李晨升

摘? 要：鐵路運(yùn)輸是現(xiàn)階段物資運(yùn)輸、出行重要的交通運(yùn)輸方式，該方式比較安全，成本低。在新技術(shù)支持下鐵路運(yùn)輸也進(jìn)入高科技發(fā)展，高鐵運(yùn)輸時(shí)速非常高，這需鐵路鋼軌的支撐。鋼軌需承受列車等施加的壓力，同時(shí)也要保證列車能以最小阻力讓列車高速而順暢的前行，這就是鋼軌打磨技術(shù)的有效使用。鋼軌打磨技術(shù)能夠提高鐵軌運(yùn)輸效率，延長(zhǎng)鋼軌使用壽命，因此本文結(jié)合鐵路線路施工中的鋼軌打磨技術(shù)，分析該技術(shù)的運(yùn)用與鋼軌建設(shè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鐵路;線路施工;鋼軌;打磨的技術(shù)

現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展速度越來越快，鐵路線交通運(yùn)輸建設(shè)越發(fā)完善，鐵路線路建設(shè)能提升整體線路運(yùn)行安全，鐵路建設(shè)是交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要部分。交通網(wǎng)中需協(xié)調(diào)好鐵路建設(shè)內(nèi)容，鋼軌打磨技術(shù)運(yùn)用之前要對(duì)技術(shù)進(jìn)行專門分析，如此才可以在技術(shù)運(yùn)用中保證交通運(yùn)輸安全，將整體鋼軌施工質(zhì)量提升起來，從而提升鋼軌質(zhì)量，協(xié)調(diào)施工管理，提升鐵路交通運(yùn)輸安全，建設(shè)意義重大。

1.鋼軌打磨技術(shù)的研究背景

鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中鋼軌使用壽命由磨耗、滾動(dòng)接觸疲勞來決定，要延長(zhǎng)鋼軌使用壽命需考慮鋼軌制造、養(yǎng)護(hù)兩個(gè)方面。具體起來講生產(chǎn)高質(zhì)量鋼軌，有效潤(rùn)滑軌道界面，對(duì)鋼軌斷面進(jìn)行科學(xué)合理打磨，這是線路養(yǎng)護(hù)的重要手段。我國(guó)的鋼軌打磨設(shè)備主要依靠進(jìn)口，1989年我國(guó)引進(jìn)第一臺(tái)鋼軌打磨設(shè)備，整體上來看鋼軌維修設(shè)備水平與打磨技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后發(fā)達(dá)國(guó)家。鋼軌打磨技術(shù)的運(yùn)用能預(yù)防鋼軌波磨、控制接觸疲勞、裂縫拓展、磨耗等，提高鋼軌質(zhì)量，實(shí)際運(yùn)用中可以獲得極大的效益，主要體現(xiàn)在：①打磨技術(shù)消除軌道不平順而減少輪軌間的振動(dòng)，提高軌道的穩(wěn)定性以及降低線路與機(jī)車的運(yùn)行維護(hù)運(yùn)用;②打磨技術(shù)與鋼軌涂油相結(jié)合來延長(zhǎng)鋼軌壽命，可延長(zhǎng)50～300%;③改善輪軌粘著來減少滾動(dòng)阻力，保證行車的安全;④降低了鐵路線運(yùn)輸產(chǎn)生的噪聲與振動(dòng)來提高旅客的舒適度[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年鐵道統(tǒng)計(jì)，全國(guó)旅客發(fā)送量為22.03億人， 國(guó)家鐵路21.67億人，全國(guó)鐵路旅客周轉(zhuǎn)量完成8266.19億人公里。

在貨物運(yùn)輸方面，全國(guó)鐵路貨運(yùn)總量發(fā)送量為45.52億噸，國(guó)家鐵路35.81億噸，全國(guó)鐵路貨運(yùn)總量周轉(zhuǎn)完成30514.46億噸，貨運(yùn)數(shù)量如下：

鐵路運(yùn)行速度、運(yùn)輸量不斷增加，對(duì)鐵路系統(tǒng)有更高要求，高速重載線路投入運(yùn)營(yíng)之后鋼軌出現(xiàn)各種損傷現(xiàn)象，比如鋼軌波浪形磨耗、軌面擦傷和剝離、軌側(cè)磨損、軌頭壓潰等，鐵路運(yùn)輸發(fā)展速度非?？?，出現(xiàn)損傷之后故障發(fā)生也非?？?，影響了線路運(yùn)輸?shù)男б媾c壽命，要延長(zhǎng)鋼軌使用壽命就需要重視對(duì)鋼軌的維護(hù)，避免出現(xiàn)損傷造成線路惡化，從而保證行車的安全與舒適。

