利用再用钢轨进行无缝线路设计

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1、利用再用钢轨进行无缝线路设计　　(内蒙古铁道勘察设计院有限公司，内蒙古呼和浩特010050) 　　摘要：文章论述了将再用钢轨应用于无缝线路设计的技术依据，并对再用钢轨的力学和机械性能进行了分析，列举了国外的实践应用，指出将再用钢轨进行无缝线路设计是可行的；为了更好地合理使用钢轨，提出对第一次下道时的通过总重应给予足够的认识。 关键词：再用轨；无缝线路；钢轨分级使用 　　中图分类号：TF09文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)11—0110—02 　　钢轨是重要的运输器材，是线路上部建筑

2、的重要部件，它占整个轨道结构资产的大部分。按铁路“十五”计划和“中长期铁路网规划”，未来15年内我国将建设客运专线1．2万km，完善路网布局及西部开发建设新线1．6万km，既有线增建二线1.3万km，既有线电气化改造1．6万km。预计每年铁路建设需钢轨约40万t，加上既有线路每年大修和维修需钢轨约80万t，我国铁路用钢轨的年需求量将达120万t左右〔2〕。这是一个非常庞大的数字，所以钢轨的合理使用对于节省投资和资源具有重要意义。 1用再用钢轨进行无缝线路设计的技术依据 　　这里所说的再用钢轨并不是指钢

3、轨在达到极限运量之后，撤换下来再次使用；而是在技术经济分析的基础上，形成钢轨的分级使用制度，让重型新轨在繁忙干线上使用一定时间后，撤换下来经工厂综合整修，再铺到次一级线路上使用。这样，在繁忙干线上始终使用着状态较好的重型钢轨：而将经整修的重型钢轨铺到次一级线路上，加强了次一级线路的轨道结构，降低了维修费用，这样就形成了钢轨使用的良性循环。 　　一般说来，钢轨的大修周期是根据钢轨的磨耗和伤损来决定的，我国对50kg/m轨的使用寿命定为450Mt(短轨)和550Mt(长轨)，对60kg／m暂定为800Mt。其实钢

4、轨的使用寿命还更长，例如有的50kg/m轨，通过总重达800Mt还未大修。所以对于那些使用年限为几年的，通过总重为250～300Mt左右的钢轨，其二次使用的潜力还很大，如兰新线更换的长轨条，原更换的长轨条使用年限才6年，通过总重为250Mt·km／km，根据《铁路线路设备大修规则》第1．0．3条规定大修周期为550Mt·km／km，也就是说钢轨还可通过总重达300Mt·km／km，如果在二次使用之前在工厂进行维修检测处理，其使用寿命就更长。 　　740)this.width=740"border=undefin

5、ed> 　　旧轨与低一级新轨的截面模量和惯性矩的比较如表1所示。由表1可知，从强度上来说，经整修后的重型钢轨用到次一级线路上是可行的。 　　国内外研究表明，钢轨在使用过程中，机械性能发生了变化，其主要指标及变化规律如下〔1〕： 1.1残余应力 　　钢轨在轧制过程中，内部产生一定的残余应力，经多年使用后残余应力将衰减，并逐渐趋于稳定，约为－80～160MPa。 1.2疲劳强度 　　钢轨在使用过程中，疲劳强度逐渐下降。如我国对60kg／mU74钢轨的试验表明，当应力循环特性R=Rmin／Rmax

6、=-7，循环从33．25万次增长到200万次以上时，疲劳强度由22t下降到17t：当R=0，循环从84万次增加到200万次时，最大荷载从44t下降为40t。 1.3轨顶的硬度发生变化 　　使用中轨面逐渐变硬，末淬火钢轨新轨硬度约为HB260～270；通过的总重达10～15Mt后，硬度开始增长；当通过150～200Mt后，硬度增至HB360；在达200Mt后，硬度基本稳定；达规定使用时期，轨顶硬度达HB410～420。随着表面硬度增加，在轨头踏面上形成细微裂纹，继而发生可见裂纹，然后造成金属剥离，引起钢轨伤损

7、增加。淬火轨面硬度在整个使用过程中变化不大。 1.4冲击韧性和静强度下降 　　钢轨在使用过程中，其破坏荷载(P)、破坏前的最大弯曲挠度(f)和最大破坏荷载作用下的破坏功(A)均逐渐降低，并在使用过程中产生伤损，再次铺到线路上很快就开始破坏，因此必须经过整修。将撤换下来的钢轨送往工厂整修，经切除伤损部位、焊补、踏面刨削、调直、热处理等工序，旧轨的使用性能得到较大提高。 　　综上所述，大修更换下来的钢轨，只要剔除伤损部位，经过轨头刨削整修，并经严格探伤检查，其弯曲强度和抗疲劳强度均能满足使用要求，因此钢轨的二

8、次使用在技术上是可行的。 　　2国外利用再用钢轨进行无缝线路设计的应用 　　在国外，钢轨的再利用已经研究和实践多年，美国、德国、英国和法国铁路对旧轨的再用都有相应的制度。 　　前苏联钢轨的使用寿命，P75型钢轨通过总重为600Mt，P65型钢轨通过总重为500mt，P50型钢轨通过总重为350Mt，换下的旧轨由工厂整修后再用于次要线路。日本(So=l067mm)5