浅谈钢轨打磨技术及配合施工

浅谈钢轨打磨技术与配合施工

卫浩波

钢轨打磨主要分为预防性打磨和修理性打磨。修理性打磨的特点是打磨速度低，反复进行，基本去除钢轨表面伤损或波磨，不能去除深度裂纹，主要是针对状态较差钢轨的打磨方式，目的是消除钢轨顶面严重的波磨及曲线下股钢轨飞边，尽可能恢复钢轨标准断面，延长钢轨使用寿命，打磨遍数一般为5-10遍。预防性打磨则是一次快速打磨，完全去除包含微裂纹的薄层，同时，形成或保持理想的轮廓，主要是针对状态较好钢轨的打磨方式，目的是消除钢轨顶面不平顺，改善轮轨关系，提高轨面平顺性，延长钢轨使用寿命，打磨遍数一般为3-4遍。

一、我国既有线钢轨现状分析

我国铁路轨底坡明显偏小（1：40），新钢轨铺设上道与车轮未磨合时，直线钢轨车轮走形光带在距离轨距侧10～30mm范围内（轨面R80起点至R300约5mm），曲线钢轨上股光带则更趋近轨距角，当钢轨较软、列车轮重较大时，随着车轮的不断滚动碾压钢轨轨面被磨损，光带逐渐变宽至整个轨面，轮轨通过自然磨损而磨合，逐渐形成共形接触，见图1

图1 钢轨磨合后的轨面状态

而当钢轨较硬、轮重较小，又未能及时进行大机打磨时，轮轨接触长期在轨距侧，会导致在该部位形成滚动接触疲劳伤损（RCF），容易在轨距角部们产生裂纹或剥离掉块，见图2～图3所示。

图2 既有线钢轨在轨距角部位产生剥离掉块

图3 既有线钢轨轨面裂纹（PD3）钢轨

综上所述，按照效益最大化原则，应该及时的进行预防性打磨，使钢轨形成适合轮轨接触的轨头形面，去除钢轨表面脱碳层和施工造成的轨面伤损，车轮走行光带居中，提高轨道的平顺性。

二、钢轨打磨方式的对比

秦沈线新轨打磨程序：①号打磨模式：角度排列从45°～33°重叠分配24个砂轮，主要目的是增加切削量打磨车轮与钢轨内侧作用边的接触部位。②号打磨模式：角度排列从44°～22°均匀分配24个砂轮，主要目的是打磨钢轨内侧作用边，并且比对①号打磨模式扩大角度和进行圆顺。③号打磨模式：角度排列从23°～0°均匀分配24个砂轮，

主要目的是连接②号打磨模式扩大打磨面积到0°，可根据实际情况减小或增加打磨功率以达到最佳光带效果。④号打磨模式：角度排列从0°～负22°均匀分配24个砂轮，主要目的是连接③号打磨模式完成整个钢轨打磨，以上4种打磨模式打磨后即完成钢轨基本打磨，打磨时打磨速度（12-14km/h），打磨功率(11-13kw)，根据打磨地点钢轨实际情况增减，使其达到最佳打磨效果。⑤号打磨模式：不设固定打磨模式。根据钢轨本身硬度等不同的特殊性，针对钢轨打磨4遍后出现的不圆顺等情况进行第5遍完善性打磨，具体模式根据实际情况有针对性的选择打磨模式，特殊情况可现场临时编排打磨模式进行打磨。由此可见，秦沈线钢轨打磨，在轨距角R13部位打得较多。

高速铁路钢轨的打磨程序：高速铁路钢轨的打磨不同于重载铁路，也不同于既有繁忙干线，其作用不同，周期和打磨方式也不同。对我国高速铁路而言，通过预打磨形成轮轨匹配的合理的钢轨形面后，可以采用轨头全廓面打磨，提高平顺性，减少噪音，其打磨周期可以按通过总重3000-6000万吨1次。每次4-6遍。严格要求表面日本高速铁路钢轨的打磨：通过预打磨改善行车条件，延长钢轨使用寿命；减少噪音；周期一般不更换钢轨后1年内必须打磨；住宅密集区1年或3000万吨打磨一次，其次按居民相对密度分为3000万吨-6000万吨打磨1次；每次打磨4-6遍；

