补强或碳纤维布环向约束等结构性补强技术。

(三)推进道床动力稳定与清洁再生技术实施

应对道床板结与脏污加剧现象的核心策略在于恢复道砟散粒体结构原始物理特性的综合治理路径,通过周期性运用道床动力稳定设备施加垂直振动能量与水平约束加载组合,强制激发板结层内部颗粒的相对位移运动,促使淤积细料在机械振动作用下向下部区域迁移排出,从而重建道砟颗粒间的有效嵌挤咬合关系。同时在设备振动碾压过程中同步开启高性能的吸污除尘系统装置,强力抽吸道床表面及浅层区域混杂的岩粉与污染沉积物,实现脏污物质的高效分离清除效果。

(四)完善扣件系统在线监测与预紧力智能调控机制

控制联结零件松动磨损问题的最有效路径在于实施基于力学状态实时感知的预紧力动态维持体系,在关键区段全面部署具备温度应力补偿功能的智能型防松螺母装置,利用内置碟形弹簧组件对因材料蠕变及振动导致的预紧力衰减效应进行即时自动补偿。同时在高密度运输干线重点推进扣件系统安装压力传感器的布局工作,建立扣压力损失的实时无线传输监测网络。相关工作人员可根据系统生成的量化预警信息及时调派力量进行紧固力针对性补偿作业,并辅以轨道几何状态自动化检测数据与扣件技术状态变化的关联分析模型,指导周期性零件涂油防腐及关键部件集中更换工作的精准开展时机 。

总结

综上所述,铁路工务线路养护工作面临着钢轨磨耗裂纹蔓延、轨枕裂损失效、道床板结脏污以及联结零件松动磨损等共性技术难题,这些问题的持续存在严重侵蚀轨道结构基础性能并加剧养护成本压力。通过技术装备持续升级与管理机制同步优化,最终形成涵盖全生命周期的高效能养护模式,为实现铁路基础设施的高质量运维转型升级筑牢科学根基,支撑铁路网络在更高安全层级上持续提升系统韧性保障能力与复杂运营环境适应能力,逐步推进线路维护模式向少人工干预、高精度控制、长周期稳定的智能化方向深度进化。

参考文献

[1]白文明. 铁路工务线路养护存在的问题及对策 [J]. 四川建材, 2020,46 (07): 168-169.

[2]王伟鹏. 铁路工务线路养护常见问题与对策分析 [J]. 科技创新与应用, 2017, (12): 229.