高鐵鋼軌預(yù)打磨效果及軌面不平順?lè)治?pdf

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1、第29卷第2期華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)、，01．29NO．22012年4月JournalofEastChinaJiaotongUniversityApr．，2012文章編號(hào)：1005—0523(2012)02—0001．05高鐵鋼軌預(yù)打磨效果及軌面不平順?lè)治鐾鯌c方，許玉德，周宇(同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804)摘要：高鐵的高平順性要求在線(xiàn)路開(kāi)通前要進(jìn)行鋼軌預(yù)打磨，以滬寧城際高鐵為樣本，通過(guò)分析鋼軌打磨前狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)新軌上道后存在光帶不在軌頂中部，甚至有兩點(diǎn)接觸等問(wèn)題，借鑒歐洲鐵路在研究輪軌噪聲時(shí)制定的軌面粗糙度水平標(biāo)準(zhǔn)和鋼軌

2、打磨、銑磨作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用1／3倍頻和各波長(zhǎng)范圍的幅值統(tǒng)計(jì)，對(duì)鋼軌預(yù)打磨后軌面不平順狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)．結(jié)果表明鋼軌預(yù)打磨能夠有效改善了軌面的不平順狀態(tài)。關(guān)鍵詞：高速鐵路；鋼軌打磨；軌面不平順中圖分類(lèi)號(hào)：U216．424文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A高速鐵路線(xiàn)路區(qū)別于一般鐵路或重載鐵路最關(guān)鍵的特點(diǎn)是對(duì)軌道平順性的嚴(yán)格要求，如果軌道平順性不良，將引起機(jī)車(chē)車(chē)輛劇烈振動(dòng)，輪軌動(dòng)作用力成倍增大，嚴(yán)重危害軌道和機(jī)車(chē)車(chē)輛部件，影響列車(chē)速度的提高，甚至引起列車(chē)脫軌傾覆，危及行車(chē)安全]。鋼軌由于其本身生產(chǎn)過(guò)程及工藝的原因，生產(chǎn)出廠后不可避免地存在折疊、劃痕、脫碳層、軋痕、結(jié)疤、耳

3、子等表面缺陷，這些缺陷會(huì)使鋼軌出現(xiàn)早期傷損，另外鋼軌貯運(yùn)過(guò)程中也可能產(chǎn)生銹皮、碰傷等表面病害，這些病害對(duì)鋼軌的平順性有很大影響。鋼軌打磨是消除軌面不平順的有效手段，為了消除鋼軌上道后的這些缺陷，需要對(duì)新軌進(jìn)行預(yù)打磨。1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者在鋼軌打磨方面進(jìn)行了諸多的探索和研究。郭福安等通過(guò)對(duì)日本、法國(guó)、德國(guó)和瑞典高速鐵路鋼軌打磨作業(yè)分析，根據(jù)我國(guó)鐵路鋼軌打磨作業(yè)實(shí)際，建議開(kāi)展客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)線(xiàn)路開(kāi)通前的鋼軌預(yù)打磨、開(kāi)通后的鋼軌預(yù)防性打磨及保養(yǎng)性打磨等研究和試驗(yàn)，制定鋼軌打磨各種形式與參數(shù)、打磨程序、條件和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。許永賢等b介紹了歐洲標(biāo)準(zhǔn)中鋼

4、軌打磨的程序、條件和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)我國(guó)新建客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)新軌打磨的質(zhì)量控制和驗(yàn)收，特別是對(duì)新型打磨設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備的引進(jìn)及國(guó)內(nèi)既有相關(guān)設(shè)備的改進(jìn)、配套和利用提供參考?？婈J波通過(guò)介紹鋼軌打磨的理論基礎(chǔ)和必要性，闡明了鋼軌打磨能綜合提高軌面平順度，改善輪軌接觸，取得輪軌問(wèn)連續(xù)均勻接觸的效果。毛文力等通過(guò)分析打磨車(chē)作業(yè)控制原理，標(biāo)定相關(guān)系統(tǒng)，找出打磨后波磨深度變化的臨界值。熊衛(wèi)東等n綜述了高速鐵路的軌道平順性與鋼軌平順性的關(guān)系，介紹了高速鐵路對(duì)鋼軌平順性的要求及高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家在鋼軌生產(chǎn)、焊接和使用過(guò)程中提高鋼軌平順性的措施，分析了國(guó)產(chǎn)鋼軌平順性的現(xiàn)狀及其