2.對(duì)打磨技術(shù)研究

2.1打磨技術(shù)原理

其一，輪軌接觸幾何關(guān)系。輪軌滾動(dòng)接觸是機(jī)車的獨(dú)特特征，在鋼軌的輪對(duì)滾動(dòng)接觸過程中產(chǎn)生荷載、導(dǎo)向等作用，之間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)關(guān)系，在動(dòng)態(tài)作用下直接影響到列車的行車安全，進(jìn)而影響到輪軌系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。輪軌滾動(dòng)接觸是一個(gè)復(fù)雜問題，與表面狀態(tài)、材質(zhì)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素相關(guān)，與車輪與鋼軌幾何相關(guān)。其二，輪軌接觸應(yīng)力關(guān)系，在輪軌垂向作用下車輪與鋼軌材料在接觸位置發(fā)生變形而形成接觸區(qū)域，研究上人們也將其成為接觸斑，接觸斑面積越大，應(yīng)力越小。因此在打磨的時(shí)候可以考慮通過增加接觸斑點(diǎn)的面積來減少接觸應(yīng)力，從而緩解接觸疲勞。其三，鋼軌蠕滑關(guān)系，這是指在有彈性的鋼質(zhì)車輪在有彈性的鋼軌上滾動(dòng)，兩者之間產(chǎn)生的復(fù)雜物理現(xiàn)象，即“連滾帶滑”的現(xiàn)象，這種一種微觀物理現(xiàn)象，輪軌之間細(xì)小的滑動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致蠕滑現(xiàn)象出現(xiàn)。根據(jù)鋼軌材料的磨耗原理，接觸區(qū)域內(nèi)的有黏著區(qū)、滑動(dòng)區(qū)，滑動(dòng)區(qū)內(nèi)鋼軌材料存在磨耗現(xiàn)象。

2.2打磨方式

鋼軌打磨技術(shù)使用存在不同，因此打磨方式上面也存在極大差異，按照這種方式將打磨技術(shù)運(yùn)用在軌道管理中，施工技術(shù)的運(yùn)用也有不同的表現(xiàn)。如預(yù)防性打磨技術(shù)的落實(shí)是在鋼軌出現(xiàn)缺陷之前，通過技術(shù)打磨來提高打磨操作，讓打磨技術(shù)在運(yùn)用中控制好細(xì)節(jié)，提高施工效率，為保證線路運(yùn)行質(zhì)量而提供保證，保障鋼軌的運(yùn)行安全。預(yù)防性打磨速度非常快， 比如96頭車的預(yù)防性打磨速度控制在12KM/h中，打磨深度為0.3mm，鋼軌打磨輪廓面角度為-60°～20°之間。鋼軌預(yù)打磨也是預(yù)防性打磨技術(shù)，打磨作業(yè)在鋼軌鋪設(shè)施工結(jié)束后的15天后進(jìn)行，時(shí)間約束主要是為避免影響施工作業(yè)進(jìn)展，避免鋼軌病害的出現(xiàn)。預(yù)防性打磨屬于輕快型，而修理性打磨速度則比較慢。仍舊以上述車為例，一般速度控制在10M/h中，修理性打磨反復(fù)進(jìn)行，一般打磨次數(shù)為3～5遍，根據(jù)病害情況適當(dāng)增加打磨情況[2]。

2.3打磨要求

鋼軌打磨中需明確打磨技術(shù)的運(yùn)用，這樣才可以按照對(duì)應(yīng)的要求適當(dāng)進(jìn)行施工工序管理，借助這種形式提升整體鋼軌打磨技術(shù)的運(yùn)用質(zhì)量，確保鋼軌打磨技術(shù)的合理運(yùn)用。一方面鋼軌打磨技術(shù)中需要將鋼軌周邊存在的易燃性物質(zhì)清除、雜質(zhì)掃除，防止打磨中摩擦出火花造成易燃失火現(xiàn)象，施工現(xiàn)場(chǎng)可以安排防火人員預(yù)防意外事故，攜帶必要的防火工具、通信設(shè)備;其次是鋼軌打磨之前應(yīng)固定線路，進(jìn)口線路部件;其三在施工管理中需要做好技術(shù)交底，提前交代好次日所需要打磨地段，得到詳細(xì)線路調(diào)查資料，重點(diǎn)是曲線地段鋼軌、波磨地段、擦傷地段的詳細(xì)的情況、線路情況，得到鋼軌路段擦傷情況和線路運(yùn)行情況，為編寫打磨流程確定打磨數(shù)量來提供科學(xué)合理發(fā)展。

