高速铁路钢轨波形磨耗
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗是指钢轨表面出现波浪状变形,常见于中长期使用的铁路线路上。
这种磨耗会使铁路运输产生额外的噪音和不平稳的运行,严重时还会影响列车的安全运行。
对钢轨波浪形磨耗进行原因分析并采取相应的对策,是铁路维护和管理的重要任务之一。
1.工程设计不合理:铁路工程设计时,一些因素的考虑不充分,比如线路设计的曲线半径过小、纵向坡度过大等,会导致列车在运行过程中产生额外压力和震动,从而导致钢轨波浪形磨耗的发生。
2.列车过重:铁路列车的负载量过大,超过了钢轨的承载能力,导致钢轨发生弯曲变形,进而形成波浪形磨耗。
3.运行速度过快:列车在高速运行过程中,会产生强烈的振动和冲击力,加剧了钢轨的磨损和变形程度。
4.轨道维护不及时:如果铁路维护不到位,例如未及时清理铁路上的杂草、砂石等杂物,或者对已经出现的钢轨波浪形磨耗没有进行及时的维修和处理,都会加速钢轨波浪形磨耗的发生。
5.材质和质量问题:钢轨本身的材料和质量也是导致波浪形磨耗的重要原因之一。
如果使用的钢轨材料质量不合格、硬度不足或者存在表面缺陷等问题,都会加速钢轨的磨损和变形。
5.优化材质和质量:加强对钢轨材料的质量检验,确保使用的钢轨材料质量符合标准要求,同时选用合适的材质和硬度,以提高钢轨的抗磨耗能力和承载能力。
钢轨波浪形磨耗的原因较为复杂,涉及工程设计、列车负载、运行速度、维护管理以及材质和质量等多个方面。
对钢轨波浪形磨耗的对策也需要从各个方面综合施策,通过优化设计、控制负载、控制运行速度、加强维护和管理以及优化材质和质量等措施,减少钢轨波浪形磨耗的发生,提高铁路运输的安全性和效能。
高速铁路钢轨波形磨耗
波磨的危害
1、增加工务维修费用 车轮通过波磨地段时, 由于钢轨表面的不平顺, 引起 轮轨作用力急剧增大, 使机车车辆和轨道产生剧烈振 动, 促使轨道和机车车辆相关部件伤损的产生和发展, 从而增加维修费用; 由于列车通过波磨地段时引起轨道剧烈振动, 致使道 碴粉化速率加快,道床翻浆冒泥, 轨道扣件松动, 螺纹 道钉、轨距杆大量折断, 轨枕空吊, 胶垫损坏等, 从 而极大地增加了工务维修费用。
(五)在地面铁路与地下铁道最常见的波形磨 耗是暗、亮相间的称为R utting(车辙) 的波形 磨耗, 其波长多为50 ~450 m m 之间。 (六)在轴重小于20 t,行车速度较高的线路 上,在直线与大半径曲线地段将产生25~80 m m 波长的钢轨波形磨耗,它将给高速列车的运行舒 适性带来极大的威胁。
目前看来,钢轨波形磨耗的产生可能不是一种
因素所致,而是多种因素综合作用的结果。可以 认为,由各种原因形成的钢轨表面凹凸不平顺,使 列车运行时轮轨接触点承受不同的动力荷载,进 而在钢轨表面产生间隔的塑性变形、磨损及其他 损伤,使钢轨初期的凹凸不平顺进一步发展,形成 钢轨的波形磨耗。
从现场调查结果看,通常在下列一些线路容 易产生钢轨波形磨耗: (一)车辆轴重大于15 t 并以相近的低速行 驶的线路区间,钢轨的波形磨耗是从钢轨接头或 钢轨焊缝开始发展形成的,多发生在曲线外轨,波 长为200~300 m m 。 (二)在钢轨重量小于50 kg/ m 的线路上,从 钢轨接头或焊接接头开始形成500~1 500 m m 波长的波形磨耗。有的文献认为这种波形磨耗是 因为钢轨出厂时就存在的波状不平顺造成的。
(三)在地下铁道线路上,若在轨下或枕下增 加了弹性垫层,会在半径小于400 m 的曲线内轨 产生波形磨耗,波长多为50 m m 左右。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策发布时间:2021-01-15T14:31:50.107Z 来源:《基层建设》2020年第25期作者:黄永强[导读] 摘要:随着中国铁路高速重载的快速发展,对钢轨的质量要求也越来越高。
中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头工务段内蒙古包头 014040摘要:随着中国铁路高速重载的快速发展,对钢轨的质量要求也越来越高。
对目前钢轨使用过程中凸显出来的钢轨波浪形磨耗问题进行了分类介绍及产生原因的初步分析,并对在线使用后产生的磨耗进行了取样解剖分析,根据具体分析结果提出了相应的质量改进措施。
关键词:钢轨波浪形;磨耗原因;对策一、波浪形磨耗形成的原因当车辆通过曲线半径较小的线路时,由于轮对冲角的改变,轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限,轮轨间发生纵向滑动,滑动处形成波谷;滑动后释放了积累的能量,使轮轨又处于黏着状态,钢轨表面出现波浪形波磨。
磨损性波磨是由于轮对在通过曲线时,轮对扭曲共振导致交替的纵向力,从而在车轮与钢轨间发生纵向滑动而产生波磨。
这不仅与车轮的重力角刚度特性有关,而且与曲线曲率及轮轨黏着状态有直接关系,主要是轮轨之间的粘滑振动导致内轨顶面的波磨。
