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1、重載鐵路小半徑曲線鋼軌磨耗初探 (神華準(zhǔn)能大準(zhǔn)鐵路公司工務(wù)機(jī)械段，內(nèi)蒙古薛家灣010300)
摘要：文章通過分析鋼軌傷損原因，提出了整改方法：減緩輪軌的磨耗速度，延長設(shè)備的使用周期，探索小半徑曲線的養(yǎng)護(hù)維修方法。
關(guān)鍵詞：小半徑曲線；鋼軌磨耗；整治鐵路
中圖分類號：U216.42+6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007—6921(XX)20—0112—02
大準(zhǔn)線東起大同東站西至準(zhǔn)格爾旗薛家灣站，是處于西煤東運(yùn)北通道上的一條重要運(yùn)煤專用鐵路。設(shè)計(jì)初軌道結(jié)構(gòu)為次重型，路基丹州營至薛家灣段次重型(比照重載路基
2、壓實(shí))、大同東至丹州營段重載路基。大準(zhǔn)鐵路原年設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力為1500萬t，貨物運(yùn)輸在2002年突破設(shè)計(jì)運(yùn)能后，運(yùn)量平均每年以650萬t的熱血傳奇私服規(guī)模遞增，并于XX年開行C80車輛編組的萬噸列車，為解決日益突出的運(yùn)能與運(yùn)量的矛盾，大準(zhǔn)鐵路于XX年將全線50kg/m鋼軌普通線路更換為60kg/m鋼軌的無縫線路。隨著運(yùn)量逐年增大，小半徑曲線病害日益加劇，鋼軌傷損依然嚴(yán)重，針對大準(zhǔn)鐵路現(xiàn)狀，技術(shù)人員積極分析鋼軌傷損原因，努力探索小半徑曲線的養(yǎng)護(hù)維修方法，改善機(jī)車車輛曲線通過條件，減緩輪軌的磨耗速度，延長設(shè)備的使用周期，逐漸形成了一整
3、套有效的維修方法，在線路維修中廣泛使用，目前效果良好。
1小半徑曲線病害
1.1造成小半徑曲線“鵝頭”
曲線方向不良多發(fā)生在曲線頭尾處，曲線“鵝頭”與反彎主要原因是養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)方法不當(dāng)，如用目視指揮撥道，習(xí)慣于上挑，從而破壞了曲線頭尾的正確位置，使用簡易計(jì)算法撥道，由曲線中間向兩端撥道也有可能產(chǎn)生“鵝頭”，設(shè)置緩和曲線長度、超高及軌距加寬遞減不合理，道床不實(shí)時，也易產(chǎn)生“鵝頭”，列車動力的作用也有較大影響。
1.2鋼軌傷損
1.2.1鋼軌磨損
1.2.1.1黏著磨損。輪軌之間的黏著磨損是造成鋼軌磨損的重要原
4、因。黏著磨損的磨損量與鋼軌承受的荷載成正比，而與鋼軌材質(zhì)的屈服極限成反比。由于輪軌接觸應(yīng)力達(dá)到一定值后引起鋼軌表面金屬的塑性變形，而后由于塑性變形的累積形成表面裂紋，在車輪荷載的循環(huán)作用下使裂紋不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致剝離掉塊。為減少重載鐵路鋼軌的嚴(yán)重磨損，就必須采用屈服極限較高的強(qiáng)韌鋼軌和減小輪軌接觸應(yīng)力。