2.4打磨要點(diǎn)與驗(yàn)收

打磨之前需要做好前期準(zhǔn)備工作，將危險(xiǎn)物品放置在更遠(yuǎn)地方，鋼軌打磨會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，避免出現(xiàn)爆炸、起火現(xiàn)象。第二是要固定好鐵路軌道，保證鋼軌面打磨順利進(jìn)行。打磨之前需要將鋼軌護(hù)軌拆除后，讓鋼軌露出表面;結(jié)合方案將出現(xiàn)損壞部分進(jìn)行標(biāo)記，方便后期打磨修復(fù)。打磨的時(shí)候所有軌道接觸面都應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)打磨處理，尤其軌距角位置。根據(jù)損壞標(biāo)記進(jìn)行重復(fù)打磨，根據(jù)軌道磨損情況來安排打磨次數(shù)，保證鋼軌的使用質(zhì)量，最后一次打磨使用經(jīng)濟(jì)打磨的處理，提高打磨效果以及延長(zhǎng)鋼軌使用壽命。鋼軌平直度檢查、驗(yàn)收工作利用專門的波磨尺或者是檢測(cè)系統(tǒng);軌距角軌廓質(zhì)量、打磨角度的檢查都應(yīng)使用便攜式輪廓檢測(cè)儀、檢測(cè)系統(tǒng)來管理。檢查打磨廓面是否滿足設(shè)計(jì)需求;檢查車輪行駛光帶寬度是否嚴(yán)格居中等，借助軌頭廓面模板。打磨需要遵守一定標(biāo)準(zhǔn)。

3.鐵路線路打磨技術(shù)與裝備運(yùn)用研究現(xiàn)狀

3.1 砂輪端面打磨技術(shù)

砂輪端面打磨技術(shù)適用范圍非常廣，技術(shù)原理是多個(gè)打磨砂輪沿鋼軌縱向排列，以不同的擺角沿鋼軌橫向分布，每個(gè)擺角對(duì)應(yīng)一個(gè)鋼軌輪廓打磨角度，在砂輪斷面接觸鋼軌輪廓位置形成的切線與空間水平方向的夾角即是擺角。在鋼軌上，砂輪或縱向或橫向分布，通過電機(jī)設(shè)備或者液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)高速宣傳，同時(shí)打磨設(shè)備在給定速度的基礎(chǔ)上沿著鋼軌前進(jìn)，在打磨壓力的作用下砂輪斷面磨粒侵入鋼軌表層形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)打磨鋼軌表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌的包絡(luò)式打磨。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)該技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了深入研究，該技術(shù)的運(yùn)用打破傳統(tǒng)鋼軌打磨中重視鋼軌表面損傷局限性，輪廓型打磨的方式能顯著改善輪軌接觸關(guān)系。鋼軌打磨技術(shù)的運(yùn)用不僅可以去除表面損傷，也可以減緩鋼軌的內(nèi)部疲勞。

3.2砂輪周面打磨技術(shù)

砂輪周面打磨技術(shù)是使用砂輪的圓周面作為工作面去除鋼軌表面材料，砂輪端面打磨能夠通過沿著鋼軌橫向與縱向布置的多個(gè)砂輪組合實(shí)現(xiàn)輪廓打磨，而打磨精度由直線段逼近鋼軌輪廓的曲線精度來決定，同時(shí)可以獲得鋼軌表面多個(gè)平面、棱線。在打磨中砂輪周面打磨既可以按照砂輪端面包絡(luò)式打磨，也可以將外圓周面根據(jù)鋼軌輪廓制定成曲面以分段或者整體仿形的方式實(shí)現(xiàn)打磨，可以獲得比較光滑的鋼軌表面?，F(xiàn)階段的發(fā)展中，由意大利MECNOSERVICE公司研制生產(chǎn)的設(shè)備取得了理想的打磨效果，其型號(hào)是MS12S-ASG打磨車，該設(shè)備結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)得到了良好的運(yùn)用，具備全電動(dòng)操作控制系統(tǒng)、集成、噪音控制等性能，能運(yùn)用在高速鐵路、普速鐵路等的打磨中。

