重载对铁路轨道结构破坏作用分析

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1、铁道建筑2012年第9期RailwayEngineering135文章编号:1003-1995(2012)09-0135-03重载对铁路轨道结构破坏作用分析尹成斐(朔黄铁路发展有限责任公司，河北肃宁062350)摘要:重载铁路运输是国内外货物运输的方向，重载铁路由于大轴重、高密度组合列车的开行，对轨道结构的冲击力及破坏作用较大。根据国内外有关轨道力学、轮轨关系、重载轨道的研究成果，对重载铁路轨道结构的竖向、横向、纵向受力特点进行了全面分析，且根据朔黄铁路现场测试数据，就万吨列车与普通列车对轨道结构的受力影响进

2、行了对比。对轨道结构各组成部件的相互作用力和重载运输对轨道结构破坏作用进行了重点论述，结合朔黄重载铁路工务设备养护维修的实践经验，提出了轨道结构各组成部分在加强与养护维修方面的建议与措施。关键词:重载轨道结构受力+中图分类号:U239.4;U213.211文献标识码:ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2012．09-41重载铁路运输是在一定的技术装备条件下，加大结构产生的纵向力。列车编组长度，大幅度提高列车载重量，通过采用大功1)轮重竖向作用力率交流传动机车、大轴重和低自重货车、列车

3、控制同步轮重竖向力是车轮通过轮轨接触面传递到钢轨面操纵等技术，实现全程直达运输，使铁路运量大、成本上的垂直压力，主要包括:①机车车辆静止时重力作用低的优势更加凸显，大幅提高铁路在中长距离、大宗货下的力，也称静轮重力;②机车车辆运动时摇杆推力的物运输市场的竞争力。按照重载运输协会(IHHA)于垂直分力，也称动轮重力，该力在列车起动时较大，可2005年修订的重载铁路标准，朔黄铁路已属典型的重达静止轮重的50%;③列车经过曲线时未被平衡掉的载铁路。离心力产生的垂直分力，在高速运行时较大(日本将重载铁路由于运量大、轴

4、重大、高密度、荷载作用它定为不大于静止轮重的15%);④由机车车轮运动时间长等特点，轨道结构所受的冲击作用力较大，极易时产生的摇摆惯性力分解的垂直分力，可达轮重的造成轨道部件破损(尤其是夹板裂纹、接头螺栓折断20%(轨道方向不良，惯性力就大);⑤由于钢轨面或和弹条折断)，加速钢轨表面不平顺的恶化(如产生波车轮踏面的伤损及轨道不平顺而产生的机车簧下部分形磨耗)。不仅给工务部门的设备管理带来了很大的惯性垂直力，可达轮重的40%～60%。难度与挑战，也对工务设备的养护维修提出了更高的2)横向水平作用力要求。因此，分

5、析研究重载运输条件下轨道结构的受横向作用力主要是车轮通过轮轨接触面沿水平方力情况及对部件设备的破坏作用，对工务设备的养护向垂直作用在钢轨上的力，列车运行中产生的横向作维修与改进加强具有重要的意义。本文结合朔黄铁路用力主要包括:①机车车轮通过曲线时，由于轮径差的原平分公司管内工务设备情况进行一些分析探讨。存在，其导向作用不充分，产生轮轨之间横向作用力;②机车车轮通过曲线时，轮对受车体或转向架的限制，1重载铁路轨道结构的受力分析车轮是沿曲线的割线方向前进的，由于受轮缘的限制，沿外轨发生转动，在曲线内侧产生滑动，这

6、时两侧钢轨铁路轨道是直接承受列车作用力的结构，机车车中产生了摩擦力在水平方向形成的横向水平分力;③辆对于轨道结构的作用力主要有，机车车辆重量通过列车通过曲线时未被平衡掉的离心力产生的横向水平轮对传递的轮重竖向力;机车车辆在运行过程中对轨力;④列车的蛇行运动惯性力产生的横向分力;⑤列车道结构产生的横向力;机车车辆在运行过程中对轨道在通过道岔、接头、焊缝等处所产生的水平冲击力。这几项横向作用力的总和一般不会大于轮重竖向力的收稿日期:2012-03-23;修回日期:2012-04-2650%。作者简介:尹成斐(19

7、74—)，男，内蒙古杭锦旗人，工程师。3)顺线路纵向作用力136铁道建筑September，2012顺线路作用于钢轨延长方向的纵向力主要包括:曲线时，伴随轮对转动产生滑动所引起的摩擦力沿钢①由于钢轨轨温变化引起的钢轨内部纵向力，它是纵轨延长方向的分力。向力中最大的力。钢轨轨温力计算公式为纵向力是引起钢轨爬行、轨缝顶死、脱轨跑道、螺Pt=αEΔtF栓拉断的主要作用力。在日常的维修保养时必须引起式中，Pt为钢轨轨温力;α为钢轨线膨胀系数;E为钢足够的重视，尽量减小其危害。轨钢弹性模量;F为钢轨断面面积;Δt为轨温

8、变化(升4)重载铁路与普通铁路轨道受力对比分析或降)系数。作用在钢轨中的力，气温降低时是张力，与普通铁路相比，重载铁路由于轴重和牵引质气温升高时是压力。钢轨温度力除了与温度变化有关量的增加，轨道结构承受的轮重竖向力、横向水平力外，还与钢轨和扣件之间相对位移产生的反力有关;②和纵向作用力都会显著增加，采用编组超重列车、超机车车辆通过坡道区段时，轮重沿钢轨延长方向产生长列车和组合列车的运输形式，加重了钢