北京铁路局保定工务段 河北省保定市 071400
摘要：铁路是以轮轨接触为基础的运输系统。钢轨由于上下传力作用，无可避免会出现各种损耗和破坏。本文主要对线上钢轨存在伤损形式、原因进行简要分析，重点针对高铁存在的钢轨擦伤病害论述，结合钢轨小机打磨的工作性能，在钢轨打磨的角度、轮轨接触位置等进行详细介绍，并制定可行的打磨方案、技术要求，有效控制钢轨伤损发展，延长钢轨使用寿命。
关键词：钢轨病害；打磨；控制；方案
1 引言
目前我国高铁运营里程和运行速度大幅增加，这也对高铁线路维护提出更高要求。钢轨是轨道的主要组成部分，主要作用在于引导机车车辆运行，直接承受来自车轮的巨大压力和冲击力。钢轨的使用寿命主要由磨耗和滚动接触疲劳决定。要延长钢轨的使用寿命，就要在养护维修上下功夫，打磨是钢轨维修的重要手段之一，因此，确定合理的打磨周期、模式、方法是我们日常工作应该长期摸索、总结的，以达到预防钢轨伤损的发生与发展、改善轮轨接触性能的目的。
2 钢轨伤损形式
钢轨在极其复杂的工作条件下，不可避免会出现各种伤损，有在冶炼过程中出现的缺陷，也有在运输、建设及使用过程中出现的伤损。常见的伤损有钢轨磨耗：主要有垂直磨耗、侧面磨耗、波浪形磨耗；接触疲劳损伤：包括轨头裂纹、隐伤、剥离；还有肥边以及钢轨擦伤等。钢轨的这些病害造成了轮轨接触关系的不良，增加轮轨噪音，加快车辆部件和轨道部件的恶化率，加剧钢轨病害的进一步发展。
3 打磨原理分析
钢轨轨头轮廓类似一个圆弧形状，但实际打磨（砂轮式打磨）是将轨头按角度来划分为不同的区域，即将轨头轮廓看成是由角度划分的线段组成，需要打磨的位置对应的就是某一个角度，所以打磨设备通过控制磨头偏转角度来指定打磨钢轨的不同部位。
因钢轨打磨是在规定速度和压力下进行的一项作业，线路的几何状态不良、扣件扣压力不足、线路空吊板等情况均影响钢轨打磨质量。所以在打磨前应先调查计划打磨区段内线路设备状况，在打磨前应先安排线路整修作业，全面拨正线路方向、改正轨距、矫直钢轨硬弯等。
4.3 打磨方案的制定与实施
根据现场调查的钢轨踏面与机车车辆轮对接触情况来确定打磨方案并加以实施。方案根据钢轨不同的磨耗，采用不同的打磨方式。应以最小削切量为打磨原则。打磨作业中，每打磨一遍都要加强对打磨效果的现场检查与反馈，以便及时改变打磨模式，为有效消灭钢轨病害提供技术支持。
5 打磨后的效果
按确定的方案打磨后，钢轨经列车碾压后在顶面中部形成25～30mm宽的光带。两股钢轨作用边交替出现车轮轮缘接触钢轨后留下的痕迹较打磨前更长，列车的“蛇形运动”得到缓解，而且光带居中后，钢轨中部的塑性变形要小于钢轨顶角处，有利于钢轨的使用寿命。列车高速通过时横向平稳性明显得到改善，同时列车通过时的噪声远远小于未打磨前。打磨后的钢轨病害明显得到改善，列车通过线路时的轮对跳动明显减少。
6 源头控制措施
6.1注重定期预防性打磨
据相关资料介绍，定期预防性打磨的钢轨可延长寿命5-8年，改善列车的运行，保持旅客舒适度，减少蛇形运动，减少噪音，降低能耗，减少机车部件和轨道的维修成本，带来的是经济和社会的效益。下图显示的是预防性打磨和修复性打磨对钢轨寿命的影响，黄色线表示的预防性打磨，每打磨一次就回延缓损伤发展的速度，提高钢轨寿命，并且在微小裂纹不超过0.2mm的时候进行预防性打磨，是阻断钢轨加速破坏趋势的最佳时机。
6.2 日常维修保养注意事项
经过对轮轨关系研究分析，认为预防钢轨病害应注意如下几方面问题。一是加强线路拨道工作，控制好线路方向。二是消除钢轨面硬点和线路坍白空吊现象。三是注意钢轨扣件垫板问题，防止因垫板或扣减扭矩造成轨顶坡变化。四是注意道床弹性问题，弹性不一致极易形成钢轨波磨现象。五是注意插入轨的匹配问题，防止因插入轨而形成轨面着力点不一致问题。
7 结束语
合理的钢轨打磨作业可以改善列车行车条件，减小噪声振动，增加旅客乘坐的舒适度。同时，可大幅度降低线路养修工作量，延长钢轨使用寿命，减少设备维修成本，提高线路设备质量。为此，应科学分析设备变化规律，控制钢轨的波形磨耗和因接触疲劳而产生片状剥落、开裂等病害的发展趋势。
参考文献
[1]周清跃，田长海，张银花等.高速铁路钢轨打磨关键技术研究[J].中国铁道科学，2012,33（2）:66-70
[2] TG/GW116-2013,高速铁路有砟轨道线路维修规则（试行）[S].
作者简介
杨文祥、男、高级工、北京铁路局保定工务段。
刘超非、男、助理工程师、北京铁路局保定工务段。
论文作者:杨文祥,刘超非
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/7
标签：钢轨论文; 伤损论文; 磨耗论文; 线路论文; 病害论文; 预防性论文; 北京铁路局论文; 《基层建设》2017年第29期论文;