無縫線路脹軌跑道
無縫線路脹軌跑道(trackbucklingofcontinuousweldedrail)無縫線路喪失穩定。根據理論分析和大量試驗以及現場實踐均表明,在溫度力作用下,無縫線路失穩的變形過程可分為三個階段,見下圖。線路處在初始穩定(不動)階段,即AB段為不變形的穩定平衡階段;線路逐漸變形階段,即BK段為變形過程的穩定平衡階段(稱線路脹軌);線路變形突變階段,即KC段的不穩定平衡(失穩)階段(稱跑道)。
無縫線路不可能是理想的直線,由于在鋼軌軋制、焊接以及軌道的鋪設施工、運營過程中各因素的影響,無縫線路總是存進一定的原始彎曲,又稱原始不平順,有的是塑性彎曲,有的是彈性彎曲。線路的原始彎曲對無縫線路脹軌跑道過程有很大影響。在溫度壓力作用下,當溫度力達到某一數值P0時,線路狀態保持不動,這時通常叫初始穩定階段,原始彎曲愈小則P0愈大。當溫度力繼續增加到大于P0時,一般在線路原始彎曲處開始發生變形,變形隨溫度力的增加由漸變到加速增大直到臨界狀態。在變形過程中,如溫度力不增加,變形也隨之停止,這一變形過程通常叫做脹軌。當溫度力達到臨界力、變形達到臨界狀態時,只要鋼軌的壓力稍有增加或是軌道受外界因素干擾,線路變形就會發生突然變化,變形范圍長度和變形狀態突然擴大,能量突然釋放,并帶有一定的響聲。原始彎曲愈小,臨界力愈大,突變現象愈加明顯,軌道失穩破壞愈加嚴重。
根據國內外統計,約有90%的脹軌跑道事故發生在維修作業期間或作業之后數天內。多數的脹軌跑道并不是在最高軌溫時候,脹軌跑道地點在伸縮區與固定區交界區段發生次數占有相當大的比例。
脹軌跑道的原因其一是橫向道床阻力降低。線路維修作業如搗固、撥道、方枕、抽換軌枕、清篩道床等作業之后,短期內道床阻力會降低約50%左右。尤其是成段清篩道床后道床阻力降低更多,約下降65%~75%。這就大大降低了線路的穩定性。其二是線路方向不良,存在不平順彎曲,這是引發脹軌跑道的內在因素。隨著列車通過時振動和軌道上浮的影響,道床阻力降低,彎曲變形擴大,如果不及時處理,將會導致列車脫軌以至顛覆。另一重要原因是發現經過多年運營后一些地段的鎖定軌溫有所下降,則在軌溫上升時,溫度壓力將增大,這一額外增大的溫度壓力是不易覺察的,它已成為脹軌跑道的一種隱患。事實上,跑道事故并不是某一單個因素造成的,往往是許多因素的綜合作用結果。根據多年來無縫線路的實踐,在中國現有的軌道結構和行車條件下,按設計要求鋪設、按規章養護的無縫線路是不會出現脹軌跑道的。
防止脹軌跑道的措施①在無縫線路的鋪設和養護過程中要正確掌握鎖定軌溫,嚴格按章作業。②橫向道床阻力是保持無縫線路穩定最重要的有效因素,所以要提高橫向道床阻力,作業后必須立即回填石碴,夯實道床,或在道床肩上堆高石碴。③高溫季節加強對軌道的巡視及檢查,盡量不要動道,要及時消除線路的不良方向。
脹軌跑道處理措施一旦發現脹軌跑道,應立即采取下列措施:①都定設置專車信號,嫻鄰近車站及工區時對脹執兩端的線路加強鎖定。②澆水降溫。澆水長度為跑道范圍50~100m,并應從脹軌跑道兩端向中間澆水。③如果澆水降溫不奏效,或當地水源不足,可將軌道順脹軌跑道大波形撥成半徑不小于200m的曲線。撥成反向曲線時,兩曲線間應有不小于10m的夾直線段。撥道時,以先撥跑道中部,后撥兩端為宜。撥道后,立即回填道碴,加強夯實,容許以5km/h的速度放行列車。雙線鐵路撥道時,應考慮復線線間距離的要求。


