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摘要：普速铁路曲线上股钢轨一般伤损形式为侧磨和 接触疲劳伤损，尤其是小半径曲线地段。曲线上股的侧磨是钢轨寿命的决定因素。近年来，随着热处理钢轨及钢轨润滑技术推广应用，上股钢轨的侧磨伤损得到有效改善。由于磨耗减少，上股钢轨接触疲劳伤损成为主要伤损形式，严重的接触疲劳伤损会危及列车运行安全。某年通过总1t左右的普速铁路下行曲线 铺设 U78CrVH钢轨仅4个月后，曲线上股就出现较为严重的接触疲劳伤损。针对该问题，测量3条 曲线区段钢轨表面状态、磨耗等，分析这些曲线地段轮轨接触状态，分析讨论曲线上股钢轨表面纵向剥离掉块伤损产生原因。
关键字：普速铁路；曲线钢轨；纵向剥离
1．曲线地段钢轨侧面磨耗、剥离掉块的特点
（1）磨耗掉快较严重地段大都出现在R≤2000m的曲线上股。（2）磨耗大的曲线多为侧面磨耗较严重，且发展速率超过预期。（3）虽然在R=4000m及R=3000m的曲线上也出现了轻微磨耗，但是在开行万吨列车后几乎没有变化，其发展速率远小于R≤2000m的曲线。（4）受钢轨材质的影响，肃宁以东曲线地段侧面磨耗明显小于肃宁以西地段。（5）缓和曲线地段磨耗小于圆曲线地段。（6）钢轨从上线至下线的全过程中，磨耗也不是等速率发展的，新轨磨耗较快而后以稍缓的速率发展，同样可以看到初期剧烈磨耗和中期稳定磨耗两个阶段。剧烈磨耗阶段中轨头塑性流动较大，而稳定磨耗阶段塑性流动稍小，但塑性流动和轨侧压溃始终伴随磨耗发生，因此两阶段的分界点不十分明显。
综合来看，重车线（万吨运行线）曲线钢轨磨耗的机理与其它线路上并无明显差异，只是磨耗速率更大，这说明影响磨耗的各因素的性质并未改变，但某些因素的量值明显加大。
2 曲线地段钢轨主要伤损危害
2.1 轨面剥离掉块
轨面剥离掉块是轮轨接触疲劳和冲击荷载作用下的伤损，其发展会造成轨顶面严重的不平顺，使钢轨及轨道受力恶化，零部件破损、轨枕失效、道床翻浆冒泥出现并迅速发展。自运营以来，曲上股轨面、缓冲区接头轨端陆续出现剥离掉块。剥离掉块绝大多数发生在半径为1000米的曲线地段。掉块程度有的达到重伤标准，有的虽未达到更换标准，但连续出现、形成波浪式的不平顺。轨面的剥离掉块在列车的碾压下，形成应力源，钢轨在车轮的反复冲击下，极易造成断轨。
2.2 钢轨核伤（疲劳伤损）
钢轨核伤是目前最主要的伤损之一，钢轨核伤产生原因是钢轨内部在制造或使用中的缺陷，在机车负载作用下产生应力集中，疲劳源不断扩大而成。现场经验表明，核伤引起断轨的临界尺寸很难掌握，发现必须按重伤处理。
2.3 曲线上股轨头磨耗
朔黄线自运量逐年递增以来，曲线上股轨头磨耗一直是钢轨伤损的主要类型之一。钢轨磨耗后断面面积减小，强度和抗弯性能有所减弱，磨耗严重超过重伤标准后，难以其应有的强度和抗弯性能，轨道框架强度降低，难以保证行车安全。
2.4 轨面鱼鳞缺陷
自2007年以来，朔黄上行线轨面鱼鳞缺陷数量增多、速度加快，目前重车线轨面全部出现5-15mm的鱼鳞缺陷。同时严重影响着超声波探伤作业，给探伤及防断工作造成了很大的困难。
3 钢轨伤损原因分析
3.1 钢轨材质不良
有关资料显示：在直线区段包钢钢轨的重伤率为攀钢钢轨的1.6倍。在曲线上更容易出现重伤，在曲线上包钢钢轨的重伤率为攀钢钢轨的5.9倍。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆包钢钢轨的母材、厂焊和气压焊的累计重伤率均比攀钢明显高，分别为4.12、2.09和5.58倍。包头钢铁（集团）有限责任公司生产的钢轨核伤多属纵横裂型。在重载运输条件下，轮轨接触应力分布区域存有沿钢轨轧制方向分布的粗大夹杂物或其他冶金缺陷，这是轨头内部形成纵横裂型核伤的主要原因。
