曲線地段鋼軌傷損原因研究和對(duì)策

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1、曲線地段鋼軌傷損原因研究和對(duì)策　　【摘要】本文針對(duì)重載條件下曲線地段鋼軌主要傷損病害進(jìn)行分析，闡述了引起鋼軌鋼軌傷損病害的原因，并針對(duì)重載條件下產(chǎn)生鋼軌傷損病害原因提出整治措施?！娟P(guān)鍵詞】曲線傷損分析整治隨著運(yùn)量的猛增和大軸重電力機(jī)車(chē)（萬(wàn)噸列車(chē)及兩萬(wàn)噸列車(chē)）的運(yùn)行，曲線地段出現(xiàn)了不同程度的傷損，反映出了重載對(duì)軌道的巨大影響。軌道，尤其是鋼軌產(chǎn)生了嚴(yán)重的傷損，集中表現(xiàn)為半徑較小曲線地段（R≤2000m）嚴(yán)重的側(cè)面磨耗、剝離掉塊、核傷。這些問(wèn)題的出現(xiàn)引起了我們普遍的重視，如何解決它們成為朔黃鐵路發(fā)展重載運(yùn)輸需要解決的重要問(wèn)題。1曲線地段鋼軌側(cè)面磨耗、剝離掉塊的特點(diǎn)（1）磨耗掉

2、快較嚴(yán)重地段大都出現(xiàn)在R≤2000m的曲線上股。（2）磨耗大的曲線多為側(cè)面磨耗較嚴(yán)重，且發(fā)展速率超過(guò)預(yù)期。（3）雖然在R=4000m及R=3000m的曲線上也出現(xiàn)了輕微磨耗，但是在開(kāi)行萬(wàn)噸列車(chē)后幾乎沒(méi)有變化，其發(fā)展速率遠(yuǎn)小于R≤2000m的曲線。7（4）受鋼軌材質(zhì)的影響，肅寧以東曲線地段側(cè)面磨耗明顯小于肅寧以西地段。（5）緩和曲線地段磨耗小于圓曲線地段。（6）鋼軌從上線至下線的全過(guò)程中，磨耗也不是等速率發(fā)展的，新軌磨耗較快而后以稍緩的速率發(fā)展，同樣可以看到初期劇烈磨耗和中期穩(wěn)定磨耗兩個(gè)階段。劇烈磨耗階段中軌頭塑性流動(dòng)較大，而穩(wěn)定磨耗階段塑性流動(dòng)稍小，但塑性流動(dòng)和軌側(cè)壓潰始

3、終伴隨磨耗發(fā)生，因此兩階段的分界點(diǎn)不十分明顯。綜合來(lái)看，重車(chē)線（萬(wàn)噸運(yùn)行線）曲線鋼軌磨耗的機(jī)理與其它線路上并無(wú)明顯差異，只是磨耗速率更大，這說(shuō)明影響磨耗的各因素的性質(zhì)并未改變，但某些因素的量值明顯加大。2曲線地段鋼軌主要傷損危害2.1軌面剝離掉塊軌面剝離掉塊是輪軌接觸疲勞和沖擊荷載作用下的傷損，其發(fā)展會(huì)造成軌頂面嚴(yán)重的不平順，使鋼軌及軌道受力惡化，零部件破損、軌枕失效、道床翻漿冒泥出現(xiàn)并迅速發(fā)展。自運(yùn)營(yíng)以來(lái)，曲上股軌面、緩沖區(qū)接頭軌端陸續(xù)出現(xiàn)剝離掉塊。剝離掉塊絕大多數(shù)發(fā)生在半徑為1000米的曲線地段。掉塊程度有的達(dá)到重傷標(biāo)準(zhǔn)，有的雖未達(dá)到更換標(biāo)準(zhǔn)，但連續(xù)出現(xiàn)、形成波浪式的

