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摘要：随着我国城市化进程的持续加速，城市轨道交通成为当前重要的交通运行方式。地铁轨道在此过程中，不仅承载着城市交通的重要功能作用，而且在推进城市化进程中发挥出不可替代的关键性作用，也是目前我国城市公共交通发展的重点工程。为此，通过对地铁轨道伤损进行相关成因分析，并提出有效的维护策略，以期在有效控制与缓解城市地铁轨道伤损问题出现的同时，并在确保其安全运行的基础上最大程度在提升地铁轨道的利用效率，有效控制城市交通的运营成本。
关键词：地铁；轨道；伤损；维护
在现代城市生活中，无论是人们正常的日常出行，还是城市品质与功能的体现，城市地铁轨道都在此过程中发挥出了标志性作用。它不仅有效缓解与解决了城市交通拥挤的现状，而且还为出行人员提供了方便快捷、舒适安全的乘坐条件。为了保证地铁乘客的出行安全，我们必须面向地铁轨道伤损出现的各种问题原因进行必要的分析，在有效控制与避免地铁安全运行事故发生的同时，提升城市轨道交通的运行效率与运行质量。
1、城市地铁轨道伤损机理与成因分析
1.1、地铁轨道伤损机理
针对城市地铁轨道进行伤损问题的相关探索分析，既是为了有效控制与避免轨道伤损的出现，同时也能就此展开具体维护工作，以期能够最大限度地减少地铁轨道伤损，为此，需要我们对其三个方面的伤损机理先有所了解与掌握。首先，地铁轨道存在着塑性变形，也就是轨道在经过长时间使用后，因长期受到强烈的荷载冲击与磨损而出现的轨道表面变形，在此过程中，无论是轨道表面，还是其两侧的几何断面都会发生较为明显的变化，不仅会在地铁轨道的踏面上出现严重的压伤，而且还会在荷载的集中压力作用下出现疲劳损伤，因此造成了地铁轨道的塑性变形。其次，地铁轨道的剥离伤损，这一表现主要体现在产生较高强度的塑性变形时，在其两侧的横断面上会出现大小不一、密度不等的类似鱼鳞状的剥离层，进而还将转化成纵向的裂纹，再经由长期的纵深破坏性发展，不可避免地将使地铁轨道产生严重的变形损伤，由此可见，这一伤损既具有严重的破坏性，又使地铁轨道一直承受着巨大的表面压力，而且会在轨道表面形成深浅程度不同的点蚀，从而产生表面材料的剥落。最后，地铁轨道的疲劳伤损，这一伤损的形成是在所难免的，但我们在此所说并非只是简单的表面压力造成的轨道伤损，而是在其侧面裂纹产生较为严重的深层扩散发展而使其出现的突发性脆性断裂，这绝非短期形成破坏性损伤，而在长时间的压力冲击下而形成，根据其形成产生的端口区域破坏程度可将其划分为三部分：一是疲劳源、二是疲劳区、三是瞬断区，在地铁轨道出现这一伤损时是十分危险的，而且因其存在着瞬时性，将导致产生严重的危害，因此需要对其加以高度的重视，并及时地进行维护与保养。
1.2、地铁轨道伤损成因
1.2.1、材料缺陷
一般情况下，地铁轨道因材料缺陷而造成的伤损主要有三方面：首先，是剥离与掉块。这一问题的形成主要是因为轨道材料的自身强度不够，而且其内部极有可能存在垃圾物质，与此同时，如果地铁轨道的润滑程度不足，也将使其产生剥离与掉块。其次，是核伤。这主要是由于机身过重而造成的伤损，主要是在轨道摩擦作用下，所形成与产生的杂物将在轨道运行中因磨损而造成表面黑核。最后，是裂纹。其成因主要是制作工艺不够精良，使轨道进入运行使用后，不仅会因偏折与缩孔等问题形成裂纹，还可能直接造成断裂。
1.2.2、焊接损耗
这一问题主要存在两方面因素：一是焊头伤损；二是焊点伤损。在进行焊接处理中，除了存在着材料质量与温度掌控等外因影响，同时还涉及到焊接工艺的先进性与操作性等影响因素，而且焊接中无论是焊头，还是焊点问题的形成，主要是由于焊接工艺方面的影响，进行铝热焊施工方式会形成气孔与夹渣，而在移动气压焊中较易产生因形状偏差而出现的局部凹陷，此外出现焊接过烧与未焊透等问题都将造成严重的轨道伤损。
1.2.3、接头损耗
众所周知，地铁运行机身重力作用对轨道造成极大应力作用，而在轨道接头位置的应力作用则更大，因此可以说轨道接头是最为脆弱、最易遭受伤损的位置。这使轨道接头的保护处理显得成为重要，但由于接头位置出现不平，或者是出现缝隙，都会造成轨道接头伤损。此外，接头位置还会出现螺纹操作，这主要是由于其出现螺孔裂纹造成的，而螺孔裂纹的产生主要是由于螺栓孔的周围出现毛刺，或者缺口而产生的，进而在轨道投入使用后，在较强应力作用下形成了螺孔裂纹。
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1.2.4、踏面压溃
