在鐵路竣工之后,需要持續(xù)不斷地維護(hù)以保持其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。在美國(guó)對(duì)此很大程度上使用機(jī)械化設(shè)備。
軌道上的設(shè)備,例如Jordan擴(kuò)張器和鏟,以及脫離軌道的設(shè)備,例如推土機(jī)、鏟、索鏟挖土機(jī)。專用的履帶式挖溝機(jī)可以用于開溝;側(cè)卸運(yùn)土車可以用來從路塹的溝中運(yùn)輸材料用于路堤的堤岸加寬;化學(xué)除草劑或軌道燃燒器可以用來保持道碴斷面植被的清除;瘜W(xué)除草劑和除雜木劑或者電動(dòng)割草機(jī)或切割機(jī)可以用于控制鐵路用地上不合需要的野草和雜木;道碴清理設(shè)備可用于清理軌枕之間、道碴路肩上以及軌枕之下的道碴。
1軌道維護(hù)
軌道結(jié)構(gòu)的維護(hù)包括:軌枕更新,軌道螺栓的周期性上緊,抬升軌道以修正表面和橫向水準(zhǔn)的變化,襯砌軌道以校正定線的偏差以及添加道碴并打磨道碴斷面。
無(wú)縫鋼軌的使用增大了在很熱的天氣下鋼軌鼓出以及在很冷的天氣下鋼軌撕開的可能性。對(duì)在3年多的時(shí)間內(nèi)發(fā)生在一條主要鐵路上的大量鋼軌鼓出的研究表明:鋼軌鼓出的主要原因是道碴不足,在軌枕更新期間擾動(dòng)了枕基或?qū)к壝,以及不合理的鋼軌鋪設(shè)或相應(yīng)于溫度的調(diào)整。鋼軌鼓出更可能發(fā)生在春天下午的熱風(fēng)期間。與直線軌道相比,它們也更可能出現(xiàn)在曲線上,并且出現(xiàn)的概率隨著曲率的增大而增大。
由鋼軌鼓出引起的脫軌可以通過維持一個(gè)完整的道碴斷面而最小化,注意不能在很熱的天氣中擾動(dòng)鋼軌,并且要在熱風(fēng)初期的頭幾天的下午檢查軌道。另外,在觀察到軌道鼓出或即將鼓出時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┗蛲ㄟ^發(fā)布緩行命令或通過進(jìn)行線路加固或?qū)︿撥夁M(jìn)行應(yīng)力消除來解決。(AAR研究和試驗(yàn)處報(bào)告R—454,《對(duì)防止軌道鼓出的鐵路養(yǎng)護(hù)實(shí)踐的一個(gè)研究》,美國(guó)鐵路協(xié)會(huì),50F街,紐約,華盛頓.DC20001。)
用線放樣是校驗(yàn)曲線定線的一種便利和滿意的方法。這可以手動(dòng)完成,或者使用基于一些搗棒/襯墊工具的自動(dòng)裝置。手動(dòng)工藝要求外側(cè)鋼軌標(biāo)記在15.5ft或31ft的測(cè)點(diǎn)中,然后在每個(gè)測(cè)點(diǎn)量測(cè)62ft的標(biāo)線或弦的中點(diǎn)坐標(biāo),以英寸計(jì)的中點(diǎn)坐標(biāo)指示了在該測(cè)點(diǎn)的彎曲度?梢曰谥悬c(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算以確定為獲得均勻曲線而必要的軌道移動(dòng)量。自動(dòng)裝置將記錄測(cè)量并將計(jì)算的移動(dòng)量直接轉(zhuǎn)到撬棍上。自動(dòng)裝置將形成均勻光滑的曲線,但是曲線可能不在指定的彎曲度上。
2鋼軌使用期限
這通常用在軌道必須更換之前所運(yùn)載交通的百萬(wàn)總噸數(shù)來表示?倗崝(shù)等于機(jī)車和車廂以及它們的裝載的總重量,以短噸(20001b)計(jì)。
鋼軌使用期限由許多因素決定:
(1)鋼軌的大校較重型的截面,如140RE、136RE和132RE,在同等運(yùn)行條件下,將比輕型截面如100RE、115RE和119RE有更長(zhǎng)的軌道使用年限。
(2)曲率。一般而言,在曲線上的鋼軌的使用期限不如在直線軌道上長(zhǎng)。曲線越銳,鋼軌的使用期限越短。曲線外軌上適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑作用將大大延長(zhǎng)鋼軌的使用期限。
(3)輪重。在100t車廂下的軌道的使用期限略微小于在70t車廂下,但是比在125t車廂下較長(zhǎng)。來自較重車廂輪重的接觸壓力增大了外軌內(nèi)側(cè)上的摩擦并且在曲線內(nèi)軌的軌頭和側(cè)面的塑性流動(dòng)比輪重的增加更塊。而且,來自較重車廂的輪載引起鋼軌失效數(shù)目不成比例地增大(《125t和100t車廂下鋼軌性能的對(duì)比》,D.H.Stone,AREA論文集,第81卷,p.576。)