3.2 牵引重量对钢轨侧磨的影响
列车牵引重量增加，在实施牵引和制动时，车辆间车钩力增大，在曲线轨道上产生横向力，加快钢轨的侧面磨耗。
3.3 曲线地段超高设置不当
超高大小对轮轨之间的导向力及冲角的影响相当敏感，所以超高对钢轨的侧磨具有很大的影响。由于超高直接引起导向力和冲角的变化，所以也就直接影响钢轨轨头侧磨速率的大小。目前朔黄上行线列车限制速度为85km/h，实际运行速度为75km/h左右，而管内所有曲线都是按80km/h计算设置超高，没有采用规章要求的一昼夜通过列车平均速度计算，使得曲线存在一定得过超高。
3.4 钢轨没有进行打磨
钢轨打磨是改善轮轨接触状况、减少轮轨作用力、消除钢轨磨耗和接触疲劳伤损的有效措施。按规章要求钢轨打磨应使用打磨列车或小型磨轨机对钢轨及时进行预防性或修理性打磨，而目前公司没有配备相应机械，所以从未对钢轨进行过预防性打磨和修理性打磨，加剧了钢轨伤损的发展。
4 减小曲线地段钢轨伤损，延长钢轨使用寿命措施
4.1 合理设置曲线超高
利用每年上行线过一遍大机的机会，对管内所有曲线，按规章要求，实测一昼夜平均行车速度，重新进行超高计算和设置欠超高，欠超高设置为10% -15%。
4.2 对钢轨伤损严重的地段，成段更换新钢种，提高钢轨性能
建议按照规章要求，对伤损严重地段，全部成段更换为全长淬火轨，以提高钢轨强度。目前已有100m的标准轨，焊接全长淬火轨应尽量采用100m标准轨，以减少焊缝数量。
4.3 加强钢轨打磨，及时治理钢轨不平顺和接触疲劳伤损
建议尽快使用钢轨打磨车，并为各工务工队配备足够的小型打磨机，培训具有打磨技术员工，及早建立钢轨修理性打磨和预防性打磨试验段，并进行跟踪观测，出台朔黄铁路钢轨打磨规范。
4.4 引进钢轨涂油新技术、新工艺，建立完善的钢轨涂油制度
引进干式润滑剂，采用“固—液—固”涂覆技术，在钢轨头部内侧形成一层连续的干式润滑膜带，消除使用流体油脂润滑带来的钢轨润滑长效性差、减磨效果不明显、易产生油楔作用而加速钢轨剥落掉块、污染道床、影响钢轨探伤作业等弊端，能明显延长曲线钢轨使用寿命，具有显著的经济和社会效益。
结束语：通过对朔黄线曲线地段钢轨主要伤损的分析，认为钢轨伤损的机理与其它线路上并无明显差异，加速伤损的原因是列车纵向力增大、轨道结构相对薄弱而难以适应目前长大列车运输和运量增长的要求。延长钢棍使用寿命的措施分为两个方面：一是逐步强化、科学完善轨道结构、最终完全适应于万吨列车亿吨运量条件下的轨道结构配套，二是加强曲线轨道养护，保证线路设备经常处于优良状态。
参考文献：
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[2]刘丰收，杨光. 某普速铁路曲线钢轨纵向剥离掉块成因分析[J]. 铁道技术监督，2019，47（06）：36-40.
[3]候玉碧. 重载铁路钢轨伤损形成分析及对策[J]. 铁道建筑技术，2007（S2）：26-30+34.
论文作者:邢宇
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第25期
论文发表时间:2019/8/2
标签：钢轨论文; 磨耗论文; 伤损论文; 曲线论文; 地段论文; 列车论文; 疲劳论文; 《建筑模拟》2019年第25期论文;