钢轨波浪形磨耗原因分析与对策

钢轨常见缺陷产生原因及消除方法

摘要：随着国家经济和科技的飞速发展，我国的铁路建设取得了长足进步。但是随着国民需求日益增长，社会对铁路运输的要求越来越高，现有的铁路钢轨的质量已经不能满足高速、重载、高密度以及高频度的运输现状。当前阶段，铁路钢轨产品仍然有一定的缺陷，严重桎梏了我国铁路运输事业的发展。基于此，本文从钢轨对于铁路运输的作用着手，首先阐述了现阶段钢轨生产的特点，随后简要分析了铁路钢轨的常见缺陷及其产生的原因，并且笔者根据目前国内的生产技术提出了消除钢轨缺陷的具体措施。以此来供相关人士交流参考。

关键词：钢轨；常见缺陷；原因

引言：

纵观近些年来我国铁路运输事业的发展，在火车运输速率以及载重量的发展上，进步非常大，相关的生产技术越来越成熟。但是对于使用频率与磨损率较高的铁路钢轨，目前的生产技术仍然存在一定的局限性，生产出来的钢轨产品在质量上有缺陷，影响了铁路运输事业的进一步发展。为了适应目前正在不断向更高速、更安全、承载量更大的方向发展的铁路运输事业，钢轨的质量必须得到有效的提高。如何探索总结目前铁路钢轨的常见缺陷和原因，并且研究出切实可行的缺陷改进方案，是目前钢轨生产行业面临的首要问题。

一、现阶段钢轨生产的特点

钢轨是铁路轨道的主要组成部件，其主要功能是引导和辅助机车车辆的车轮前进，将车体的巨大压力传递到轨枕上，为机车车辆的车轮提供连续、平稳以及阻力最小的滚动表面。钢轨主要分为起重机轨、重轨、轻轨等，我国目前使用的钢轨的规格参数有75千克每米、60千克每米、50千克每米、43千克每米、38千克每米等。钢轨质量的好坏直接关系到铁路运输事业效率与安全性能的发展。铁路钢轨的断面形状采用的是具有最佳抗弯性能的工字形断面，分为轨头、轨腰以及轨底三部分[1]。根据目前国内钢轨生产质量的要求，生产出来的钢轨产品必须在保证必要强度的条件下，还要有足够的高度，头部和底部之间要有足够的高度和面积，腰部和底部不能太薄。除此之外，钢轨还要求有良好的冷弯性能和优良的塑性，以及光滑的表面和全场平直度，这样才能保证钢轨产品投入铁路运输事业之后能够更好地承受来自机车车辆各方面的力。