3.3 砂輪高速打磨技術(shù)

砂輪高速打磨技術(shù)是利用無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)專用砂輪在鋼軌表面高速拖行來去除鋼軌表面物質(zhì)，通過施加打磨壓力和給進(jìn)速度實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌橫向輪廓的優(yōu)化，消除鋼軌橫向波磨，砂輪軸線需要與鋼軌橫向傾斜成一定角度，沿著鋼軌縱向組合成相對(duì)位置，如此形成鋼軌表面的打磨痕跡呈現(xiàn)出不同的交織網(wǎng)狀形式。砂輪高速打磨技術(shù)作業(yè)強(qiáng)度由打磨壓力、裝備行走速度來決定可以獲得固定的消磨兩。由于作業(yè)速度非?？欤鳂I(yè)期間內(nèi)不用封閉線路，因此適合運(yùn)用在控制接觸疲勞是高速線路的預(yù)防性打磨。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)該技術(shù)的研究并不多，僅有西南交通大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了深入研究，現(xiàn)階段唯一的打磨裝備是德國(guó)VOSSLOH公司生產(chǎn)的HSG型高速打磨設(shè)備。

4.打磨技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

其一，智能化發(fā)展。在現(xiàn)代科技發(fā)展的背景下鋼軌打磨技術(shù)發(fā)展存在新趨勢(shì)，在新技術(shù)、新理論的支撐下衍生出新的內(nèi)容，鋼軌打磨技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展在現(xiàn)代技術(shù)支撐下變成可能[3]。比如打磨技術(shù)運(yùn)用中，將技術(shù)與現(xiàn)代智能探照技術(shù)結(jié)合在一起，技術(shù)結(jié)合發(fā)展中能夠?qū)?duì)應(yīng)施工管理技術(shù)落實(shí)在管理中，將智能化探照技術(shù)分析，對(duì)鋼表面磨損情況進(jìn)行詳細(xì)分析，按照區(qū)域進(jìn)行對(duì)照施工，借助這種施工技術(shù)全面提高鋼軌打磨技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)新時(shí)期技術(shù)運(yùn)用有重要研究意義。其二，信息化集成發(fā)展。信息化發(fā)展背景下集成化必然成為趨勢(shì)，這種發(fā)展趨勢(shì)下鋼軌打磨技術(shù)也會(huì)受到影響，為保證鋼軌打磨技術(shù)發(fā)展與運(yùn)用，技術(shù)發(fā)展中應(yīng)針對(duì)打磨技術(shù)科學(xué)轉(zhuǎn)變，將信息化技術(shù)與打磨結(jié)合在一起，促進(jìn)打磨技術(shù)的集成化、柔性化發(fā)展，將信息技術(shù)整合集成化、柔性化，保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

結(jié)語：

綜上，當(dāng)前鐵路建設(shè)速度越來越快，在現(xiàn)代鐵路建設(shè)中，鐵路發(fā)展建設(shè)施工技術(shù)應(yīng)進(jìn)行專門分析，在施工之后打磨技術(shù)的運(yùn)用中，應(yīng)進(jìn)行專門的改進(jìn)與分析。鋼軌打磨技術(shù)施工，通過打磨技術(shù)的運(yùn)用提升鐵路線路施工質(zhì)量，對(duì)提升鐵路鋼軌建設(shè)方面的研究有重要意義，也可以在一定高程度上提高鐵路線路壽命，保證線路服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]代向楠. 鋼軌打磨在重載鐵路養(yǎng)護(hù)中的實(shí)踐探討[J]. 決策探索（中）， 2020，645（03）：47-48.

[2]李抗. GMC-96x型鋼軌打磨車恒速走行系統(tǒng)改進(jìn)研究[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新， 2020（2）：5-5.

[3]劉永乾、郭猛剛、侯銀慶、張紫龍、王軍平. 有砟客運(yùn)專線鋼軌周期性不平順整治技術(shù)研究[J]. 中國(guó)鐵路， 2020（9）：8-8.