4、不平順。軌面的剝離掉塊在列車(chē)的碾壓下，形成應(yīng)力源，鋼軌在車(chē)輪的反復(fù)沖擊下，極易造成斷軌。72.2鋼軌核傷（疲勞傷損）鋼軌核傷是目前最主要的傷損之一，鋼軌核傷產(chǎn)生原因是鋼軌內(nèi)部在制造或使用中的缺陷，在機(jī)車(chē)負(fù)載作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，疲勞源不斷擴(kuò)大而成?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，核傷引起斷軌的臨界尺寸很難掌握，發(fā)現(xiàn)必須按重傷處理。2.3曲線上股軌頭磨耗朔黃線自運(yùn)量逐年遞增以來(lái)，曲線上股軌頭磨耗一直是鋼軌傷損的主要類(lèi)型之一。鋼軌磨耗后斷面面積減小，強(qiáng)度和抗彎性能有所減弱，磨耗嚴(yán)重超過(guò)重傷標(biāo)準(zhǔn)后，難以其應(yīng)有的強(qiáng)度和抗彎性能，軌道框架強(qiáng)度降低，難以保證行車(chē)安全。2.4軌面魚(yú)鱗缺陷自2007年以來(lái)，

5、朔黃上行線軌面魚(yú)鱗缺陷數(shù)量增多、速度加快，目前重車(chē)線軌面全部出現(xiàn)5-15mm的魚(yú)鱗缺陷。同時(shí)嚴(yán)重影響著超聲波探傷作業(yè)，給探傷及防斷工作造成了很大的困難。3鋼軌傷損原因分析3.1鋼軌材質(zhì)不良7有關(guān)資料顯示：在直線區(qū)段包鋼鋼軌的重傷率為攀鋼鋼軌的1.6倍。在曲線上更容易出現(xiàn)重傷，在曲線上包鋼鋼軌的重傷率為攀鋼鋼軌的5.9倍。包鋼鋼軌的母材、廠焊和氣壓焊的累計(jì)重傷率均比攀鋼明顯高，分別為4.12、2.09和5.58倍。包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)的鋼軌核傷多屬縱橫裂型。在重載運(yùn)輸條件下，輪軌接觸應(yīng)力分布區(qū)域存有沿鋼軌軋制方向分布的粗大夾雜物或其他冶金缺陷，這是軌頭內(nèi)部形成縱

6、橫裂型核傷的主要原因。3.2牽引重量對(duì)鋼軌側(cè)磨的影響列車(chē)牽引重量增加，在實(shí)施牽引和制動(dòng)時(shí)，車(chē)輛間車(chē)鉤力增大，在曲線軌道上產(chǎn)生橫向力，加快鋼軌的側(cè)面磨耗。3.3曲線地段超高設(shè)置不當(dāng)超高大小對(duì)輪軌之間的導(dǎo)向力及沖角的影響相當(dāng)敏感，所以超高對(duì)鋼軌的側(cè)磨具有很大的影響。由于超高直接引起導(dǎo)向力和沖角的變化，所以也就直接影響鋼軌軌頭側(cè)磨速率的大小。目前朔黃上行線列車(chē)限制速度為85km/h，實(shí)際運(yùn)行速度為75km/h左右，而管內(nèi)所有曲線都是按80km/h計(jì)算設(shè)置超高，沒(méi)有采用規(guī)章要求的一晝夜通過(guò)列車(chē)平均速度計(jì)算，使得曲線存在一定得過(guò)超高。3.4鋼軌沒(méi)有進(jìn)行打磨鋼軌打磨是改善輪軌接觸狀況

7、、減少輪軌作用力、消除鋼軌磨耗和接觸疲勞傷損的有效措施。按規(guī)章要求鋼軌打磨應(yīng)使用打磨列車(chē)或小型磨軌機(jī)對(duì)鋼軌及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性或修理性打磨，而目前公司沒(méi)有配備相應(yīng)機(jī)械，所以從未對(duì)鋼軌進(jìn)行過(guò)預(yù)防性打磨和修理性打磨，加劇了鋼軌傷損的發(fā)展。3.5曲線上沒(méi)有采用輪軌潤(rùn)滑技術(shù)7《鐵路線路修理規(guī)則條文說(shuō)明》里規(guī)定，“為了減緩曲線鋼軌磨耗，應(yīng)加強(qiáng)曲線養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常保持曲線圓順，合理設(shè)置超高和軌底坡，適時(shí)對(duì)直線與曲線、外股與內(nèi)股鋼軌進(jìn)行調(diào)換，特別要根據(jù)鋼軌材質(zhì)、側(cè)磨情況，建立合理涂油制度，以減輕鋼軌磨耗”。目前未對(duì)曲線鋼軌實(shí)施過(guò)涂油，原因是在有魚(yú)鱗裂紋