弓志浩

摘 要 由于運量的逐年遞增和列車密度的驟增，鋼軌不同程度出現(xiàn)了損傷，為了保證運營安全，降低維修工作量和節(jié)約維修成本，采取有針對性的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞 鋼軌；傷損；分析

中圖分類號 U21 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）06-0036-02

大準鐵路是單線Ⅰ級電氣化鐵路，正線全長265.142km，初期設(shè)計運輸能力為1 500萬噸，1990年7月開工建設(shè)，1993年8月鋪架貫通，1997年6月臨管運營。2002年運量達到1 546萬噸。但是隨著準格爾旗煤礦陸續(xù)大量開發(fā)，全國煤炭需求的快速增長，大準鐵路成了大秦線在內(nèi)蒙煤炭東運的重要運輸延伸通道，從2002開始，每年運量以近520萬噸速度遞增。為提升大準鐵路運能，確保營運安全，大準鐵路開始了技術(shù)擴能改造，以及九蘇木至二道河區(qū)段的復(fù)線建設(shè)。正線鋼軌也從當(dāng)初的43kg/m，逐漸更換到50kg/m、60kg/m，直到目前的75kg/m。

由于運量的逐年遞增和列車密度的驟增，鋼軌不同程度的出現(xiàn)了損傷，為了保證運營安全，降低維修工作量和節(jié)約維修成本，通過對大準線鐵路歷年的鋼軌損傷情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，并提出整改意見。

1 鋼軌傷損情況

1）通過歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，可看出核傷、掉塊、裂紋是鋼軌傷損的主要類型，這三類傷損之和占鋼軌傷損的82.6%。正線傷損占傷損總數(shù)的83.4%，曲線傷損占正線的75.0%，曲線半徑R≤800m鋼軌占傷損的62.1%。

大準線歷年通過總重與傷軌數(shù)量對比看，由于累計通過總重的不斷增加，鋼軌傷損也是不斷增加。鋼軌傷損數(shù)量2008年比2007年增加59根，2009年比2008年增加108根，2010年比2009年增加185根。2010年以后至2015年，九蘇木至點岱溝雙線的開通運營，由于單線變雙線分流原因，鋼軌傷損數(shù)量有所下降。

2）長軌條更換下時每條平均通過總重為391Mt，長軌條所在曲線半徑大部分是800m及以下的小半徑曲線，長軌更換原因主要是鋼軌頂面磨耗嚴重、魚鱗紋發(fā)展至掉塊等病害。

3）大準全線自2006年全線換鋪60kg/m以來，未進行過換軌地段統(tǒng)計有148.776km，大部分是直線地段和半徑大于1 000m的曲線地段，平均每公里鋼軌傷損2.46根。

4）斷軌處線路平面條件，直線地段11處、曲線地段27處。曲線上股22處、下股5處，曲線半徑R≤600m地段22處，占斷軌總數(shù)的58%。冬季（11月至次年2月）發(fā)生20處，占斷軌總數(shù)的53%。

2 鋼軌傷損原因分析

1）2011年鋼軌傷損數(shù)量與年累計通過總重成正比，呈逐年上升趨勢，原因是通過總重以每年增加100Mt的量增長，鋼軌在列車車輪的不斷碾壓下，出現(xiàn)各種病害，由輕傷逐漸發(fā)展到重傷，鋼軌所能承受的通過總重是一定的，根據(jù)歷年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，大準線傷損鋼軌的平均通過總重是545Mt/根，因此鋼軌傷損也以每年100根的量增長。從2011年以后至今，鋼軌傷損數(shù)量逐年下降，平均每年以100根的傷損數(shù)量下降，主要原因是九蘇木至點岱溝雙線的逐年分段開通，原來單線的通過總重，現(xiàn)在變?yōu)殡p線合計的通過總重，比如二龍間雙線地段，2013年上行線通過總重為105Mt，下行線通過總重為27Mt，如果還是單線運行，則鋼軌承受的通過總重應(yīng)為132Mt。因此，在雙線運行地段相比原來的單線運行，鋼軌傷損會出現(xiàn)下降趨勢。另一個原因是列車運行分開上下行后列車車輪只從一個方向?qū)︿撥夁M行碾壓，與鋼軌承受從兩個方向進行碾壓的力相比，鋼軌出現(xiàn)傷損的周期明顯延長。

2）實際運營中曲線上車輪與鋼軌接觸不合理。曲線不圓順，超高設(shè)置不合理，曲線頭尾點位置偏移，導(dǎo)致車輪踏面與軌面接觸不良，造成鋼軌頂面光帶寬窄不一，磨耗不均勻等病害。

