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原文传递大跨度钢桁梁桥明桥面无缝线路防爬技术研究

论文题名：	大跨度钢桁梁桥明桥面无缝线路防爬技术研究
关键词：	钢桁梁桥;明桥面;无缝线路;防爬技术
摘要：	钢桁梁桥是我国既有铁路干线上跨江河峡谷的重要设备，由于建设年代较早，难以升级为有砟轨道和板式无砟轨道等防爬能力较强的轨道结构，运营中在钢桁梁桥明桥面，特别是在大跨度钢桁梁桥明桥面，钢轨爬行现象仍时常发生。对大跨度钢桁梁桥明桥面无缝线路防爬技术进行研究，可减少整治钢轨爬行的人劳机投入，保证桥上线路设备质量，对指导设备管理单位养护维修明桥面轨道，确保列车正常运行，具有重要的现实意义。　　本文对上海局管内大跨度钢桁梁桥明桥面的主要病害、钢轨爬行现状进行了分析。基于扣件纵向阻力室内试验以及有限元计算结果，对局管内淮南线芜湖长江大桥明桥面无缝线路异常爬行原因进行了分析。通过理论分析与现场试铺，对大跨度钢桁梁桥明桥面无缝线路防爬技术展开了研究。主要研究结论如下：　　（1）由于列车轴重和开行密度的增大、明桥面木枕和扣件更换困难、服役时间过长，导致大跨度钢桁梁桥明桥面无缝线路出现木枕伤损、扣件病害、吊板病害和钢轨伸缩调节器病害等四大类病害。芜湖长江大桥明桥面无缝线路存在严重的爬行问题，且爬行地段处于下坡制动、使用可调轨距式K型扣件地段，线路爬行方向与列车运行方向一致。　　（2）可调轨距式K型扣件纵向阻力不足是导致明桥面无缝线路爬行的主要原因。测试结果表明，螺母扭矩为80～140N·m时，不垫尼龙垫肩，可调轨距式K型扣件纵向阻力实测值为不可调轨距式K型扣件纵向阻力实测值的50%～78%；螺母扭矩为80～120N·m时，不垫尼龙垫肩，可调轨距式K型扣件、不可调轨距式K型扣件的纵向阻力实测平均值分别是5.23kN、7.75kN。　　（3）可调轨距式K型扣件有限元计算结果表明：螺母扭矩为80～140N·m时，可调轨距式K型扣件的轨距块和钢轨的受力状态正常，满足强度要求；当螺母扭矩为140N·m时，轨卡与双层弹簧垫圈接触点处有应力集中，且该处的应力大于屈服强度，不满足强度要求。因此，建议可调轨距式K型扣件螺母的扭矩不大于140N·m。　　（4）芜湖长江大桥明桥面钢轨伸缩调节器EJ1～EJ3间、EJ3～EJ5间的长钢轨异常爬行，爬行的主要原因是可调轨距式K型扣件纵向阻力偏低。以下措施能有效防止芜湖长江大桥明桥面钢轨爬行：①将可调轨距式K型扣件按全紧布置，线路纵向阻力达15.4kN/(m·轨)，与不可调轨距式K型扣件1（紧）-1（松）-1（紧）布置时的线路纵向阻力相当，能够有效防止钢轨爬行。②在不改变现场松紧配置情况下，可调轨距式K型扣件采用重型弹簧垫圈替代标配的双层弹簧垫圈，并采用8.8S级高强度T型螺栓副替代既有普通T型螺栓副，且螺母扭矩拧到150～200N·m时，其纵向阻力为不可调轨距式K型扣件的93%，能够有效防止钢轨爬行。③大跨度钢桁梁桥明桥面无缝线路铺设时应严格执行设计要求，铺设以后应从扣件、钢轨伸缩调节器、防爬设备、护轨、检查与监测等方面保证养护维修质量，为切实提高线路防爬能力提供强有力的保障。
作者：	杨旭东
专业：	土木水利
导师：	蒋金洲
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国铁道科学研究院
学位年度：	2023