重载铁路轨道结构的选择与维护VIP专享VIP免费

·铁道/道路·收稿日期:2008-03-01重载铁路轨道结构的选择与维护邓彦成(唐钢集团承钢运输部河北承德067000)摘要结合承钢铁路轨道结构发展状况,介绍了重载铁路轨道结构的选择,并根据路基勘测结果,确定了路基加固方案,最后介绍了重载铁路的使用与维护标准。关键词重载铁路轨道结构选择维护轨道作为一个整体结构,要共同承受机车车辆所作用的垂力、水平力、纵向力和气候的变化,所以要求轨道各组成部分具有足够的强度和稳定性,它的各部尺寸及材质要互相对应,以保证列车的平稳运行。轨道类型的配备,既要在经济上作到节约,又要在技术上合理。冶金企业随着生产规模的不断扩大,选用的铁水车载重、轴重也随之加大。特别是鱼雷型混铁车,轴重都在40t左右,甚至更多。因此,选用合理的轨道结构与维修方式,是保证运输生产安全的基础。1轨道结构简述轨道结构是在路基上铺设道床,在道床上铺设轨枕,轨枕之上铺设钢轨,钢轨与钢轨之间及钢轨与轨枕之间用联结件扣紧而形成。轨道结构是一种由力学性能各不相同的材料组成,它是承受机车车辆运行的承重结构。它的作用是引导机车车辆沿着指定的方向运行,它直接承受和传递由车轮传来的巨大压力。车轮的巨大压力首先作用在钢轨的承压面上,再依次传向轨枕、道床和路基上。在常规荷载下(即轴重25t)车轮踏面与钢轨之间接触压力可达7000～9000kg/cm2。钢轨将压力传递到垫板、轨枕上,又扩大传递到道床顶面上。道床顶面的应力平均为1.5～3.0kg/cm2。经道床传递到路基面上的压力为0.8～1.0kg/cm2。基于轨道的传力特点,钢轨、联结零件使用钢材,轨枕使用木材或钢筋混凝土,道床用碎石、卵石或砂子,路基则用一般土壤或砂黏土等。轨道作为一个整体结构,要共同承受机车车辆所作用的垂力、水平力、纵向力和气候的变化,所以要求轨道各组成部分具有足够的强度和稳定性,它的各部尺寸及材质要互相对应,以保证列车的平稳运行。轨道类型的配备,既要在经济上作到节约,又要在技术上合理,所以对于不同的荷载和运量的线路,要配备不同类型的轨道。在选型时,本着由轻到重逐步加强的原则,根据列车荷载和运量,行车速度等条件确定。常规轨道类型配备见表1。表1常规轨道类型钢轨/(kg·m-1)605043轨枕钢筋混凝土枕/(根·km-1)176017601760～1600木枕/(根·km-1)18401840～17601760～1600道床厚度土质路基面层/cm垫层/cm砂石路基/cm30203525203020～252025～302承钢铁路轨道结构发展状况冶金企业铁路主要承担着原燃料运进,产品外发及炼铁和炼钢之间铁水运输,以往钢铁企业生产规模不大,高炉多为1000m3以下的小高炉,无论是货运总量、运行速度、荷载较之国铁都要低,因此轨道标准也偏低。承钢1997年前钢产量不足100万t,高炉最大为450m3,使用的是35t铁水车,轴240铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2008(增)·铁道/道路·重仅为16t左右,铁水运行铁路采用43kg/m钢轨,轨枕按1600根·km配置,联结零件为普通扣板式扣件或道钉,道床厚度不足20cm,路基为砂土、炉渣,甚至由建筑废弃土石形成。此种轨道类型,也基本维持了当时运输生产安全。近10年。特别是近5～6年,冶金企业生产规模迅速扩大,高炉容积越来越大,铁水车运送的铁水量不断增加,承钢2002年建成1260m3高炉,接送铁水采用75t铁水车,轴重达到30t左右,为此铁水走行线进行改造,采用50kg/m钢轨,轨枕按1760～1600根/km配置,联结零件为弹条扣件,但路基没做处理。2005年承钢开始建设2500m3高炉,接送铁水采用260t鱼雷型混铁车,该车为首钢机械厂制造,自重为232t,最大载重为260t,总重达492t,12根轴,轴重达41t,远远超过国铁轴重25t的设计限度。因此,采用常规轨道结构已不能满足运输安全需要。3重载铁路轨道结构选择3.1重载铁路轨下基础强度计算(见表2)表2重载铁路轨下基础强度计算轴重/t轨下动压力/kN道床顶面压应力/kPa基床顶面压应力/kPa木枕混凝土枕木枕混凝土枕木枕下基床各层深度压应力/kPa50cm100cm200cm300cm46115.44763.42883.96248.92289.10152.4973.5025.0911.2737.593.98621.32719.32203.84235.20110.7453.9218.238.233075.26497.84576.24162.68188.1699.4748.0216.377.35计算数据:60kg/m钢轨,轨枕1840根/km,道床厚度30cm,速度15km/h(武钢实测值)...