当车辆通过曲线半径较小的线路时,由于轮对冲角的改变,轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限,轮轨间发生纵向滑动,滑动处形成波谷;滑动后释放了积累的能量,使轮轨又处于黏着状态,钢轨表面出现波浪形波磨。
道床不洁,污染严重,轨枕下道碴含土或石粉严重(轨枕下60mm处就已经出现),有严重的板结现象。
使线路的横向及纵向阻力加大,但道床的弹性减小,反弹力增大,容易产生波磨。
钢轨下大胶垫损坏严重,较大的损坏率为86%,较小的损坏率也达到了10%,使线路的弹性下降,容易产生波磨。
钢轨的材质与运量不匹配,准东铁路重车线大部分是U71Mn的包钢生产的钢轨,这类钢轨含碳量低,强度和韧性较小,对重载大运量线路不适合,难以承受,导致波磨的产生。
二、波浪形磨耗的危害根据钢轨的伤损标准,在桥梁上或隧道内的轻伤钢轨,应及时更换或处理。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策钢轨的波浪形磨耗是指钢轨表面出现一定幅度的波浪状磨损,使得轨道的平稳度下降,对列车运行安全带来隐患。
钢轨波浪形磨耗的原因有以下几个方面:1. 过分紧固螺栓:过分紧固螺栓会导致轨道固定不稳固,使得车轮与轨道接触面产生大的摩擦力,从而加剧钢轨的磨耗。
2. 弯曲压力过大:在铁路弯道处,列车的运行会产生向外的弯曲压力,如果弯道半径过小或者列车速度过快,会导致钢轨的磨耗增加。
3. 温度变化:钢轨在温度变化时会发生热胀冷缩,如果温度变化过大,会导致钢轨的波浪形磨耗。
4. 粒子污染:钢轨表面的粒子污染会增加车轮与轨道的摩擦力,加剧钢轨的磨损。
针对钢轨波浪形磨耗问题,可以采取以下对策:1. 加强钢轨的维护保养,定期对钢轨进行检查和维修,保障钢轨的平整度和固定度。
2. 合理调整螺栓紧固力,避免过分紧固造成钢轨的磨耗。
在紧固螺栓时,需要根据具体情况进行合理调整,保证螺栓的紧固力适中。
3. 加强对铁路弯道的设计和改造,合理选择弯道半径和提高线路速度限制,减少钢轨的磨耗。
4. 提高钢轨的耐磨性能,采用抗磨材料或者涂层技术,增加钢轨的耐磨性。
5. 加强钢轨的清洁工作,定期清理钢轨表面的粒子污染物,减少摩擦力,降低钢轨的磨损。
6. 配备合适的列车调度和运行管理系统,合理安排列车的运行速度和间隔,减少弯道运行带来的钢轨磨损。
钢轨波浪形磨耗问题是由多种原因导致的,需要采取一系列的对策来解决。
通过加强钢轨的维护保养、合理调整螺栓紧固力、改善铁路弯道设计、提高钢轨耐磨性能、清洁钢轨表面和合理安排列车运行等措施,可以有效降低钢轨的波浪形磨耗问题,提升铁路运行的平稳度和安全性。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策钢轨是铁路运输中的重要组成部分,起到支撑和引导车轮的作用。
长期以来,由于列车的高速运行和巨大的荷载作用,钢轨容易出现波浪形磨耗问题,这不仅会对铁路运输安全造成威胁,也会使铁路设备的维护成本增加。
分析钢轨波浪形磨耗的原因,并提出相应的对策,对于铁路运输的安全稳定具有重要意义。
钢轨波浪形磨耗的原因可以分为内部原因和外部原因两个方面。
内部原因主要包括钢轨本身的质量问题和设计问题。
钢轨的材质如果不合适,即硬度过低或过高,容易引发波浪形磨耗问题。
钢轨的冷却和淬火工艺如果不恰当,也会导致钢轨的质量不稳定,进而影响其耐磨性能。
对于新铺设的钢轨来说,如果设计不合理,比如弯道半径太小、坡度过陡等,也容易引发波浪形磨耗问题。
外部原因主要包括列车运行的振动和荷载的影响。
列车在高速运行过程中,会产生较大的振动,从而使钢轨产生相应的变形和形变,进而引发波浪形磨耗。
由于车轮与钢轨之间的接触负载较大,会导致钢轨表面的磨损加剧,进而加速波浪形磨耗的生成。
气温、湿度等气候因素也会对钢轨的波浪形磨耗产生一定的影响。
针对以上的原因,可以采取一些对策来减少钢轨的波浪形磨耗。
对于钢轨本身来说,可以通过提高材质的硬度和耐磨性能,选择合适的工艺进行冷却和淬火,以及合理设计铺设的位置和坡度等,来改善钢轨的质量和性能。
在列车运行方面,可以通过减小车轮与钢轨之间的接触载荷,降低列车的运行速度和振动,来减少对钢轨的磨损。
在气候因素方面,可以通过加强钢轨的防腐蚀处理,以及提高钢轨的抗气候变化能力,来延长钢轨的使用寿命。
浅析钢轨波形磨耗成因及防治
浅析钢轨波形磨耗成因及防治发表时间:2018-12-28T13:40:07.187Z 来源:《防护工程》2018年第24期作者:鲁笑琳[导读] 钢轨是铁路的重要组成部分,其质量将影响铁路工程的应用,不仅对铁路的寿命有直接影响,而且对铁路列车的安全产生影响。
本文就钢轨磨耗成因及预防措施进行了研究。
鲁笑琳中国铁路昆明局集团有限公司昆明南工务段云南昆明 650200摘要:钢轨是铁路的重要组成部分,其质量将影响铁路工程的应用,不仅对铁路的寿命有直接影响,而且对铁路列车的安全产生影响。
本文就钢轨磨耗成因及预防措施进行了研究。
关键词:钢轨波形磨耗;成因;影响因素;防治前言钢轨波形磨耗是线路上常见的钢轨病害之一。
钢轨波形磨耗会引起很高的轮轨相互作用力,加速机车车辆和轨道各组成部分的损坏,以至影响列车安全。
