摘要：对我国高速铁路早期由于轮轨匹配不良出现的高铁动车组构架横向加速度报警、抖车、晃车和波磨等现象，提出用钢轨打磨方法解决轮轨匹配不良问题，进行廓形打磨技术研究与实践，改善和优化我国高速铁路轮轨型面匹配关系，从工务方面解决了高铁动车组构架横向加速度报警等问题。
关键词：高速铁路；轮轨关系；钢轨；道岔；打磨
目前，铁路部门对铁路轨道进行维修保养的工作就包含钢轨打磨，这是借助砂轮削磨机对钢轨轨面进行细节处理的一种方式，做好钢轨打磨工作，能够有效的延长铁路的使用寿命，对实现经济效益的提升具有重要作用。
一、有砟轨道工程施工方法选择
目前，国内有砟轨道的施工已非常成熟，各类施工设备比较完善，且有砟轨道的施工质量标准也在逐步提升。下面简述几种常见的有砟轨道施工方法。
1.有砟轨道长钢轨铺轨机组施工有砟轨道无缝线路。有砟轨道长钢轨铺轨机组采用单枕连续作业法，机型为钢轨铺设和轨枕布设一体机，典型设备代表是CPG500型铺轨机。该铺轨机组可以铺设长度500m、轨重60kg/m的长轨条组成的有砟轨道，满足一次铺设无缝线路的要求。其布枕速度约12根/min，考虑材料供应，设备拼拆、维护，工作间歇等情况，该设备每工日的平均铺轨速度可达约1.0~3.0km（单班）。该设备的优点有：机械化程度很高，施工效率高、工序较少，特别适用于路基占比高的新建铁路项目；缺点有：桥隧占比较高、经济性有待提高等。
2.换铺法铺设有砟轨道无缝线路。换铺法铺设有砟轨道的工作流程是：（1）基地组装轨排；（2）轨排运输；（3）铺轨机/架桥机铺设轨排；（4）长钢轨换铺；
（5）有砟轨道其他的后续工作等。换铺法常用的设备有轨排铺设设备、长轨放送机等。换铺法的优点有：适用性较强，较长的无缝线路轨道工程，均可采用此方法铺设；缺点有：增加换铺工序，线路上运转设备较多，施工协调、组织难度较大。
3.人工铺轨。人工铺轨常用于车站有缝线路的轨道铺设，优点有：铺轨工程量较少，采用机械化作业不经济时或比较集中的铺轨工程可采用人工铺轨；缺点有：近些年人力成本逐年上涨，人工铺轨用工量较大，效率偏低，人工铺轨在工期及成本控制上难以保证。
二、高速道岔钢轨打磨概述
1.道岔整体打磨。目前，我国道岔打磨仍然是以修复性打磨为基础，但是在
实际运行过程中，普通的预防性和维护性打磨仍然不能满足实际需求，在验收标准和打磨工艺方面缺乏规范性。打磨列车主要是借助计算机控制系统得以实现的，它是通过分析将目标轮廓与现有轨道轮廓的数据之间的差值计算出来，借助打磨小车内打磨电机的作用调整偏转角度，进而通过不同角度的砂轮实现对钢轨表面的打磨，通过反复的调整打磨，实现对焊接接头以及波纹等的打磨。
2.道岔局部打磨道岔局部打磨可以针对钢轨线路进行表面病害打磨和处理，目前，各个铁路部门都配备了相应的小型焊缝打磨设备，这种小型设备对人工劳动的强度有所降低，可以借助内部结构偏转支架作业。是常用的两种打磨机。虽然我国在焊接接头打磨作业方面已经取得了一定的进步，但是由于仍然是以人工作业的方式为主。一般进行人工局部打磨使用的工具是手提砂轮机，在整个作业过程中，对人员的工作经验依赖程度较高，这种常规的钢轨焊接接头打磨方式可能会造成钢轨材料的损伤，甚至严重的会导致质量隐患。
三、道岔病害
列车在运行过程中，车轮与钢轨之间的摩擦会使钢轨表面材料沿纵向发生塑性形变，由于车轮踏面具有一定锥度，受列车运行动态特性和随机因素的影响，列车向前运动的同时会发生左右横移，产生蛇形运动，致使钢轨表面材料沿横向也产生形变及磨耗。道岔轨件病害主要分为四种：鱼鳞纹、侧磨、肥边和波磨。鱼鳞纹：病害产生于钢轨工作边15°~45°间，裂纹一般与机车前进方向一致，间距1 mm~10 mm不等，与轨面呈锐角方向发展，最终导致剥离掉块。主要分布于道岔导曲上股钢轨、尖轨前和可动心轨中后部。侧磨：列车侧向通过道岔时，列车受离心力影响，车轮与钢轨导向面间相互作用而形成的钢轨塑性变形。主要分布于曲尖轨和导曲上股钢轨。肥边：由于轨道刚度变化引起车轮对钢轨局部冲击力过大，造成轨头塑性变形。主要分布于尖轨根变截面处和焊缝附近。波磨：轨顶中心接触面的波浪形不均匀磨损。主要分布于道岔导曲下股钢轨。