1.2.1.2磨粒磨損。磨粒磨損也是輪軌磨損的一個重要原因。在列車轉(zhuǎn)向架通過小半曲線時，轉(zhuǎn)向架前軸外輪踏面與曲線外軌頂面接觸，而車輪輪緣則與軌頭側(cè)面接觸，形成輪軌兩點(diǎn)接觸狀態(tài)，使兩點(diǎn)間存在導(dǎo)前值。當(dāng)車輪滾動時，輪緣將磨削軌
5、頭側(cè)面，也造成輪軌之間的磨粒磨損。
1.2.1.3表面疲勞磨損。在反復(fù)應(yīng)力循環(huán)作用下，滾動接觸表面將產(chǎn)生表面疲勞磨損。表面疲勞磨損與接觸時的最大彈性應(yīng)力有關(guān)，列車軸重增加將嚴(yán)重縮短鋼軌失效時間。
1.2.2曲線鋼軌側(cè)磨
1.2.2.1機(jī)車車輛一般是依靠導(dǎo)向輪輪緣導(dǎo)向通過曲線時，由于機(jī)車軸重大，軸距大，通過曲線時輪軌間產(chǎn)生的橫向作用力較大，能引起較大的鋼軌應(yīng)力及鋼軌磨耗。
1.2.2.2輪軌接觸幾何關(guān)系。當(dāng)車輛沿線路運(yùn)行時，輪軌接觸點(diǎn)的位置不斷發(fā)生變化，輪緣與軌頭側(cè)面之間在接觸點(diǎn)處將會產(chǎn)生相對滑動，造成輪緣與軌
6、頭側(cè)面的磨耗，而且輪緣接觸點(diǎn)離踏面接觸點(diǎn)的垂向距離越大，則摩擦越嚴(yán)重。
1.2.2.3軌道幾何參數(shù)對側(cè)磨的影響。曲線軌道幾何參數(shù)包括超高、軌底坡、曲線的圓順度等。幾何參數(shù)的設(shè)置是根據(jù)列車運(yùn)行速度和曲線半徑?jīng)Q定的。如果設(shè)置不當(dāng)，則可造成曲線鋼軌側(cè)磨。適當(dāng)調(diào)整幾何參數(shù)可改變輪軌間的受力，并使輪軌間有良好的接觸點(diǎn)，從而達(dá)到減緩鋼軌側(cè)磨的目的。
超高過大，列車的重量偏載于內(nèi)股鋼軌，會加大內(nèi)股鋼軌垂直磨耗，同時也會增加外股鋼軌的側(cè)磨。因?yàn)閮?nèi)外股鋼軌長度不等，當(dāng)車輪箍導(dǎo)向車輪輪緣靠處股走行時，可以利用輪緣踏面錐形坡度來彌補(bǔ)一部
7、分，但在后軸上，一般內(nèi)股輪緣緊貼內(nèi)股，使內(nèi)外鋼軌行程差值相對較大，只有靠外輪沿縱向滑動或內(nèi)輪向后滑動來調(diào)整，導(dǎo)致外軌的側(cè)向磨耗；如果超高過小，離心力得不到平衡，增大的橫向力導(dǎo)致曲線外股側(cè)磨增加。
在曲線軌道上，只有當(dāng)輪對外輪的滾動半徑大于內(nèi)輪的滾動半徑時，轉(zhuǎn)向架才有良好的曲線通過性能，從而減少車輪對鋼軌的滑動摩擦。曲線上股軌底坡較小時，車輪踏面的滾動半徑增大，內(nèi)外輪滾動半徑差減小，滑動摩擦距離增大，從而加劇曲線外股鋼軌的側(cè)磨。
曲線圓順度的不良直接引起輪軌橫向力及導(dǎo)向力的改變，在圓順度不良曲線范圍內(nèi)的1/4段內(nèi)，其
8、導(dǎo)向力和沖角都較大。從現(xiàn)場觀察可知，在此范圍內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)鋼軌最大側(cè)磨點(diǎn)。曲線圓順度不良對鋼軌軌頭側(cè)磨的影響是曲線正矢差小的地方，鋼軌軌頭側(cè)磨速率的平均值相應(yīng)就小，反之鋼軌軌頭的側(cè)磨速率就增大。
2小半徑曲線病害整治措施
2.1防治曲線“鵝頭”
日常曲線