这一问题的成因主要来自于在进行轨道施工设计中，对于路况情况掌握不具体，出现了路面不够平整的问题，因而致使地铁在运行中会受到垂直高度的影响，尤其是在行至下坡角时，会因重力影响而产生较大的冲击力，将对地铁轨道形成较大的破坏性，从而使其表面出现塑性变形。
1.2.5、纵横裂纹
地铁在运行过程中，在行进至下坡地段处会产生较大的冲击力，从而造成铁轨因承载过大负荷压力而形成塑性变形，这一过程主要会受到来自三个不同方向的应力作用，而且在长期的摩擦接触中将对铁轨产生巨大的伤损，由此形成产生的纵横交错裂纹，不仅会出现表面掉块问题，还将危及地铁的安全运行。
2、城市地铁轨道的维护策略
2.1、地铁轨道的功能维护
从上述地铁轨道伤损成因的分析来看，轨道不仅在受到超荷载压力时会产生塑性变形，同时在温度的影响作用下也会产生突发性问题，因此需要高度重视其功能维护，使其在确保安全运行的前提下达到高效运行的目的，为此需要针对轨道功能维护进行以下加固预防措施。首先，对断轨的预防措施，需要增设相应的安全防断轨装置，避免地铁轨道在产生巨大摩擦压力时受损，确保地铁能够持续保持平稳的运行速度。其次，紧急问题处理措施，在出现突破性轨道事故之际，不仅需要对现场事故进行紧急处理，同时还应及时地对其进行应急性的加固处理，确保地铁迅速恢复运行，然后再地铁运行结束时再进行永久性安全处理。最后，多适应性处理措施，对于轨道维护工作来说，不仅要加强预防措施管理，还要重视其轨道伤损的适应性处理，这一过程中既需要考虑到伤损对象与伤损断裂部位，还要对维护设备的功能实现加以全面衡量，确保地铁轨道能够用时最短地恢复正常运行。
2.2、地铁轨道的伤损修复
2.2.1、钢轨打磨
运用钢轨打磨进行伤损修复的过程中，主要是运用打磨车等设备装置进行钢轨表面伤损修复，去除钢轨波磨、平顺钢轨焊缝、去除钢轨擦伤，修正钢轨廓面形状。一般情况下，需要对出现表面磨损、剥落，以及出现钢轨波磨等位置进行缺陷修复与打磨。在进行打磨处理的过程中，一定要在确保其满足实际工程需要的前提下进行打磨深度处理，且每次的打磨深度应控制在0.5mm以下，并沿着轨道运行方向进行1m以内距离的打磨，并要求在打磨后进行严格检测，确保其符合工程基本要求，在此前提下还需要进行多次重复打磨。
2.2.2、轨面焊修
对于地铁轨道表面形成的程度不一的磨损情况，应采取焊接修补方式进行修复处理。目前，在实施这一修复的过程中，主要是利用氧乙炔焊接技术，以及电弧焊与金属粉末喷焊等焊接技术。其中，电弧焊是常规性使用方式，而且方法简便易操作，具有实用性的应用效果，尤其是对于无法通过大型设备修复处理的轨道伤损位置，具有显著应用优势，并有能够完善地加以修复。一般情况下，电弧焊是在手工操作焊条下对轨道伤损处进行修复，不仅需要在使用前进行预热加温，而且还要在使用后实施降温处理。这一焊接方式的缺点在于所用焊接设备过多，而且不便进行现场转移，用时也较长，相对来说呈现出较低的工作效率。因此，在进行地铁轨道的伤损修复时，仍需要结合现场的实际情况加以全面考虑，选取使用最佳的维修方式与焊接方法进行修复处理，确保轨道能够以最快的速度恢复运行。
2.2.3、角度调整
在地铁轨道运行中，一方面存在着弯度压力而造成轨道伤损，这需要在进行轨道铺设的过程中以降低弯曲角度为目的对路段进行加固处理；另一方面也会因下坡冲力而造成塑性变形，这需要在修复路面的过程中确保其保持一定的平整度，同时还要注意轨道波浪型问题的出现，不仅需要及时地进行打磨处理，而且还应避免出现角度偏差而产生的较大冲击力。尤其是在检修时，不仅需要对表面变形与裂纹给予高度重视，还应及时进行焊接与打磨处理，而对于形成疲劳伤损的轨道路段应及时加以更换，还可以借由创建轨道疲劳度模型的方式，进行负荷时间预测与设定，避免造成轨道断裂而带来的突发性危险。
结束语：
综上所述，城市地铁轨道运行安全是城市交通中不可忽视的重点内容，在为人们提供方便快捷的出行方式中，成为了有效缓解城市交通拥挤的重要途径，既达到了节能环保要求，同时也优化了人们的生活方式，对于推进城市化进程发展起到现实价值作用与意义。由于地铁安全运行是这一城市生命线的重要前提条件，因此针对城市地铁轨道的维护工作不可忽视，在积极正确地面对轨道伤损问题原因出现的同时，实施有效的维护措施，最大程度地控制与避免轨道伤损的出现与发生，在保证其安全运行的前提下尽量延长使用周期，由此提升其运行效率，并获得良好的经济效益与社会效益。
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论文作者:吴俊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/12
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