四、高速铁路钢轨和道岔打磨廓形与打磨技术及应用
1.打磨廓形。如武广高铁下行汩罗东一长沙南间发生因动车组构架横向加速度超限报警多次停车，从工务方而通过打磨钢轨改善轮轨匹配关系，设计了钢轨打磨廓形，经过京沪、哈大及京石等高铁打磨完善，形成了我目高速铁路钢轨和道岔打磨廓形，并写入《高速铁路钢轨打磨管理办法》中：（1）铺设标准60 kg／m钢轨且允许运行除动车组以外客车的区段，以及铺设60N钢轨的区段，钢轨打磨目标廓形为60N廓形（见图1）。（2）铺设标准60 kg／m钢轨且仅运行动车组的区段，钢轨打磨目标廓形为设计廓形（见图2）。
2．打磨工艺。根据我国60 kg／m钢轨标准廓形与高速铁路钢轨打磨廓形的差异，给出对应打磨车不同打磨角度的打磨量；研制了具有自主知识产权的用于快速调试钢轨和道岔打磨程序的廓形模板。为钢轨特别是道岔打磨提供了有效手段，提出使用研制的打磨模板或计算机方法方法（钢轨实际廓形与设计廓形比对）调试打磨程序方案，为高速铁路钢轨和道岔廓形打磨实施提供了量化数据、工具及方法，为获得高速铁路钢轨和道岔打磨工艺奠定了基础。近年在京石高铁下行K59+616一K74+616地段进行了60N钢轨（其余地段铺设60 kg／m钢轨）预打磨试验，同时指导其他地段60 kg／m钢轨预打磨。下行K59+616一K65+616为60N钢轨打磨1遍试验段，下行K65+616一K74+616为60N钢轨打磨2遍试验段，60N钢轨均按60N钢轨标准廓形打磨；60 kg／m钢轨按设计廓形打磨，打磨遍数为2遍，个别地段打磨3遍。为了进一步验证60N钢轨适用性，年底又在大西高铁原平西一太原段（约87 km）下行进行了60N钢轨预打磨试验，按打磨遍数分为打磨1遍和2遍试验段，60N钢轨均按60N钢轨标准廓形打磨。通过进行京石和大西高铁60N钢轨打磨试验，获得了打磨工艺，试验表明60N钢轨打磨l遍比打磨2遍效果好，打磨l遍不仅能满足预打磨深度要求，而且能较好保持60N钢轨廓形，同时减少一半打磨费用。
3.打磨技术规范和标准。针对动车组构架横向加速度报警、抖车和车体晃车现象，通过对轮轨关系的深入研究，提出采用廓形打磨技术改善轮轨匹配关系，设计高速铁路钢轨和道岔打磨廓形，进行整治动车组异常振动实践，指导我国20多条线路钢轨和道岔打磨，调研国外高速铁路钢轨和道岔打磨标准，在此基础上提出我国高速铁路钢轨和道岔打磨标准，中国铁路总公司制定和颁布了有关打磨技术规范和标准。钢轨和道岔打磨实践证明，按我国高速铁路钢轨和道岔打磨标准特别是《高速铁路钢轨打磨管理办法》要求进行钢轨和道岔打磨和验收，不会发生高速铁路动车组异常振动现象。
4.打磨技术运用情况。通过钢轨廓形打磨实现轮轨理想匹配的高速铁路钢轨和道岔打磨技术包括钢轨和道岔的预打磨、预防性打磨和修理性打磨，在解决动车组构架横向加速度报警、车体晃车、钢轨波磨等现场问题取得了显著成效。因此，无论是高速铁路新线建设还是线路养护维修，在全路范围内都得到了快速推广和应用。高速铁路钢轨和道岔打磨技术的推广应用可有效改善轮轨关系，大大提高动车组运行的安全性和平稳性，并可延长钢轨打磨和车轮镟修周期，减少养护维修工作量，有巨大的经济效益和社会效益。
实践表明，高速铁路钢轨打磨技术显著延长钢轨打磨周期和车轮镟修周期，节约养护维修成本。
参考文献：
[1]吴宇.钢轨焊头数控精磨关键技术研究.2015
[2]郭军.高速铁路道岔大机打磨技术探索.2015
[3]马小红.高速铁路钢轨打磨关键技术研斛.2015
论文作者:王占国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：钢轨论文; 道岔论文; 高速铁路论文; 轨道论文; 车组论文; 作业论文; 标准论文; 《基层建设》2019年第2期论文;