3）踏面接觸疲勞魚鱗裂紋傷損。軌頭踏面在輪軌接觸應(yīng)力作用下形成魚鱗裂紋。在進一步疲勞擴展過程中魚鱗裂紋發(fā)生剝離掉塊，由輕傷逐漸發(fā)展成掉塊重傷。

4）鋼軌螺栓孔裂紋。輪軌高頻沖擊力、鋼軌振動加速度是螺栓孔產(chǎn)生裂紋的因素。軌道存在的激擾（大軌縫、低接頭、錯牙、剝落掉塊）是加大高頻沖擊力、振動加速度的主要原因；同時道床彈性差、軌下墊板剛度大也可加大沖擊力。鋼軌螺栓孔打眼后，作業(yè)人員未對螺栓孔進行倒角，螺栓孔邊角毛刺應(yīng)力集中也會產(chǎn)生裂紋。

5）新鋼軌踏面的脫碳層較深，鋪設(shè)新鋼軌后未對軌頭踏面的脫碳層進行預(yù)防性打磨，促進了剝離裂紋的萌生和擴展。

6）線路參數(shù)對鋼軌傷損的影響。曲線超高、軌距、軌底坡、正矢的不合理設(shè)置，影響了車輪導(dǎo)向力、輪軌沖擊角的大小，加快了鋼軌傷損的發(fā)展。

3 減少鋼軌傷損采取的措施

1）可以大量用新材料。在小半徑曲線改用PG4鋼軌，這種鋼軌比較耐磨且抗壓潰和抗塑性變形也效果較好，可以延緩剝離裂紋的產(chǎn)生。

2）加強曲線養(yǎng)護。改善小半徑曲線平順性（將線路中心撥至原設(shè)計）、調(diào)整線路外軌超高量和軌距（減少15%的曲線超高量、軌距控制在0～-2mm、曲線下股軌底坡調(diào)成1/20）減少輪對對軌道沖擊、增強軌道彈性（清篩道床、采用熱塑性彈性體新墊板）。

3）有計劃地安排大型鋼軌打磨車打磨正線鋼軌。對新鋪設(shè)的鋼軌進行預(yù)防性打磨，消除脫碳層，可以減緩曲線鋼軌踏面壓潰、剝離裂紋和淺層狀剝離掉塊傷損。鋼軌打磨車對已產(chǎn)生剝離裂紋的鋼軌進行幾遍打磨，較好地阻止裂紋向深度方向擴展，對延緩剝離裂紋傷損的產(chǎn)生和發(fā)展也有效果。還可利用小型道岔打磨機對道岔轍岔心、尖軌、基本軌和道岔前后的連接短軌進行修理性打磨，可有效防止鋼軌發(fā)生裂紋、掉塊等傷損，以延緩鋼軌使用壽命。

4）加強鋼軌檢查。對小半徑曲線、鋁熱焊接頭、小型氣壓焊接頭、道岔尖軌、轍岔等線路薄弱地段加強檢查，發(fā)現(xiàn)輕傷鋼軌時應(yīng)做好標記，查找原因，加強養(yǎng)護，以延緩鋼軌使用壽命。

5）提高焊軌質(zhì)量。一方面提高焊接人員技術(shù)，加強人員的培訓(xùn)。另一方面嚴格按照焊軌技術(shù)流程焊軌，焊接鋼軌焊軌前必須準備充分，鋼軌的表面清理徹底、色澤均勻呈現(xiàn)鋼軌原本色；對鋼軌開裂、掉塊、壓塌等傷損軌頭必須切除；軌端必須平整、垂直，無偏斜。線路上有條件的盡量用移動式閃光焊軌機焊軌，對于臨時斷軌的用鋁熱焊，焊接時，安裝設(shè)備前應(yīng)檢查砂模，符合條件方能使用；嚴格按照標準流程作業(yè)。根據(jù)使用的焊劑類型和鋼軌型號來嚴格控制預(yù)熱時間以及現(xiàn)場氣候條件，應(yīng)適當(dāng)延長預(yù)熱時間；按照工藝要求時間拆模；熱打磨鋼軌軌頭頂面及兩側(cè)打磨至與既有鋼軌基本平齊，冷打磨平順度鋼軌作用邊不超過±0.3mm、頂面不超過+0.3/-0mm。頂面焊縫應(yīng)高于鋼軌面0.8mm～1.0mm，防止冷卻后造成焊縫低塌；通過對鋼軌傷損原因的詳盡分析，并采取有針對性的預(yù)防和減少傷損的具體措施，不僅降低了維修成本，延長鋼軌使用壽命，而且保障了營運安全。