1、钢轨表面伤损及打磨的重要性钢轨表面伤损及打磨的重要性 1 2 主要内容主要内容 一、钢轨现状概况 二、钢轨的主要病害 三、钢轨打磨的益处 四、钢轨打磨的应用效果 五、钢轨打磨的技术经济性 3 一、钢轨现状概况 4 随着我国铁路运输事业的不断发展，主 要干线的列车重量和行车密度的不断增加， 大规模客运专线的建设,高速铁路又好又快向 纵深发展,而且由于我国铁路客货混跑、行车 密度大、客运提速、货运重载、行车条件恶 劣，货车对轨道结构破坏严重，特别是对钢 轨表面易造成伤损。钢轨踏面纵向波形磨损 层出不穷；轨面擦伤及剥离有增无减，以及 小半径曲线的侧磨十分突出。针对此等损伤 ，用钢轨打磨列车对在线钢轨
2、进行打磨维修 与养护是行之有效的，不仅能显著地延长钢 轨的寿命，还能改善线路质量，确保列车的 安全运行。 5 二、常见的钢轨病害 6 常见的钢轨病害形式: v钢轨“焊合”的不平 v道碴的印痕 v塌陷（儒变、黑色斑点） v钢轨的纵向变形波磨 v钢轨的横向截面变形 v表面疲劳 7 钢轨钢轨“焊合焊合”的不平的不平 8 道碴的印痕道碴的印痕 9 塌陷（塌陷（儒变、儒变、黑色斑点）黑色斑点） 10 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
3、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。 11 钢轨的纵向变形钢轨的纵向变形 钢轨的纵向变形分为： 1.极短波距波形 2.短波距波形 3.长波距波形 12 极短波距波形（极短波距波形（30100mm30100mm） 13 短波距波形（短波距波形（ 100300mm100300mm） 14 长波距波形长波距波形 （3001000mm3001000mm） 15 铁轨的纵向变形表现为周期性的波浪磨铁轨的纵向变形表现为周期性的波浪磨 耗耗 波长非常短（波长30100mm）“极短周期波形”的变形 多发
4、生于铁路直线部份。在160公里/小时速度下的运 行线路，铁轨的不规则冲击所成形； v短波长（波长100300mm）变形常在发生在铁路的曲线 区段，通常发生于短轨一侧的轨道。它可以解释为： 转弯时固定在车轴上的两个车轮所碾过的长度不一样 所造成的； v长波（波长3001000mm）变形通常是由铁路上只有单 一型号的车辆运行所造成的； v较长波（波长10002500mm）的变形也许与铁轨的制造 工艺有关； v实际上，几种波长的变形经常会同时出现在钢轨同一 部位。 16 钢轨的横向截面变钢轨的横向截面变 形形 钢轨的横截面变形对线路运行起着 重要作用，车轮与铁轨的接触点决 定了运行中表面和内部的应力
5、。车 轮与钢轨的不正确接触，会导致车 轮与钢轨的疲劳损害。 17 拐角处塑性变形（边缘磨耗）拐角处塑性变形（边缘磨耗） 18 工作面边缘塑性变形（边缘肥边工作面边缘塑性变形（边缘肥边 ） 19 v车轮与钢轨的横截面决定了轮轨的接 触状况。在钢轨的直线部分和曲线的 外侧，车轮圆锥面产生的横向运动会 给车轮带来影响。“对中”效果就是 当量锥度，当量锥度必须保持在一定 的范围内。否则，车辆将会发生横向 的波动振荡，被称作“蛇行”伤害就 会发生。 v在高速铁路线上当量锥度特别重要， 当量锥度的变化能引起转向架接近它 的临界的速度。如果这种情况发生， 车辆的运行会变得很不稳定。 20 表表 面面 疲疲
6、劳劳 表面疲劳通常是由重载车辆造成铁路的轨 面失效形式。但它也能发生在由轻载列车运 行的铁路上，在铁轨被润滑和繁忙线路区段 就会发生。 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。 21 初期钢轨工作表面伤损初期钢轨工作表面伤损 22 钢轨在拐角处钢轨在拐角处 23 发展后钢轨工作表面伤损发展后钢轨工作表面伤损 24 钢轨拐角处的剥落钢轨拐角处的剥落 25 四、钢轨打磨的益处四、钢轨打磨的益处 26 钢轨打磨的益处如下
7、： v通过修正钢轨断面形状，改善轮/轨接触关系，从而减少轮/轨接触 应力和磨耗； v修正/控制钢轨波磨以及低接头。这些缺陷会增加轮轨噪音、加快车 辆部件和轨道部件的恶化率，甚至造成列车限速； v修正/控制滚动接触疲劳缺陷。这些缺陷会增加钢轨损伤的风险，甚 至降低超声波钢轨探伤的效果； v修正/控制其他钢轨缺陷（如车轮滚伤、压溃、轨头垂向及纵向裂纹 ）； v减少车轮和转向架运动的不利影响，这种情况下，会加剧钢轨磨耗 和缺陷的恶化； v减少噪音和振动，减少普通接头和焊接接头的垂向不平顺，控制钢 轨波磨； v缓和大轴重车轮作用的不利影响，改善轮/轨接触条件； v使钢轨和车轮正确接触，减少车辆横向不稳
8、定性（蛇行运动）。 27 五、五、 钢轨打磨的应用效果钢轨打磨的应用效果 钢轨打磨的应用效果： 1）增加钢轨50%-100%的使用寿命； 2）减少钢轨失效的风险； 3）减少车轮、轨道部件（扣件、轨枕等） 以及轨道几何形位 的恶化率； 4）允许列车以较高的速度运行； 5）降低轮轨噪音。 28 六、钢轨打磨的技术经济性六、钢轨打磨的技术经济性 1、预防性钢轨打磨可延长钢轨寿命，据资料介绍，按计划 定期打磨的钢轨可延长钢轨寿命达58年，还可改善列车 的运行，减少蛇形运动，减少运动的噪音，减少波磨， 降低能耗，一般维修性打磨的钢轨寿命一般为5年左右； 2、预防性收益：减少对扣件的过度荷载引起的维修、减少 由于轨底系统过度荷载引起的维修、减少桥梁等过度荷 载引起的维修； 3、减少机车燃油消耗，降低车轮镟修成本。 29 30