随着我国高速铁路的长期运营,钢轨波磨问题越来越受到重视。
1波磨的成因钢轨波形磨耗是指钢轨顶面纵向规律性的起伏不平的磨耗现象。
钢轨波形磨耗会增大轮轨振动和噪声,加大钢轨和轮对的荷载,能引起很大的轮轨附加动力,额外消耗牵引能源,加速轨面伤损和道床永久变形,增加维修养护费用,大大减小其使用寿命,甚至会影响行车安全。
钢轨波磨按波长分为波纹形和波浪形两种。
波纹形磨耗的波长为30-60mm,波幅为0.1-0.4mm,这种轨顶周期性不平顺,多发生在高速行车地段。
波浪形磨耗的波长为60-3000mm,波幅为2mm以下,主要发生在低速重载铁路上。
钢轨的波形磨耗主要发生在道岔区段钢轨、曲线地段钢轨、线路下沉地段的钢轨、难于经常维持道床捣固密实的钢轨、道床板结弹性差的钢轨以及轨道结构受约束较多较复杂的钢轨。
1.1曲线区段波形磨耗产生原因波形磨耗多出现在曲线地段,同时曲线半径越小,出现和发展的速率越快。
在曲线处轨道结构受到的作用力相对于直线路段是存在加成的,轮轨之间作用加大,波磨情况必然加剧。
轮对在曲线地段的振动表现为粘滑振动,在半径较小的曲线地段,轮轨间蠕滑力接近饱和,轮轨间磨耗功发生剧烈波动,造成钢轨的不均匀磨损或压溃。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策钢轨波浪形磨耗是指铁路钢轨表面出现波浪状的磨耗现象。
这种磨耗不仅影响了铁路运输安全,还会增加维护成本,降低行车安全。
研究钢轨波浪形磨耗原因,找出对策,对于铁路运输的安全和稳定发展至关重要。
一、钢轨波浪形磨耗的原因1. 铁路线路曲线设计铁路线路曲线设计不合理,如曲线半径太小、转角变化突然等,会导致车辆在行驶过程中发生横向侧向力,使车轮与轨道之间的压力分布不均匀,进而导致钢轨波浪形磨耗。
2. 车轮和钢轨的不平整度车轮的不平整度是指车轮在运行过程中轮轮胎偏心度、轮轮径差、圆度差等造成的不平整现象。
当车轮的不平整度较大时,会加重车轮与钢轨的磨损,产生波浪形磨耗。
3. 过重车辆和超速行驶过重车辆和超速行驶会增加车辆对钢轨的压力,加速钢轨的磨损,尤其在曲线处更易产生波浪形磨耗。
4. 磨损配合不当钢轨与车轮之间的磨耗是一个复杂的动力系统。
如果钢轨表面磨损太大或太小,都会导致车轮与钢轨的磨损不均匀,增加钢轨的波浪磨耗。
5. 动车组列车的低频振动动车组列车在运行过程中,由于低频振动、速度变化、车厢间软连接件以及地面不平等因素,易导致钢轨波浪形磨耗。
6. 钢轨材质和制造工艺钢轨材质的不合理选择和制造工艺的不当会影响钢轨的强度和硬度,加速钢轨的磨损,进而产生波浪磨耗。
7. 环境因素环境因素如气候、温度、潮湿度等,也会影响钢轨的磨损情况,加速钢轨的波浪形磨耗。
定期对车辆进行检修和保养,保证车轮的正常运转,减少车轮的不平整度对钢轨的磨损。
通过严格的货物及车辆重量控制和监测,限制过重车辆的运行,并对车辆进行超速的监测和限制,减少车辆对钢轨的压力,减少钢轨波浪形磨耗。
通过科学的钢轨修整和车轮修磨工艺,保持钢轨与车轮的合理磨损配合,减少钢轨的波浪形磨耗。
通过科学的车辆动力学和动力学分析,减少动车组列车的低频振动,以减少钢轨波浪形磨耗。
7. 做好环境保护和维护加强对铁路环境的维护和保护,减少雨雪、大气环境、水土等因素对钢轨的影响,减少波浪形磨耗。
钢轨波型磨耗概述
钢轨波型磨耗概述1.钢轨波形磨耗的产生机理钢轨波浪型磨耗(简为波磨)一般有三类:磨损性波磨、塑流性波磨和混合性波磨。
轨头有明显的波浪型磨损痕迹,钢轨上呈显可见的波谷与波峰,但无明显磨损凹陷,属于磨损性波磨,也是最常见的一种波浪型磨耗。
地铁中产生的主要就是这种磨损性波磨。
根据对波长特征的调查分析,认为磨损性波磨是由于轮对在通过曲线时,轮对扭曲共振导致交替的纵向力,从而在轮对与钢轨间发生纵向滑动而产生波磨。
这不仅与轮对的重力角刚度特性有关,而且与曲线曲率及轮轨黏着状态有直接关系,主要是轮轨之间的粘滑振动导致内轨顶面的波磨。
当车辆通过曲线半径较小的线路时,由于轮对冲角的改变,轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限,轮轨间发生纵向滑动,滑动处形成波谷;滑动后释放了积累的能量,使轮轨又处于黏着状态,轮轨磨损减轻,该处形成波峰。
这种粘滑振动不断重复,形成了钢轨表面的波磨。
2.粘滑振动与钢轨波形磨耗的关系若所有的车辆具有极好的一致性,且运行速度一致,则容易在所经过的曲线上,特别是在圆曲线上形成有规律的振动,这种振动往往使右侧轮子与内轨间发生大的滑动,当轮轨接触面的切向力足以破坏轨道顶面的金属材料时,或使其发生低周疲劳,则波磨就会产生。
因此,在一定外界条件共同作用下的粘滑振动是地铁曲线波形磨耗发生的重要原因。
任一个外界条件的消失,都能够使波磨消失。
3.波磨容易出现的位置大量计算分析表明,该粘滑振动的发生规律与现场出现的波磨发生规律相吻合,即这种振动容易出现在曲线内轨的圆曲线上,容易出现在曲线半径较小的区段,容易出现在轮轨粘着条件较好的地下洞内的轨道上,容易出现在轨道刚度较大的整体道床上。
