浅谈地铁运营线钢轨廓形打磨应用研究

浅谈地铁运营线钢轨廓形打磨应用研究

摘要：近年来随着行车密度和载客数量的增加，受列车的动力作用、小半径曲

线等原因叠加影响，钢轨表面逐步出现滚动接触疲劳裂纹、剥离掉块等病害，影

响乘客乘坐舒适度，严重的情况下可能导致断轨，直接影响行车安全。打磨技术

的合理应用，能够有效的改善轮轨接触关系，延长钢轨的使用寿命，同时还可以

改善列车行车条件，减小噪音振动，增加乘客乘坐的舒适度。本文介绍了廓形打

磨的原理及目前的应用状况。

关键词：廓形打磨；波磨；磨耗

1引言

近年来，随着行车密度和载客数量的增加，受列车的动力作用、小半径曲线、大量采用减振道床和钢轨材质工艺等原因叠加影响，钢轨表面逐步出现滚动接触

疲劳裂纹、剥离掉块、曲线上股钢轨侧磨、曲线下股钢轨顶面波磨、轨头压溃、

焊接接头不平顺、内轨肥边等病害。由于地铁运营一般都是采用的ATO的驾驶模式，进而导致轨道的病害一旦出现，则会以非常快的速度进行扩散，造成异常振

动及噪声，钢轨寿命减少、养护工作量及养护成本急剧增加，影响乘客乘坐舒适度，严重的情况下可能导致断轨，直接影响行车安全。

2钢轨打磨廓形设计方法

为了简化次要问题，突出主要问题，假设一下条件成立：

（1）轮轨均刚性，即接触时的弹性变形量相对外形的尺度可以忽略；

（2）轨头外形呈上凸形，即各点的切线斜率单调变化；

（3）轨头外形和欲设计出的轮踏面外形左右对称。

该方法的基本思想是根据一已知踏面外形方程：

根据现场测试结果，地铁4号线在使用DZIII的减振扣件圆曲线处，出现了波长为25 mm 长的波磨，其深度为0.075 mm。其中也存在长度50 mm、125mm和200 mm的波长的波磨，其均在0.2 mm范围附近。

3.2廓形调查

以上测试区段均对不同的曲线半径的直线段、缓和曲线、圆曲线地段进行了钢轨廓形测试，并对车轮型面进行了轮轨关系计算，其中已经覆盖的曲线半径包括小半径曲线（＜500 m）、中等半径（＜1000 m）、大半径曲线（＞ 1000 m）、直线段等几个方面，并对廓形进

行了对比。同时也针对线路中存在的损伤情况进行了现场的记录，并对在可处理范围内的损伤，进行打磨处理。

廓形打磨根据各线路车辆、钢轨状态、轮轨关系及曲线半径、道床类型的差异，针对性

开展轨道打磨工作，有效抑制了钢轨波磨发展周期，确保了线网钢轨处于良好状态。

4现场钢轨打磨作业指导

针对已经测量得到的钢轨廓形与已经设计的钢轨打磨廓形，进行打磨工艺优化设计，其

中对小半径曲线使用的是HSC（高轨），LSC（低轨）模板，中等半径使用的是HMC（高轨），LMC（低轨），大半径曲线使用的是HLC（高轨），LLC（低轨）模板，而直线段分为CPC和CPF两种打磨模板。根据相对应的曲线廓形，计算得到打磨剩余量，同时根据现场损

伤情况，对全断面钢轨廓形进行打磨，随后进行针对不同角度范围内的剩余量进行处理得到

最终的目标廓形。

根据这一思路，统计不同的曲线角度上使用的不同工艺模板，减少工艺模板数量，最终

确定8个常用工艺模板，同时针对新的钢轨打磨列车给出了新的9个模板。

5 结语

打磨技术的合理应用，能够有效的改善轮轨接触关系，延长钢轨的使用寿命，并且可有效地的改善轮轨关系，减少由于轮轨关系的恶化而引起的换轨、镟轮、转向架维修等大量费用，同时还可以改善列车行车条件，减小噪音振动，增加乘客乘坐的舒适度。对钢轨进行打磨，成都地铁已由最初单一的波磨整治逐步向多功能的现代化廓形维保技术。

参考文献：

[1]沈钢，陈国峰.钢轨打磨目标廓形的个性化设计研究[DB/OL].

[2]杜星.基于轮轨几何特征的钢轨打磨应用研究