5、與高速鐵路鋼軌要求的差距，提出了我國(guó)鋼軌生產(chǎn)企業(yè)為適應(yīng)高速及快速鐵路發(fā)展應(yīng)予重視的有關(guān)問(wèn)題的建議。郭俊等利用三維彈性體非Hertz滾動(dòng)接觸理論及數(shù)值程序CONTACT分析了鋼軌軌頭非對(duì)稱(chēng)打磨對(duì)輪軌接觸斑行為的影響。結(jié)果表明，打磨后輪軌磨耗數(shù)有所增加，有利于預(yù)防鋼軌疲勞裂紋的形成。王文健等根據(jù)廣深線(xiàn)鋼軌斜裂紋的形成與發(fā)展特點(diǎn)，提出采用非對(duì)稱(chēng)打磨技術(shù)控制和減緩鋼軌斜裂紋的形成，并進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)打磨試驗(yàn)。數(shù)值計(jì)算結(jié)收稿日期：2o12．Ol一13基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50908179)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20080

6、2471003)作者簡(jiǎn)介：王慶方(1984一)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)檐壍拦?wù)管理。2華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)果表明：鋼軌非對(duì)稱(chēng)打磨可以改變輪軌接觸幾何參數(shù)，使輪軌接觸點(diǎn)向鋼軌頂面中心移動(dòng)，遠(yuǎn)離鋼軌軌肩位置，并降低輪軌接觸應(yīng)力?，F(xiàn)場(chǎng)打磨試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果表明鋼軌非對(duì)稱(chēng)打磨能改變鋼軌光帶，使接觸點(diǎn)向鋼軌踏面中心移動(dòng)。馬良民針對(duì)出現(xiàn)CRH3型動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫向振動(dòng)加速度報(bào)警限速的情況進(jìn)行深入分析，據(jù)此確定了對(duì)鋼軌進(jìn)行打磨的對(duì)策，制訂了打磨工藝參數(shù)。通過(guò)實(shí)施打磨后，改善了輪軌匹配關(guān)系，解決了動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫向振動(dòng)加速度報(bào)警限速問(wèn)題，

7、提高了動(dòng)車(chē)組運(yùn)行品質(zhì)。上述研究的對(duì)象主要是國(guó)外高速鐵路打磨情況、打磨及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的介紹，高速鐵路鋼軌打磨理論和高速鐵路開(kāi)通高后的病害整治，對(duì)于高鐵鋼軌預(yù)打磨之后的效果尚缺乏針對(duì)性的研究?；诖?，針對(duì)滬寧城際高鐵在開(kāi)通前后的預(yù)打磨情況進(jìn)行相應(yīng)的打磨效果進(jìn)行研究，分析高鐵經(jīng)過(guò)預(yù)打磨后軌面平順性，鋼軌初始缺陷的消除情況，輪軌關(guān)系的匹配情況，為提高高鐵鋼軌預(yù)打磨效果提供保障。2滬寧城際高鐵預(yù)打磨方法在新軌上道以后，線(xiàn)路開(kāi)通前需要進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試和綜合試驗(yàn)，在此過(guò)程中鋼軌已有一定的磨耗量，滬寧城際高鐵開(kāi)通前的軌面平順狀態(tài)，可以看出鋼軌上面的光帶較寬，鋼軌光

8、帶中線(xiàn)較軌面中線(xiàn)出現(xiàn)了一定的偏移，軌距角處有一定的磨耗，形成輪軌之間在同一鋼軌斷面的兩處接觸，即“雙光帶”。這說(shuō)明未經(jīng)打磨的鋼軌型面與車(chē)輪踏面之間的輪軌接觸不良，導(dǎo)致鋼軌光帶偏離