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铁路“不良线型”带来的隐患之重载侧向径路风险

“不良线型”在加速线路劣化进程上,起着火上浇油的作用,但如果与某项薄弱因素叠加,就会出现撞击甚至脱轨问题。本篇,重点从重载角度说明不良线型危害。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

图1 某重载站东岔区平面布设图

图1为重载列车车站,道岔均为60-1/12道岔,图号专线4249和SC330居多。该图显示该站场存在连续侧向通过道岔及附带曲线情况,II道为正线,4-10道为重载列车停靠线路,由于该站为司机交接班换乘站,所以,4-10道保留及通过列车较为频繁,经常出现万吨列车频繁经道岔侧向径路进入上行正线情况。

如4道保留车要进入正线,其径路上需要通过B#、A#2组道岔,类同通过两条反向曲线。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

如10道保留车要进入正线,其径路上需要通过N附带曲线和G#、F#、E#、D#、C#、B#、A#共7组道岔侧向设备,类同通过8条反向曲线。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

一段时间内,检查该站的B#道岔经常侧向护轨第3-5位护轨垫板开焊及折断问题,护轨轮缘槽宽度、查照间隔、护背距离保持不住问题,多数时候仅能保持2天。同时,检查发现出现了#轮对冲击护轨开口段,以及出现提前接触辙叉心轨问题,严重影响行车安全。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

图2、图3反映出,万吨重载列车通过B#道岔时,车体已发生了明显的偏心运行状况,左侧轮背提前接触护轨,右侧轮缘工作边提前接触辙叉心轨尖端。

我们又以5000t列车和10000t列车从6道进入上行正线为例,现场观测该道岔拼装辙叉跟横向受力外倾变化,测量位置如图4。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

图4 外倾观测位置

我们将一段铁丝一段弯折后,固定在道床上,用石砟压实,以保持不动。另一端平直指向辙叉侧向跟端轨头外侧,保留20mm左右空隙,头部套小管并顶住轨头,这样列车通过时,外倾的轨件会将小管顶至铁丝一侧;列车通过后,轨头位置恢复正常,我们通过测量小管头部与轨头非工作边间隙,就可以侧出轨件外倾严重情况,并判断受力状况。

整体分析:万吨重载列车由于车体长且重,列车牵引力较大,尤其在前期启动加速阶段,车体持续加速受力,并在连续通过反向径路设备时,牵引力输出功率更大。更大的牵引力,会使列车对轨道的横向力变得更大(原因可参看前一篇51031-隐形的“弯折之刃”—-科学认知轨道“不良线型”)。

在同样径路条件下,我们测量出轨件外倾变化,其随着列车重量的增大而增大,反映出:󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

一是道岔上股钢轨支撑受力巨大,外倾变形的轨件不能完整支撑轮对横向受力,轮对不能被良好限位,导致另一侧轮对提前接触护轨开口段。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

二是道岔侧向上股支撑力的不足,需要另一侧的护轨同步给予更大的横向拉力,温度急速升高(过车后烫手),护轨铁垫板频繁开焊断裂,护轨及辙叉部分几何尺寸保持不住。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

三是过车时护轨横向变形大,对轮对限位不足,右侧车轮通过有害空间时,容易爬上心轨尖端,甚至发生脱轨问题。󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

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