4.钢轨波型磨耗的影响因素(影响粘滑振动的因素)(1)影响粘滑振动的首要因素是蠕滑率和蠕滑力之间的负梯度特性,对粘滑振动形成与否有着决定性作用。
(2)蠕滑力饱和后负斜率不同,可能产生轮对的粘滑振动的频率也不同。
蠕滑力饱和后如无下降,无论其他条件如何,均不会发生粘滑振动。
钢轨波形磨耗的影响因素及减缓措施
钢轨波形磨耗的影响因素及减缓措施摘要:本文对波形磨耗的原因进行了解和归纳。
对波磨成因理论的正确性和减缓波磨措施的有效性进行了有力的证明。
关键词:钢轨;波形磨耗;影响因素;减缓措施对钢轨波形磨耗的成因进行了深刻探讨。
钢轨波磨就是在具有某些条件下轮对粘滑振动造成的钢轨不均匀磨损,由于长时间反复摩擦造成的。
轮轨系统的动力在不停的改变,可以让轮对粘滑振动表现出各种形态,和多种波磨相对应。
一般的情况下来说,大多数波磨形成的过程中,决定着波磨的发展。
另外有其他原因,虽然只是影响波磨发展速率,但它不是决定波磨是否存在的原因。
控制这些因素也可以有效的减缓波磨。
1线路条件对波磨的影响1.1曲线半径研究表明,如果线路曲线的半径越小,轮轨就越容易出现滑动,导致轮对粘滑振动以及波磨轻松就形成。
把曲线半径变大,即便波磨出现,它的发展速度也非常慢。
只有曲线半径大到一定程度,并伴有各种不利条件,才有可能出现轮对粘滑的振动。
如果曲线有更大的半径,即便有所有的不利条件加在一起,也不会发生轮对粘滑振动和波磨,我们把这样的半径称之为波磨形成临界半径。
通过对波磨进行现场实验,得出有一定证明力的结论,也同时说明泼磨临界半径的存在。
但是波磨临界半径的形成是非常困难的。
主要是存在各种不利条件,比如轮轨接触特性、轨道刚度和阻尼、轨道不平顺等一系列问题。
1.2轨道阻尼粘滑振动就是低轨道阻尼下轮的振动,转向架上前后两车轮振动效应叠加,给轮对粘滑振动的压力加大,波磨就非常容易产生。
如果在正常阻尼下,轮对就不容易发生粘滑振动,就容易减少磨耗功,波磨就很难形成。
由此可得,轨道阻尼对波磨的形成有着很大的影响。
据统计,低轨道阻尼下波磨的形成速度要快一倍以上。
1.3外轨超高通常情况下,外轨超高或欠超高对波磨都是不利的。
例如,外轨超高会致使粘滑振动强度受干扰,若是外轨欠超高则会导致粘滑振动强地大大减少。
在这种情况下,若是外轨超高,那么外侧的粘滑振动指数强度会不断提升。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策随着铁路运输的不断发展,钢轨已经成为固定轨道上的主要承载元素。
然而,在负载强度高、曲线处、路网繁忙等情况下,钢轨常会出现波浪形磨耗,严重影响铁路的正常运营和安全。
因此,对钢轨波浪形磨耗原因进行分析并制定适当的对策至关重要。
钢轨波浪形磨耗的原因主要有以下几点:1.材料因素:钢轨的质量和材质是影响波浪形磨耗的主要因素,高强度材料那耐磨性好、抗腐蚀性强。
在制造过程中,如果应力松弛时间不足,钢轨的硬度和强度可能不平衡,进而导致磨耗。
2.运营因素:铁路车辆的质量、速度和轮径对钢轨的磨损有很大的影响,特别是高速运营和曲线处的负载,更容易制造磨损。
3.维护不当:如果对铁路进行不当维护会导致轨道的换向、落砂、车间排水等问题,加速钢轨的磨损。
为了解决钢轨波浪形磨耗,在实际中应采取以下几种措施:1.强化材料的质量管理,确保材质符合铁路的强度和耐磨性要求,同时,在制造钢轨时应注意质量控制。
2.加强铁路设备的维护,对于铁路的检修、修复,必须按照标准操作规程,确保铁路的维护质量。
3.科学合理规划铁路线路和运营方案,在铁路线路规划和车辆配合上避免过大压力和大曲率。
4.改进钢轨设计,采用适当的轮径、轮底部半径、曲率半径等对钢轨进行改进优化,以减少钢轨磨损和延长寿命。
5.加强运营管理,设置了排水系统,并设有合适的撞击缓冲带,用于车辆经过钢轨轨道磨损时形成弹性减震,减少对钢轨的磨耗。
综上所述,钢轨波浪形磨耗是铁路经营过程中常见的问题,其原因主要是材质、运营和维护等方面,要解决这个问题,必须从根本上改进材料质量、调整线路规划、改进轮径、加强维护、科学运营管理等方面入手。
通过各种途径加强钢轨波浪形磨耗的管理和控制,才能确保铁路运输的安全和畅通。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗是指钢轨表面形成周期性的波浪状磨损现象,严重影响列车行车安全和运输效率。
本文将分析钢轨波浪形磨耗的原因,并提出相应的对策。
钢轨波浪形磨耗的原因主要有以下几点:
1. 车辆荷载:列车在行驶过程中,会产生较大的荷载,使钢轨不断受力变形,从而引起波浪形磨耗。
特别是在曲线区段,由于轨道内外侧的切向受力不均衡,容易造成轨道波浪磨耗现象。
2. 制动力磨耗:列车制动时,制动摩擦力会使钢轨表面产生较大的摩擦力,导致波浪形磨耗。
特别是在陡坡和弯道区段,受力更加复杂,制动力磨耗更为明显。
3. 线路设计:线路在设计时,曲线半径、坡度和超高等参数设置不合理,会导致列车在行驶过程中产生较大的横向力和纵向力,增加了钢轨波浪形磨耗的风险。
对于钢轨波浪形磨耗问题,可以采取以下对策:
1. 加强巡视检查:加大对钢轨的巡视频率,及时发现和处理波浪形磨耗问题,防止事故发生。
通过定期测量钢轨几何参数,及时调整线路,减少波浪形磨耗的发生。
2. 提高材料质量:选用高强度、耐磨损的材料制造钢轨,提高其使用寿命,减少波浪形磨耗的发生。
3. 控制运输荷载:合理控制列车的荷载,减少轮轨接触力和钢轨的受力变形,降低波浪形磨耗的风险。
4. 加强线路维护:加大对线路维护的力度,及时清理铁屑、砂石等杂物,保持钢轨表面的光滑度,减少钢轨波浪形磨耗的发生。
钢轨波浪形磨耗是列车运行中的一个常见问题,对于保证列车行车安全和提高运输效率具有重要意义。
通过采取合理的设计措施和维护方法,可以有效预防和减少钢轨波浪形磨耗的发生,提高线路的安全性和运输效率。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗是指钢轨表面出现一系列连续、周期性的起伏波纹,这种磨耗现象会导致铁路运输过程中的出现震动和噪音,严重影响列车运行的安全和舒适性。
钢轨波浪形磨耗的主要原因包括以下几个方面:
1. 轨道质量不佳:钢轨安装不平,固定不牢,轨道底座不稳定等因素都会导致轨道变形,增加轨道的波动和磨耗。
2. 车辆过重:如果列车的载重过大,超过了轨道的承载能力,就会引发钢轨的弯曲变形和波浪形磨耗。
3. 过弯速度过高:当列车在弯道上以过高的速度通过时,会产生向内的离心力,使钢轨受到较大的侧向应力,导致轨道变形和波浪形磨耗。
4. 车轮与轨道接触面失效:车轮磨损不均匀、磨损过大或者车轮与轨道之间的横向力不平衡等因素都会导致钢轨的波浪形磨耗。
为了解决钢轨波浪形磨耗问题,可以采取以下对策:
1. 改善轨道质量:加强轨道的安装和维护,确保轨道的安装平整,固定可靠,提高轨道的稳定性和平整度。
3. 控制过弯速度:对于弯道区域,设置合理的限速措施,确保列车在弯道上的速度不超过规定的限速值,减少离心力对钢轨的影响。
4. 加强车轮和轨道的维护:定期检查和保养车轮和轨道,确保其状况良好,避免车轮磨损不均匀和车轮与轨道接触面失效。
5. 引入新技术:引入先进的涂层技术或者表面处理技术,改善钢轨表面的润滑性,减少钢轨表面的摩擦和磨损。
钢轨波浪形磨耗是由多种因素综合作用所致,对钢轨波浪形磨耗的解决需要从轨道质量、车辆载重、过弯速度、车轮和轨道维护等方面综合考虑,通过改进和控制这些因素,可以有效地减少钢轨的波浪形磨耗问题。
随着科技的进步,引入新技术也有助于解决钢轨波浪形磨耗问题,提高铁路运输的安全性和舒适性。
高铁钢轨磨耗、探伤与维修护养
高铁钢轨磨耗、探伤与维修护养高铁钢轨磨耗、探伤与维修护养一、城市轨道的钢轨磨耗钢轨磨耗主要是指钢轨的侧面磨耗和波浪形磨耗。
至于垂直磨耗一半情况下是正常的,随着轴重和通过总重的增加而增大。
轨道几何形位设置不当,会使垂直磨耗速率加快,这是要防止的,可通过调整轨道几何尺寸解决。
钢轨的波浪形磨耗(简为钢轨波磨)是钢轨伤损的一种表现形式。
目前在中国内地已开通运营城市轨道交通的城市,如上海、广州以及南京等,均已不同程度地出现了钢轨波磨的现象[1-3]。
波磨的产生加剧了轮轨动力作用,加速了车辆转向架及轨道部件的损坏,增加了工务部门的养护维修费用;由波磨引起的列车高频振动降低了乘车的舒适度,严重时甚至可能危及列车安全;另外,列车通过波磨钢轨时所发出的啸叫声也成为轨道交通噪声的主要来源之一。
要从根本上消除波磨对行车和轨道养护造成的不利影响,采取有效的预防和治理措施,必须弄清楚波磨产生的原因和发展的规律,对影响波磨的因素进行份测和追踪,以掌握波磨的特征。
本文正是基于上述的考虑而进行的。
1、国外城市轨道交通钢轨波磨特征综述钢轨波磨作为城市轨道交通钢轨伤损的主要形式之一,早已引起了发达国家轨道交通工务部门的重视。
美国、加拿大、法国、意大利和日本等国先后对所在地区的轨道交通线路上的波磨进行了大范围的观测与统计,总结出了轨道交通钢轨波磨的一些特征。
Tassilly等[4]在20世纪80年代末期对巴黎都市轨道交通管理局(RATP)运营的巴黎地铁和法国快速轨道网络线路上的钢轨波磨进行了观测,结果发现:波磨主要出现在曲线上且种类各异,波长一般在50~300 mm 之间;波磨或出现在曲线下股钢轨(混凝土整体道床波磨波长较短),或出现在上股钢轨(有砟轨道上波长较长),或上下股均有波磨产生。
Donald R.Ahlbeck等人[5]对1969年至1989年间的47篇有关钢轨波磨的科技报告及研究文献进行了综述,总结了波磨出现的轨道类型、运营速度、曲线半径,以及波磨波长、波深等特征。
钢轨允许磨耗限度
中华人民共和国铁道部部标准TB 2097-89钢轨允许磨耗限度1 主题内容与适用范围本标准规定了钢轨的垂直磨耗、侧面磨耗及波形磨耗的允许限度。
本标准适用于38、43、50及60kg/m国产与非国产钢轨。
2 总则2.1 钢轨磨耗超限是钢轨伤损的一种类型。
钢轨磨耗量由总磨耗、垂直磨耗与侧面磨耗表征。
总磨耗表示由于磨耗而使钢轨头部断面积减少的程度。
总磨耗=垂直磨耗+侧面磨耗。
2.2 本标准是划分因磨耗而造成的钢轨轻、重伤的依据。