德国高速铁路钢轨打磨，每4年1次；

法国高速铁路钢轨打磨，根据轨面伤损情况决定；

三、我段配合打磨施工的安排

我段在近几年的打磨施工中，根据现场实际情况，积极与打磨队

沟通，对不同区段制订不同的打磨方案，本着立足实际、质量第一、兼顾效率的原则，取得较好的效果。

首先，钢轨打磨施工开始前一周，由技术科组织各车间对打磨地段钢轨波磨深度、肥边厚度等情况进行检查测量，在每股钢轨每公里设置不少于10个测量点，测量点要均匀分布，并做好标记，测量数据及时提供给打磨队，打磨队根据所提供资料，协商后确定打磨方式及打磨遍数。各线路车间在施工前要及时整治低接头、钢轨错牙等钢轨病害，对焊接接头轨面平直度进行检查，当焊接接头平直度超过＋0.5mm/m时，应采用小型打磨设备对焊接接头进行局部打磨。

打磨施工前应清除道床和轨道边易燃物品，避免打磨施工时引起火灾。打磨车作业区段根据现场实际情况配置足够灭火人员，发生险情立即采取有效措施，防止火情蔓延，如果打磨地段存在较大隐患，应提前做好防火措施和灭火准备。双线地段打磨车作业时邻线作业人员要停止作业，注意保护眼睛和人身安全。打磨施工中，每打磨一遍都要加强对打磨效果的现场检查与反馈，及时通过驻队人员与打磨队沟通每一遍的打磨效果，以便及时改变打磨模式，为有效消灭钢轨病害提供技术支持。

针对铺设时间短、状态较好的钢轨，如下图所示

图4 直线区段轮轨接触光带

为了形成预打磨廓面以及保证打磨后轨面的粗糙度，对48磨头的打磨车，通常需要3遍左右，具体打模方式为：第一遍重点内侧轨距角（40°-10°），第二遍内外侧，第三遍轨顶面，

图5 打磨后车轮走行光带居中，宽度25～40mm 针对状态较差、肥边严重的钢轨，如下图所示

图6 陇海线下行593+950(打磨前)

为了消除钢轨顶面严重的波磨及内侧钢轨肥边，尽可能恢复钢轨标准断面，通常需要4-6遍左右，具体打磨方式为：第一遍33号打磨模式：角度排列从45°重叠分配24个砂轮，主要目的是增加切削量，打磨钢轨内侧作用边肥边。第二遍2号打磨模式：角度排列从44°～22°均匀分配24个砂轮，主要目的是打磨钢轨内侧作用边，并且比对33号打磨模式扩大角度和进行圆顺，在钢轨顶面形成25-30mm宽的

光带，可根据实际情况增加该模式的打磨数量，第三遍15号打磨模式：角度排列从23°～0°均匀分配24个砂轮，主要目的是连接2号打磨模式扩大打磨面积到0°，可根据实际情况减小或增加打磨功率以达到最佳光带效果。第四遍打磨模式：不设固定打磨模式。根据钢轨本身病害及硬度等不同的特殊性，针对钢轨打磨后出现的不圆顺等情况进行完善性打磨，打磨时打磨速度（15-20km/h），打磨功率(13-15kw)，根据打磨地点钢轨实际情况增减，使其达到最佳打磨效果。具体模式根据实际情况有针对性的选择打磨模式，特殊情况可现场临时编排打磨模式进行打磨。

图7 陇海线下行593+950(第1遍后)

图8 打磨后车轮走行光带居中，宽度25～40mm

四、打磨的检验和验收