１９８　西部探矿工程　２０１０年第８期　

铁路曲线钢轨磨耗及减缓措施　

王开杨　，张艳君，崔自波，张慧君　

（天津市铁路集团工程有限公司，天津３０００６０）　

摘要：钢轨的磨耗一直是铁路部门的一个棘手问题。随着机车车辆结构的改变，列车牵引重量的增　

加和速度的提高，轮轨磨耗的问题就更加突出了。工务部门采取各种措施减缓钢轨的磨耗，在曲线段　

彰显突出，尤其是在小半径曲线中磨耗更为严重。在科技经济飞速发展的今天，提高铁路运量，保证　

铁路运输安全是头等大事。曲线的磨耗问题值得铁路施工及工务人员的关注。　

关键词：铁路；曲线；磨耗；减缓措施　

中图分类号：Ｕ２１文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２Ｏ１Ｏ）０８一Ｏ１９８—０３　

铁路曲线的钢轨磨耗和机车车辆的车轮磨耗是一　

个较为复杂的问题，涉及到轮轨之间的作用力、钢轨的　

化学成分、机械性能、金相组织等。铁路曲线钢轨侧磨　

是一个比较现实的问题，既有共性，也有个性。根据不　

同的情况选取合理的减缓措施。降低钢轨侧面磨耗的　

速率和减少轨道部件的伤损，延长钢轨使用寿命，从整　

体上提高铁路运输的经济效益。　

１磨耗成因分析　

我国在２０世纪８０年代以前大量使用蒸气牵引，虽　

蒸气机车固定轴距较长，但由于列车运行速度相对较低　

和导向轮的作用，所以在半径大于６００ｍ的曲线上钢轨　

侧磨问题还不十分突出。随着内燃、电力机车的使用，　

列车牵引重量和机车车辆轴重的增加以及列车运行速　

度的提高，除了钢轨、扣件、轨枕和其他一些伤损增加　

外，曲线钢轨侧磨是一个突出的矛盾。　

铁路钢轨在大自然的影响和列车的作用下，将因锈　

蚀、伤损和磨耗而不断更换。在曲线轨道上，特别是在　

小半径曲线轨道上，钢轨更换的主要原因是磨耗。根据　

调查资料，我国小半径曲线轨道上的钢轨，有９８　是由　

于磨耗超过限度而报废。曲线轨道上的钢轨磨耗，主要　

有：上股钢轨侧面磨耗、下股钢轨头部压溃、波形磨耗等　

３种不同形式。　

１．１钢轨的位置不正确　

都市快轨交通・第２５卷第５期２０１２年１０月　

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—６０７３．２０１２．０５．０２３　土建技术●　

城市轨道交通钢轨异常波磨的　

特点及治理对策　

杨惠喜孙　鑫　张厚贵　

（北京轨道交通建设管理有限公司　北京１０００３７）　

１　项目背景　

轨道交通建设正处在一个高速发展期，由于建设　

速度快，几乎没有运行磨合期，加上大量新型轨道结构　和车辆系统的采用，出现了严重的钢轨异常波磨问题　

（异常波磨是出现时间早、发展速度快、直线曲线均有、　波长短的一种钢轨表面波磨），导致轨道振动、车内噪　

声增加显著，引起轨道扣件松脱、车辆部件损坏和周围　环境振动与噪声超标等问题，影响了地铁的正常运营，　

形成了行车安全隐患，增加了地铁列车振动及噪声对　沿线居民等环境的影响，同时大大增加了轨道及车辆　的养护维修工作量和费用，与现有养护维修设备和人　

员严重不足形成较大矛盾。　

１．１　研究成果　

北京市科学技术委员会组织有关单位进行了专题　

立项研究，通过对地铁波磨问题的大量调研、测量和理　

收稿日期：２０１２—０６－１１　作者简介：杨惠喜，男，工程师，ｙａｎｇｈｕｉｘｉ７８＠１２６　ｃｏｍ　基金项目：北京市科委项目（ｚ１０１１０６０００４１０００４）　论及试验研究，课题组在异常波磨的机理研究、既有线　

和新建线异常波磨的防治措施方面，取得了以下ｌ３项　研究成果：　

１）首次系统汇集总结了国内外钢轨波磨问题研　

究理论和技术措施的现状。　２）首次系统绘制了北京地铁４、５、１０号线钢轨异　常波磨基本情况信息图。　３）发现并确认了北京地铁钢轨异常波磨的主要　

成因。　４）初步提出了钢轨异常波磨的轮轨共振理论。　

５）首次提出了防止地铁钢轨异常波磨的综合减　

振８项技术原则。　６）首次提出了既有线异常波磨的分类、分级方法　

及整治原则。　

７）提出了减缓既有线钢轨异常波磨临时应急技　术方案。　

８）提出了整治既有线异常波磨的技术措施。　９）完成了整治既有线异常波磨的技术设计。　

２０１３年第１４期　（总第２５７期）　南麴搏羲　ＮＯ．１４．２０１３　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ

．２５７）　

浅谈钢轨波形磨耗打磨　

高锋智　

（大秦铁路股份有限公司侯马北工务段，山西侯马０４３００９）　

摘要：由于单趟列车运量不断增大，每Ｅｌ运输列车不断增多，钢轨承受的运载力不断加大，导致钢轨磨耗和　

伤损加快，工务维修换轨周期缩短。其中波形磨耗是最常见的一种磨耗，引起诸多病害。通过对钢轨打磨，　

能恢复钢轨的断面形状，改善轮轨接触关系，减缓钢轨磨耗的发生。　

关键词：波形磨耗；打磨轮轨；钢轨磨耗；断面形状　

中图分类号：Ｕ２１３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－２３７４（２０１３）１４－００８９－０２　

发展重载铁路运输是铁路扩能增效的一种有效途径，　

也是我国解决目前铁路运输能力紧张的重要举措。我局大　

秦线开行着２万吨重载列车，侯月线马上开行万吨重载列　

车。在高速和大轴重下，钢轨出现波浪型磨损的病害增　

多，维修成本也越来越大，钢轨的维修和养护日益重要。　因此，解决钢轨波磨问题，可以减少钢轨伤损，降低维修　

费用，有很重要的现实意义。　

１　钢轨波磨的特性　

钢轨波磨是在钢轨表面形成的波浪形磨耗，具有很宽　的波长域，与轨道结构形式有关。波磨按波长分为短波磨　

耗、中长波磨耗和均匀长波磨耗三类。　

１．１钢轨波磨特性　

经对侯月线钢轨波磨做了大量调查后发现，钢轨波磨　

具有以下特点和规律：钢轨波磨主要出现在曲线地段，曲线　

半径小，形成和发展的速度快，直线地段波磨出现的较少。　列车制动地段波磨严重。说明轮轨的滑动和切向力直　

接影响波磨的产生和发展，轮对的扭曲振动对波磨有很大　影响。砼枕道床和板结地段波磨严重，说明波磨与轨道弹　

性有关，弹性强的轨道较少出现波磨。　

１－２钢轨波磨成因　

国内外关于产生钢轨波磨的理论认为，钢轨波磨是由　

于受轮轨系统接触应力作用产生的，在不改变车辆轨道结　

构的前提下，采取科学的打磨策略，优化轮轨型面，可以