磨耗达到重伤限度的钢轨应立即更换,不得再使用于本等级线路上;磨耗轻伤钢轨应注意观察其磨耗的发展趋势及其他类型伤损的相伴发生。
钢轨产生波形磨耗时应及时打磨,波形磨耗钢轨达到允许限值时应立即更换。
2.3 根据下列原则制定钢轨允许磨耗限度;2.3.1 钢轨磨耗达到允许限度时尚能保证钢轨具有足够的强度与抗弯性能。
2.3.2 钢轨达到允许磨耗限度时机车车辆轮缘在最不利情况下不致接触到接头夹板。
2.3.3 波磨钢轨的波谷深度达到允许限度时不致引起轨道部件的损伤及养护工作量的急剧增加。
3 钢轨允许磨耗限度3.1 各类钢轨磨耗量达到表1所列数值之一者即为轻伤钢轨。
中华人民共和国铁道部1989-09-01批准 1990-05-01实施3.2各类钢轨磨耗量达到表2所列数值之一者即为重伤钢轨。
3.3 波形磨耗分为波纹磨耗与波浪磨耗两种。
根据波形磨耗的类型,波谷深度的允许限度值见表3。
注:波纹磨耗波长为30~80mm,波长大于80mm时为波浪磨耗。
4 钢轨磨耗的测量4.1 钢轨磨耗量测以标准断面为基准。
4.2 垂直磨耗在钢轨垂直中心线处量测。
侧面磨耗在钢轨轨顶下14mm处量测,见图1。
波形磨耗量测波谷深度。
图 1附录A用三次样条插值方法计算磨耗钢轨断面几何参数(补充件)A1 确定磨耗钢轨的几何参数时,先将现场测得的典型磨耗钢轨断面放大100倍,然后在典型磨耗钢轨断面形状基础上确定磨耗量,选取插值点。
再用三次样条法得到光滑的插值曲线函数。
铁路钢轨磨耗标准-概述说明以及解释
铁路钢轨磨耗标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铁路钢轨磨耗是指铁路钢轨在列车行驶过程中受到磨损和疲劳作用而导致的轨道表面损耗现象。
磨耗的程度直接影响着铁路运输的安全性和运行效率。
因此,建立和实施合理的铁路钢轨磨耗标准至关重要。
在本文中,我们将探讨铁路钢轨磨耗的概述、影响因素以及铁路钢轨磨耗标准的制定与应用,旨在提高铁路运输的安全性和经济效益。
1.2文章结构1.2 文章结构:本文主要分为三个部分,分别是引言、正文和结论。
在引言部分,我们将介绍铁路钢轨磨耗标准的概述,文章结构及本文的目的。
在正文部分,我们将详细讨论铁路钢轨磨耗的概述、影响因素以及铁路钢轨磨耗的标准。
最后,在结论部分,我们将总结铁路钢轨磨耗标准的重要性,并展望未来的发展方向,最终得出结论。
希望通过本文的介绍,读者能够更全面地了解铁路钢轨磨耗标准的重要性和影响因素。
1.3 目的:本文的主要目的是探讨铁路钢轨磨耗标准的重要性。
通过对铁路钢轨磨耗的概述和影响因素的分析,我们将深入探讨什么是铁路钢轨磨耗标准,以及为什么我们需要制定和遵守这些标准。
铁路钢轨是铁路运输系统中至关重要的部件,其磨耗状态直接影响铁路线路的安全性和运行效率。
因此,制定科学合理的铁路钢轨磨耗标准对于保障铁路运输安全和提高运行效率具有重要意义。
同时,本文还将展望未来的发展方向,为铁路钢轨磨耗标准的科学制定和实施提供参考。
2.正文2.1 铁路钢轨磨耗概述铁路钢轨磨耗是指铁路运营过程中,由于列车的运行和货物的运输而导致铁路钢轨表面物质逐渐磨损的现象。
铁路钢轨是铁路运输系统中的重要组成部分,其质量和状态直接影响铁路运输安全和效率。
铁路钢轨磨耗会导致轨道的几何形状变化,包括轨道高度减小、轨道头部变窄等,从而影响列车的行驶稳定性和舒适度。
此外,铁路钢轨磨耗还会增加列车的能耗和车轮的磨损,降低铁路运输系统的运行效率。
因此,对铁路钢轨磨耗进行及时有效的监测和管理非常重要,可以提高铁路运输系统的安全性和经济性,保障铁路乘客和货物的安全运输。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策钢轨波浪形磨耗是指铁路运营中,由于列车经过长时间的运行,钢轨表面出现波浪状磨耗的现象。
这种磨耗会导致钢轨表面的不平整,降低列车的行驶平稳性,增加列车与轨道之间的摩擦力,引发响声和振动,甚至会造成安全隐患。
本文将对钢轨波浪形磨耗的原因进行分析,并提出相应的对策。
钢轨波浪形磨耗的主要原因可以归结为以下几个方面:1. 过度使用:铁路线路的使用时间过长,或者是繁忙线路上运营列车数量过多,都会导致钢轨长时间承受巨大的压力和摩擦力,加速钢轨的磨损。
对策:及时进行钢轨维修和更换,避免长期使用同一段钢轨。
合理调度运营列车数量,降低钢轨负荷。
2. 不合理的设计与施工:铁路线路的设计和施工不合理,未能做到平整。
线路的曲线半径过小、坡度过大等问题都会导致列车在行驶过程中产生较大的侧向力和摩擦力。
对策:进行合理的线路设计和施工,确保线路平整,减少列车与轨道之间的摩擦。
3. 钢轨材料质量不过关:钢轨的质量问题也是导致波浪形磨耗的原因之一。
如果钢轨的材料强度不够,或者存在缺陷,会导致钢轨在运行过程中容易变型和磨损。
对策:选用质量合格的钢轨材料,加强质量控制,确保钢轨的强度与使用要求相匹配。
4. 运输负荷过大:铁路运输中,大型货物的运输负荷较大,对钢轨的压力和摩擦力也会增加,从而导致钢轨波浪形磨耗。
对策:合理安排货物运输计划,避免超负荷运输,降低对钢轨的压力。
5. 缺乏维护保养:铁路线路的维护保养不足也是导致波浪形磨耗的原因之一。