(4)無(wú)縫鋼軌(CWR)。這對(duì)直線軌道上鋼軌的使用期限形成一個(gè)明顯的改善。使用有接縫鋼軌,決定鋼軌使用期限的主要因素是魚尾板安裝面的磨損和在鋼軌接頭處的導(dǎo)軌末端猛擊。使用CWR,沒有鋼軌接頭,僅有車間或現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)接焊縫,除非在絕緣接頭處(相對(duì)較少的絕緣接頭現(xiàn)在通常在連接板之內(nèi)是膠合的以防止導(dǎo)軌末端的移動(dòng))。在直線軌道和輕微的曲線(10或之下)上的CWR鋼軌的使用年限由使用中的和探測(cè)到的鋼軌破損的數(shù)目來確定。破損大部分是在軌頭內(nèi)的橫向擴(kuò)展裂縫,其在頻率方面隨著車輪加載的累積數(shù)目而增加。在某些點(diǎn),這樣的破損發(fā)生的頻率使得更換鋼軌比切割破損或者探測(cè)到缺陷并焊接一段長(zhǎng)度的修理鋼軌更經(jīng)濟(jì)。
(5)冶金術(shù)。大部分鐵路在非常銳的曲線上使用合金或熱處理鋼軌,這降低了外軌上側(cè)面磨損的速度以及在內(nèi)軌的頂部和側(cè)面的塑性流動(dòng),因此顯著地延長(zhǎng)了軌道的使用期限。
(6)對(duì)繼電器鋼軌的需要。這可能是鋼軌使用期限中的一個(gè)因素。如果因?yàn)榍、支線、車場(chǎng)或工業(yè)軌道上的繼電器需要這種鋼軌,盡管它可能具有更長(zhǎng)的使用期限,有接縫的鋼軌或CWR可能被移除。
(7)起皺。盡管碾壓列車經(jīng)常用于校正鋼軌表面狀況,除非它變得過分差時(shí)不需要,但起皺在鋼軌使用期限中可能還是一個(gè)因素。
(8)有效基金。基金對(duì)購(gòu)買和鋪設(shè)新鋼軌的有效性在鋼軌的使用期限方面是一個(gè)實(shí)際的考慮因素。如果基金缺乏,鋼軌使用期限可能延長(zhǎng)至超過最經(jīng)濟(jì)的使用年限。
軌道潤(rùn)滑器減少了外軌的凸緣磨損以及曲線對(duì)列車運(yùn)動(dòng)的阻力。該裝置固定到曲線處的鋼軌上以對(duì)經(jīng)過的每個(gè)車輪輪緣涂以潤(rùn)滑劑。一般地,軌道潤(rùn)滑器是由一個(gè)裝有適當(dāng)類型油脂的儲(chǔ)存器、一個(gè)涂抹器和一個(gè)柱塞組成,柱塞被每個(gè)經(jīng)過的車輪激活以抽吸少量油脂到涂抹器中。涂抹器是一個(gè)鋼構(gòu)件,幾英尺長(zhǎng),靠著鋼軌的內(nèi)側(cè)安置,并含有小孔,通過小孔其中的油脂被抽吸以接觸車輪輪緣。可用的潤(rùn)滑器有幾種類型,應(yīng)當(dāng)遵循廠商關(guān)于定位和潤(rùn)滑劑類型的說明。
一些潤(rùn)滑器被設(shè)計(jì)用于公鐵兩用或履帶式車輛。當(dāng)鋼軌非常干燥時(shí),這種方法允許應(yīng)用在任何位置,而不只是固定點(diǎn)。使用任一種方法,應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎以最小化潤(rùn)滑劑在鋼軌頂部堆積的幾率,在此它可能引起機(jī)車牽引的降低。
3鋼軌缺陷
鋼軌缺陷檢測(cè)在鐵路的安全運(yùn)行中是重要的一點(diǎn)。鋼軌缺陷在使用中形成,分類為橫向裂紋、復(fù)合裂紋、細(xì)部斷裂、發(fā)動(dòng)機(jī)灼傷斷裂、軌頭平裂、軌頭垂直開裂、壓陷軌頭、滾邊鋼軌、劈開的軌腰、軌頭和軌腰分離、螺栓孔裂縫、軌底破裂、鋼軌焊接損傷或有缺陷和損壞的鋼軌。不過,因?yàn)樵阡撥壴O(shè)計(jì)、制造和養(yǎng)護(hù)實(shí)踐中的改進(jìn),形成的鋼軌缺陷的數(shù)目非常地少。確實(shí)形成的大部分鋼軌缺陷位于連接板區(qū)域的軌頭或軌腰。鋼軌缺陷檢測(cè)設(shè)備適用于通常能夠被檢測(cè)到的缺陷,它使得在使用中的破壞發(fā)生之前移除有缺陷的鋼軌變成可能,另見第1節(jié)。
鋼軌缺陷探測(cè)器車輛是可用到的,它以6~15mi/h的測(cè)試速度越過軌道。通過使用電磁力或超聲波,在車上的設(shè)備能夠定位軌頭上的內(nèi)部缺陷。超聲波設(shè)備用于檢測(cè)軌腰內(nèi)的缺陷,特別是在鋼軌接頭處,在平交道口內(nèi)和其他鋪砌區(qū)域,以及在轍叉內(nèi)。在美國(guó),干線上的大部分鋼軌用探測(cè)器每年測(cè)試一次或更頻繁。
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