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摘要：随着我国城市轨道交通建设的重载化、高速化发展，小半径曲线波磨问题日趋严重，不仅引发钢轨低塌、压溃等诸多设备病害，增加维修成本，还对列车行车安全造成威胁，必须予以及时、高效整治。本文对钢轨波磨进行简要分析，并给出了一些城市轨道交通小半径曲线波磨整治建议，以期对同仁有所助益。
关键词：轨道线路；小半径曲线；波磨；波磨整治
随着我国城市轨道交通的大规模提速，钢轨波磨问题日趋严重，尤其是小半径曲线地段，曲线半径越小，钢轨磨耗速率越快。据不完全统计，当前我国小半径曲线轨道上近98%的钢轨因磨耗超限而报废，对行车安全带来严重影响。基于此，对既有轨道线路尤其是小半径曲线线路的改造迫在眉睫，广大城市轨道交通工作者们应充分重视小半径曲线波磨整治，积极采取有效措施来较少曲线钢轨波磨，充分保障行车安全，延长设备使用寿命，降低维修工作量，节省经济成本。
一、钢轨波磨分析
所谓钢轨波磨，通常认为是钢轨沿着纵向表面所出现的一种似波浪状的、周期性的不平顺现象。钢轨波磨多发生于小半径曲线的下股钢轨上，波长具有很大的随机性。结合实践经验和调查结果，不难发现，钢轨波磨易发现于下列轨道线路地段，如表一所示。
表1 钢轨波磨发生地段分析
通常认为，小半径曲线波磨主要如下危害：①曲线钢轨波磨地段道床的上部荷载作用增大，道碴粉碎度加剧，容易出现道床脏污、板结、泛白以及翻浆冒泥等现象，道床的弹性、减振吸噪性变差，轨道的几何尺寸保持性较差，轨道线路的清筛周期变短，轨道日常保养工作量增大；②曲线钢轨波磨地段轨枕的上部受力不均匀，轨枕失效速率加快；③曲线钢轨波磨地段联结零件所受作用力增大，联结零件失效速率加快，增大维修成本。
二、某地铁波磨区段概述
某地铁一期工程自2008年开通运营近十年，二期工程开通近三年，钢轨左右股工作边呈现出不同程度波磨。不仅曲线区段，直线地段钢轨也发现波磨痕迹，致使列车经过时有明显震感。某地铁钢轨波磨主要分布在小半径曲线轨道（半径在600米以下）、进出站直线地段、长大坡道直线地段、车速较高地段、减振类道床和扣件等地段。
三、波磨产生的主要原因
经前期现场调研和新老线路对比分析，本文作者将某地铁钢轨波磨形成和发展的主要原因归纳如下：
1）轮轨接触不良。列车在一定的运行速度条件下，车轮的垂向加速度激发钢轨的自振，若车轮的振动频率达到和钢轨一致，则会形成轮轨共振。在车轮长时间的碾压作用下，导致钢轨表面出现规律性的疲劳伤损，即为波磨，一般此类波磨的共振频率在200～300Hz之间，波长在6～30cm之间。
2）轨道扣件刚度较小。现场使用减振扣件的区段，其中90%以上的地段出现了波磨，其中包括曲线和直线地段，并且使用磨轨车打磨后约3个月左右，又发展出新的波磨。相较未使用减振扣件的区段，波磨发展的时间间隔大约提前2个月左右。根据国内外科学研究和理论分析的成果，钢轨波磨的产生和发展与扣件的结构形式有关。根据以上调查结果，肯定了同等条件下，扣件刚度较小是导致某地铁波磨形成的原因之一。
3）轨道刚度过渡不合理。以某地铁2号线为例，轨道减振形式多达5种，二期开通线路中，2号线波磨出现早、发展快，部分地段轮轨常伴有尖锐“啸叫声”，尤其轨道刚度过渡地段较明显。由此可见，轨道刚度变化多、变化大，会使轮轨之间较难形成良好接触关系。
4）线路开通前，钢轨未经预打磨与轨道几何尺寸精调，存在初始不平顺，如：钢轨鹅头、硬弯、轨道几何尺寸不良等，因此易发展成初始波磨。另外，部分线路一开通就承担线网中的主客流，车轨和钢轨几乎未经磨合期就投入运营使用，轨道系统和车辆系统可能存在参数不匹配的情况。
5）目前地铁现有的钢轨打磨装备和人员不足，远不及线网发展速度，钢轨波磨未能及时、彻底打磨。
四、小半径曲线波磨整治措施
基于小半径曲线波磨对于城市轨道交通运营有着不容忽视的影响力与危害性，广大轨道建设者们应认真研究钢轨波磨的形成与发展条件，充分掌握波磨的形成规律，积极采取相应措施来有效预防钢轨波磨的产生、明显缓解钢轨波磨的发展。
（一）合理改造小半径曲线
为了实现轨道框架强度的有效提高，在建设和改造小半径曲线地段轨道线路时，可采取以下措施：①积极铺设强度高、耐磨性的钢轨，如攀钢产的PG4轨；②尽量采用长轨条焊接钢轨；③积极铺设Ⅲ型轨枕；④合理安装轨道加强装置，如轨撑、轨距杆及地锚拉杆等；⑤细致测量通车车速，合理设置外轨超高；⑥及时清筛小半径曲线地段道床。
（二）积极强化小半径曲线的综合整治
基于钢轨波磨多发生于下股钢轨，在实际整治过程中，相关工作人员应结合下股钢轨波磨程度与上股钢轨侧磨程度，及时进行上下股调边使用，从而延长钢轨的使用年限，降低维修成本。而当下股钢轨波磨较为严重时，此时已不适宜于调至上股使用，需及时更换上新钢轨。同时，在波磨形成之后，应对波磨地段的加强设备、扣件等设施进行定期复紧、保养，对于残缺破损的联结零件及时进行补充，从而有效避免轨道强度的整体削弱。此外，对于压溃程度较大的胶垫、失效程度较大的轨枕等设备，应予以及时更换，确保轨道弹性的充足，从而最大限度降低应波磨而带来的设备病害。
（三）不断加大钢轨焊缝的日常修理与养护力度
基于钢轨焊缝质量的高低将直接决定着轨道线路高低、暗坑等病害的发生几率，必须不断加大钢轨焊缝的日常修理与养护力度，提高轨道的平顺性，抑制钢轨波磨的形成，从根本上整治设备病害。在钢轨焊缝的日常修理与养护过程中，相关工作人员应注重捣固与垫垫的有机结合，实现高低暗坑的有效消灭；及时将泛白石碴清除，填换上新的石碴，这样一来就能明显延长钢轨焊缝的使用周期，显著降低钢轨低塌、压溃等病害的发生几率，既降低了工务部门的维修工作量，还节省了实际维修成本，实现“日常修理+定期养护”的良好循环。
结语
总之，为了最大限度预防和减缓小半径曲线钢轨波磨，确保城市轨道交通的安全、经济运行，广大城市轨道交通工作者们应认真分析并充分掌握钢轨波磨的形成条件与形成规律，在此基础上合理改造小半径曲线、积极强化小半径曲线的综合整治以及不断加大钢轨焊缝的日常修理与养护力度，从而显著提升小半径曲线波磨的整治成效，促进城市轨道交通的更快、更好、更稳发展。
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论文作者:刘新阳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/13
标签：钢轨论文; 半径论文; 曲线论文; 轨道论文; 地段论文; 扣件论文; 轨道交通论文; 《基层建设》2018年第12期论文;