曲线地段钢轨伤损原因研究和对策

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1、曲线地段钢轨伤损原因研究和对策　　【摘要】本文针对重载条件下曲线地段钢轨主要伤损病害进行分析，阐述了引起钢轨钢轨伤损病害的原因，并针对重载条件下产生钢轨伤损病害原因提出整治措施。【关键词】曲线伤损分析整治随着运量的猛增和大轴重电力机车（万吨列车及两万吨列车）的运行，曲线地段出现了不同程度的伤损，反映出了重载对轨道的巨大影响。轨道，尤其是钢轨产生了严重的伤损，集中表现为半径较小曲线地段（R≤2000m）严重的侧面磨耗、剥离掉块、核伤。这些问题的出现引起了我们普遍的重视，如何解决它们成为朔黄铁路发展重载运输需要解决的重要问题。1曲线地段钢轨侧面磨耗、剥离掉块的特点（1）磨耗掉

2、快较严重地段大都出现在R≤2000m的曲线上股。（2）磨耗大的曲线多为侧面磨耗较严重，且发展速率超过预期。（3）虽然在R=4000m及R=3000m的曲线上也出现了轻微磨耗，但是在开行万吨列车后几乎没有变化，其发展速率远小于R≤2000m的曲线。7（4）受钢轨材质的影响，肃宁以东曲线地段侧面磨耗明显小于肃宁以西地段。（5）缓和曲线地段磨耗小于圆曲线地段。（6）钢轨从上线至下线的全过程中，磨耗也不是等速率发展的，新轨磨耗较快而后以稍缓的速率发展，同样可以看到初期剧烈磨耗和中期稳定磨耗两个阶段。剧烈磨耗阶段中轨头塑性流动较大，而稳定磨耗阶段塑性流动稍小，但塑性流动和轨侧压溃始

3、终伴随磨耗发生，因此两阶段的分界点不十分明显。综合来看，重车线（万吨运行线）曲线钢轨磨耗的机理与其它线路上并无明显差异，只是磨耗速率更大，这说明影响磨耗的各因素的性质并未改变，但某些因素的量值明显加大。2曲线地段钢轨主要伤损危害2.1轨面剥离掉块轨面剥离掉块是轮轨接触疲劳和冲击荷载作用下的伤损，其发展会造成轨顶面严重的不平顺，使钢轨及轨道受力恶化，零部件破损、轨枕失效、道床翻浆冒泥出现并迅速发展。自运营以来，曲上股轨面、缓冲区接头轨端陆续出现剥离掉块。剥离掉块绝大多数发生在半径为1000米的曲线地段。掉块程度有的达到重伤标准，有的虽未达到更换标准，但连续出现、形成波浪式的

4、不平顺。轨面的剥离掉块在列车的碾压下，形成应力源，钢轨在车轮的反复冲击下，极易造成断轨。72.2钢轨核伤（疲劳伤损）钢轨核伤是目前最主要的伤损之一，钢轨核伤产生原因是钢轨内部在制造或使用中的缺陷，在机车负载作用下产生应力集中，疲劳源不断扩大而成。现场经验表明，核伤引起断轨的临界尺寸很难掌握，发现必须按重伤处理。2.3曲线上股轨头磨耗朔黄线自运量逐年递增以来，曲线上股轨头磨耗一直是钢轨伤损的主要类型之一。钢轨磨耗后断面面积减小，强度和抗弯性能有所减弱，磨耗严重超过重伤标准后，难以其应有的强度和抗弯性能，轨道框架强度降低，难以保证行车安全。2.4轨面鱼鳞缺陷自2007年以来，

5、朔黄上行线轨面鱼鳞缺陷数量增多、速度加快，目前重车线轨面全部出现5-15mm的鱼鳞缺陷。同时严重影响着超声波探伤作业，给探伤及防断工作造成了很大的困难。3钢轨伤损原因分析3.1钢轨材质不良7有关资料显示：在直线区段包钢钢轨的重伤率为攀钢钢轨的1.6倍。在曲线上更容易出现重伤，在曲线上包钢钢轨的重伤率为攀钢钢轨的5.9倍。包钢钢轨的母材、厂焊和气压焊的累计重伤率均比攀钢明显高，分别为4.12、2.09和5.58倍。包头钢铁（集团）有限责任公司生产的钢轨核伤多属纵横裂型。在重载运输条件下，轮轨接触应力分布区域存有沿钢轨轧制方向分布的粗大夹杂物或其他冶金缺陷，这是轨头内部形成纵

6、横裂型核伤的主要原因。3.2牵引重量对钢轨侧磨的影响列车牵引重量增加，在实施牵引和制动时，车辆间车钩力增大，在曲线轨道上产生横向力，加快钢轨的侧面磨耗。3.3曲线地段超高设置不当超高大小对轮轨之间的导向力及冲角的影响相当敏感，所以超高对钢轨的侧磨具有很大的影响。由于超高直接引起导向力和冲角的变化，所以也就直接影响钢轨轨头侧磨速率的大小。目前朔黄上行线列车限制速度为85km/h，实际运行速度为75km/h左右，而管内所有曲线都是按80km/h计算设置超高，没有采用规章要求的一昼夜通过列车平均速度计算，使得曲线存在一定得过超高。3.4钢轨没有进行打磨钢轨打磨是改善轮轨接触状况

7、、减少轮轨作用力、消除钢轨磨耗和接触疲劳伤损的有效措施。按规章要求钢轨打磨应使用打磨列车或小型磨轨机对钢轨及时进行预防性或修理性打磨，而目前公司没有配备相应机械，所以从未对钢轨进行过预防性打磨和修理性打磨，加剧了钢轨伤损的发展。3.5曲线上没有采用轮轨润滑技术7《铁路线路修理规则条文说明》里规定，“为了减缓曲线钢轨磨耗，应加强曲线养护，经常保持曲线圆顺，合理设置超高和轨底坡，适时对直线与曲线、外股与内股钢轨进行调换，特别要根据钢轨材质、侧磨情况，建立合理涂油制度，以减轻钢轨磨耗”。目前未对曲线钢轨实施过涂油，原因是在有鱼鳞裂纹