未及时清理线路上的杂物、维修损坏的钢轨等,会影响列车的行驶平稳性,加剧钢轨波浪形磨耗现象。
对策:加强铁路线路的维护保养工作,定期清理维修线路,确保铁路线路的平整和安全。
钢轨波浪形磨耗的原因主要有过度使用、不合理的设计与施工、钢轨材料质量不过关、运输负荷过大和缺乏维护保养等。
为了减少波浪形磨耗的发生,需要从合理运用和维护钢轨、合理规划铁路线路、提高钢轨材料质量等方面入手,加强对铁路线路的管理和维护工作,确保铁路运行安全和平稳。
高速铁路钢轨波浪型磨耗研究及其防治建议
文在研究中 , 一方面主要借鉴 国内外已有的研究经验 , 另一方面通过现场调研和测试 , 针对我国高速铁路
车辆 和线 路 的特点 , 分析 钢轨 波浪 型磨 耗 的产 生原 因和 发 展规 律 , 为高 速 铁 路 钢轨 的波 磨 预 测 和波 磨 控
石 家庄铁 道 大学 学报 (自然科 学版 )
第2 6卷
下, 由于垂 向加速度 、 高频振动等各种因素的影响 , 轮轨磨耗 的产生机理要 比之前 的既有线路复杂得多 , 波磨 的萌 生及 发展 涉及很 多 不 同影 响 因素 之 间非 常 复 杂 的关 系 , 并 且很 难 确 定 哪 个 因 素 占主导 地 位 , 因
建立相应模型对钢轨波磨进行了仿真分析和试验研究 , 取得 了很多成果。但是对高速铁路 波磨 的研究 ,
一
方面 由于现场试验 的机会非常少且测试技术难度高 , 目前积 累的资料非常有 限; 另一方面, 在高速状态
收 稿 日期 : 2 0 1 3— 0 6 — 1 8 作 者简介 : 王 立乾 男 1 9 8 3年 出生 博 士研究生
第2 6 卷 第4 期
石 家庄铁 道 大 学 学报 (自然科 学版 )
V o 1 . 2 6 N 0 . 4
2 0 1 3 年1 2 月J O U R N A L O F S H I J I A Z H U A N G T I E D A O U N I V E R S I T Y( N A T U R A L S C I E N C E ) D 。 e . 2 0 1 3
制两 方面 的进 一步 深入 研究 打下基 础 。
铁路钢轨磨耗标准
铁路钢轨磨耗标准全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:铁路钢轨是铁路上承载列车重量的重要组成部分,其质量和使用状态直接关系到列车的安全和运行效率。
在列车运行过程中,钢轨会出现一定程度的磨损和疲劳,这就需要对铁路钢轨的磨耗标准有清晰的认识和规范。
一、铁路钢轨的磨耗标准铁路钢轨磨耗主要包括轨头和轨底两个部分。
一般来说,轨头的磨耗情况直接影响列车行驶的平稳性和安全性,而轨底的磨耗则影响铁路线路的整体平顺度和舒适性。
1. 轨头磨耗标准轨头磨耗主要是指铁路钢轨轨头表面的磨损情况。
一般情况下,轨头磨耗的标准为:轨头高度应保持在设计标准范围内,不能超过规定的高度偏差值;轨头表面应平整无裂纹、磨损均匀;轨头与车轮接触面应光滑无毛刺。
如果轨头磨耗超出标准范围,就需要及时进行修复或更换。
铁路钢轨磨耗的原因主要有以下几点:1. 列车过重或超载会导致轨道的磨损加剧,特别是在急弯处和坡道上。
2. 车轮与铁路钢轨之间的摩擦和碰撞也是导致磨耗的主要原因。
3. 环境因素如风沙、雨雪、高温等也会对铁路钢轨的磨耗产生影响。
4. 铁路钢轨的质量和使用寿命也会影响其磨耗情况。
为了保证铁路钢轨的安全和运行效率,铁路管理部门会定期进行磨耗检测和修复。
一般来说,铁路钢轨的磨耗检测主要通过轮轨接触力、轴重、车速等参数进行监测,以及通过专业仪器对轨道的磨耗情况进行检测。
如果发现铁路钢轨的磨耗严重,就需要进行修复或更换。
铁路钢轨的磨耗修复主要有磨削、焊接、镶接等方法。
通过修复可以延长铁路钢轨的使用寿命,保证列车的安全和正常运行。
四、结语铁路钢轨的磨耗标准对于保障铁路运输安全和运行效率至关重要。
只有严格按照标准对铁路钢轨的磨耗情况进行监测和修复,才能确保铁路交通的顺畅和安全。
希望铁路管理部门和相关机构能够加强对铁路钢轨磨耗标准的监督和执行,为铁路运输发展提供保障。
第二篇示例:铁路钢轨是铁路上承载列车行驶的重要部件,它的使用寿命和质量直接影响着铁路列车的安全性和运行效率。
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(五)在地面铁路与地下铁道最常见的波形磨 耗是暗、亮相间的称为R utting(车辙) 的波形 磨耗, 其波长多为50 ~450 m m 之间。
(六)在轴重小于20 t,行车速度较高的线路 上,在直线与大半径曲线地段将产生25~80 m m 波长的钢轨波形磨耗,它将给高速列车的运行舒 适性带来极大的威胁。
极短波距波形(30-100mm)
短波距波形(100-300mm)
长波距波形(300-1000mm)
成都铁路60kg/m轨线路的调查
钢轨波磨的规律
1.波磨波长范围一般为 向钢轨大腰扩展; 3.波磨一般发生在小半径曲线的外侧钢轨上, 而且半径越
