重载铁路病害及养护

中国的货运未来--重载铁路道桥方向——土木1106班宣讲人：李南洋什么是重载铁路？重载铁路是指行驶列车总重大、行驶大轴重货车或行车密度和运量特大的铁路重载铁路的标准？——列车重量不小于8000吨；——轴重达25吨以上；——在长度不小于150km线路上年运量不低于4000万吨。重载铁路的含义世界重载铁路发展概况

重载运输出现于20世纪50年代，重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，特别是在一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等，发展尤为迅速。

目前，重载铁路运输在世界范围内迅速发展，重载运输已被国际公认为铁路货运发展的方向，成为世界铁路发展的重要趋势。

目前，世界各国重载铁路年运量普遍在１亿吨以下，超过１亿吨的重载铁路仅有几条，主要是：

巴西维多利亚—米纳斯铁路(898km)，为1.3亿吨澳大利亚纽曼山—海德兰铁路(426km)，为1.09亿吨南非姆普马兰加—理查兹铁路(580km)，为1.05亿吨

美国是世界上最早发展重载运输的国家之一。其重载运输的发展历程大体可以分为三个阶段：20世纪50年代到70年代末：牵引动力的现代化改造，大力发展新型大功率机车20世纪70年代末到20世纪90年代末：提高轴重、增加装载能力进入21世纪后：加强交流内燃机车和轮轨界面等技术领域的研究，进一步提高重载运输效率和生产率重载列车的三种模式：1、重载单元列车：列车固定编组，货物品种单一，运量大而集中，在装卸地之间循环往返运行。以北美铁路为代表，我国在大秦线曾用C63、C70、C76、C80等开行这种重载列车。2、重载组合列车：两列或两列以上列车连挂合并，使列车的运行时间间隔压缩为零。以俄罗斯为代表，我国大秦线开行的4×5000吨和2×10000吨列车为这种重载列车3、重载混编列车：单机或多机重联牵引，由不同型式和载重的货车混合编组而成。我国京沪、京广、京哈等大干线开行的5000吨货物列车为这种重载列车。我国重载铁路的发展——中国速度

在相当长的一段时间里，我国铁路运力不足，技术装备总体水平不高，运能与运量持续增长不相适应的矛盾十分突出，严重制约了国民经济的发展。经过20多年的努力，我国铁路重载技术水平得到很大提高，已跻身世界先进行列。回顾我国铁路重载运输的发展，大致经历了四个阶段，并相应开行了三种模式的重载列车。我国重载铁路的发展重载铁路发展的四个阶段第一阶段（1984～1986）改造既有线、开行重载组合列车第二阶段（1985～1992）新建大秦铁路、开行重载单元式列车第三阶段（1992～2002）改造繁忙干线、开行5000t级重载混编列车第四阶段（2003～）大秦线开行2万t、提速繁忙干线开行5500～5800t我国重载运输规划道路图大秦——我国第一条重载铁路大秦铁路自山西省大同市至河北省秦皇岛市，纵贯山西、河北、北京、天津，全长653千米，是中国西煤东运的主要通道之一。大秦铁路是中国新建的第一条双线电气化重载运煤专线，1992年底全线通车，2002年运量达到一亿吨设计能力。为最大限度发挥大秦铁路作用，有效缓解煤炭运输紧张状况，自2004年起，铁道部对大秦铁路实施持续扩能技术改造，大量开行一万吨和两万吨重载组合列车，全线运量逐年大幅度提高，2008年运量突破3.4亿吨，成为世界上年运量最大的铁路线。2010年12月26日，大秦铁路提前完成年运量4亿吨的目标，为原设计能力的4倍。大秦铁路线路钢轨采用重型75kg/mPD3钢轨，重车线已全部铺设为75kg/m无缝线路，共计645公里，与之相匹配的75kg/m固定心砼枕道岔共计170组。大秦铁路重载铁路线路病害产生的原因重载铁路最主要的特点是运量大和轴重大。这两大特点必然使轨道结构承受较大的荷载,由此造成轨道结构及其部件的破坏速度较普通线路加快,线路变形也增加较大。从而使线路维修养护工作量和维修成本都较普通线路加大。从过去几年的养护维修情况分析,重载铁路轨道结构破坏的主要形式有轨道部件破损(尤其是夹板裂纹,接头螺栓折断,弹条折断),钢轨表面的不平顺(波形磨耗等)及线路的严重下沉三种。轨道部件伤损和轨面不平顺产生的主要原因是接头部位的强大冲击力的反复作用,使得这些部位的部件产生疲劳伤损所致钢轨“焊合”的不平道碴的印痕拐角处塑性变形（边缘磨耗）工作面边缘塑性变形（边缘肥边）表面疲劳

表面疲劳通常是也是由重载车辆造成铁路的轨面失效形式。表面疲劳起始于一个材料的疲劳点，当磨损程度不高时，金属保持在原处伸长，最后达到疲劳极限。对付疲劳的处理是在金属达到疲劳之前就除去这部份金属。要达到此目的，可用循环的修磨来实现，每一次修磨仅需要磨去很少一部份金属。表面疲劳四个时期初期钢轨工作表面伤损钢轨在拐角处伤损发展后钢轨工作表面伤损钢轨拐角处的剥落用于检测轨道平顺的激光检测仪钢轨的这些独立缺陷会在每一次车轮通过时产生一次冲击，随之产生一个数倍于正常情况下的负载。因此，铁轨受到很高的压力。一般情况下这种损伤还会进一步扩展，有些情况下会导致铁路失效。线路的严重下沉产生原因钢轨的这些独立缺陷会在每一次车轮通过时产生一次冲击，随之产生一个数倍于正常情况下的负载。因此，铁轨受到很高的压力。一般情况下这种损伤还会进一步扩展，有些情况下会导致铁路失效。不仅铁轨受影响，铁轨还不能全部吸收这种由冲击产生的能量。这些冲击会持续地传递给线路。固定位置的损伤会影响轨垫和枕木。最后，形成道床局部下沉，铁路失去其稳定性。

道床的沉陷变形道床下沉根据实际发展可分成两个阶段初期急剧下沉和后期缓慢下沉。初期下沉是由于道床清筛或捣固作业后，道碴颗粒间的不稳定接触及间隙增大的状态，在列车荷载作用下转变为稳定的接触状态及间隙被压缩造成道床下沉，也即是压密过程。后期缓慢下沉是由于在列车荷载反复作用下，压力和振动使石碴破损、颗粒间摩擦阻力降低，最后石碴产生位移而造成的下沉。道床枕底翻出泥浆道床被沙土污染且下沉泥浆翻出除了道床下沉外，路基病害造成的基床坍塌;也是导致轨道变形的另一原因。路基病害造成的基床坍塌暴雨致铁轨路基坍塌

铁路运输工作中，一个永恒的主题就是——安全运输或者说是安全生产！而安全生产的关键就是确保设备和人身安全。重载铁路更是运载总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。所以我们与要做的不是出事故以后的