自1895 年以来,世界各国都花费了大量的人 力、物力对钢轨的波形磨耗进行了研究,出现了 各种成因机理的学术流派:钢轨材质成因理论;钢 轨制造方法机理理论;钢轨内部应力成因机理;钢 轨表面氧化理论;钢轨振动激励理论;车轮压力变 化产生波磨理论; 车辆与车轴振动、扭曲理论; 轮轨相互振动成因理论等。但至今尚无一种钢轨 波形磨耗成因理论为大家所公认。
目前看来,钢轨波形磨耗的产生可能不是一种 因素所致,而是多种因素综合作用的结果。可以 认为,由各种原因形成的钢轨表面凹凸不平顺,使 列车运行时轮轨接触点承受不同的动力荷载,进 而在钢轨表面产生间隔的塑性变形、磨损及其他 损伤,使钢轨初期的凹凸不平顺进一步发展,形成 钢轨的波形磨耗。
从现场调查结果看,通常在下列一些线路容
铁路上,几乎在所有的有轨交通线路上都有钢轨
波形磨耗,这是长期困扰人们的难题。钢轨波形
磨耗分为短波(波长≤60~80 m m )的波纹磨耗
和长波(波长80~2000 m m )的波浪磨耗两种。
不少文献认为波长较大的波浪磨耗的形成机理多
为钢轨轧后形成的初始不平顺演变成波浪磨耗,
而波纹磨耗形成的机理却至今没有定论。
高速铁路钢轨波形磨耗
钢轨波磨是轨道损伤的一种主要类型,它 是钢轨沿纵向表面出现的周期性的类似波浪形 状的不平顺现象。
钢轨波磨分为三种类型: 1、极短波距波形; 2、短波距波形; 3、长波距波形。
钢轨波形磨耗的波长L 与列车速度v 和振动 频率f 有关:
L = v/ f
不同的振动频率和行车速度产生的波长不同, 形成不同的波形磨耗。
(三)在地下铁道线路上,若在轨下或枕下增 加了弹性垫层,会在半径小于400 m 的曲线内轨 产生波形磨耗,波长多为50 m m 左右。
(四)在经常涂油的曲线钢轨上有时出现 “ 接触疲劳”波形磨耗,波长为150~450 m m , 钢轨表面有疲劳损伤形成的薄片,并伴有塑性变 形。这种波形磨耗在轨距较宽时常出现在曲线内 轨,轨距较窄时常出现在曲线外轨。若线路处于 空气湿润地区这种波形磨耗将发展较快。
载, 减小波磨的生成。
钢轨是直接承受列车荷载和提供运行表面的 轨道部件,它的状况将直接影响高速与快速列车 的安全与运行。高速轨道的理论研究和运营实践 表明,由于采用了优质的重型轨道和弹性扣件,总 体来看,高速轨道的破损率较小,但高速铁路钢轨 出现的波形磨耗病害却引起各国的严重关切。
事实上,钢轨波形磨耗病害不仅出现在高速
线路, 将接头冲击降到最低。加强接头处道碴捣固, 保持道床丰满并加以夯实, 及时清筛接头范围内的
板结道床。
2.增强轨道弹性, 提高轨道阻尼
增强轨道弹性可有效地减小轮轨系统振动强度, 提 高轨道阻尼可明显降低波磨发展速率。具体措施为: 采用优质道碴, 补足道床厚度; 及时清筛道床并适 当缩短道床清筛周期; 对道床粉化、坍塌及翻浆冒 泥地段及时整治。
2、噪声污染 机车车辆通过波磨地段时会产生很大的噪声, 对铁
路沿线居民带来很大的危害。同时这种噪声也会影 响乘客, 使他们产生不舒适感。 3、安全隐患 如钢轨波磨严重, 车辆通过波峰时冲击力急剧增大, 而通过波谷时受力减小, 这就容易引起列车减载脱 轨, 还容易引起钢轨和车轴的断裂, 影响行车安全。
易产生钢轨波形磨耗:
(一)车辆轴重大于15 t 并以相近的低速行 驶的线路区间,钢轨的波形磨耗是从钢轨接头或 钢轨焊缝开始发展形成的,多发生在曲线外轨,波 长为200~300 m m 。
(二)在钢轨重量小于50 kg/ m 的线路上,从 钢轨接头或焊接接头开始形成500~1 500 m m 波长的波形磨耗。有的文献认为这种波形磨耗是 因为钢轨出厂时就存在的波状不平顺造成的。
3.减少轨道不平顺 强曲线轨道的养护, 提高曲线圆顺度;消除钢轨死
弯和轨头掉块。使用大型养路机械进行线路维修作 业,提高养护质量, 减少三角坑不平顺及暗坑、吊 枕等。
4.倒换钢轨 定期倒换曲线两侧钢轨或将曲线上已有一定波磨的
钢轨倒换到直线上使用。 5.打磨钢轨 通过打磨可以消除轨面不平顺, 大大减小轮轨动荷
轮轨作用力急剧增大, 使机车车辆和轨道产生剧烈振 动, 促使轨道和机车车辆相关部件伤损的产生和发展, 从而增加维修费用; 由于列车通过波磨地段时引起轨道剧烈振动, 致使道 碴粉化速率加快,道床翻浆冒泥, 轨道扣件松动, 螺纹 道钉、轨距杆大量折断, 轨枕空吊, 胶垫损坏等, 从 而极大地增加了工务维修费用。
小, 波磨形成和发展的速度越快; 坡度越大, 波磨形成 也越快; 4.波磨严重程度随轨道类型不同而不同。混凝土枕地段较 易发生波磨, 木枕地段波磨略 轻于混凝土枕地段; 5.波磨地段道碴粉化速率快, 道床板结、 翻浆冒泥病害 严重, 设备损耗率大, 轨枕失效多, 暗坑、吊枕多。
波磨的危害
1、增加工务维修费用 车轮通过波磨地段时, 由于钢轨表面的不平顺, 引起
4、增加能耗 由于波磨轨面的不平顺, 导致轮轨粘着不良, 相应地
增加了轮轨运行阻力。另外由于轮 轨系统振动加剧, 导致部件伤损率增加, 消耗大量能量, 而这些能量都 必须由机车牵引力提供, 从而增加能耗。
波磨的预防和减缓措施
1.减少钢轨接头, 降低接头冲击 设焊接无缝线路, 尽可能减少接头或铺设冻结无缝