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打磨技术在地铁轨道养护中的实践探讨摘要:本文主要介绍了打磨技术,并结合其在广州地铁的应用,分析了地铁轨道养护中进行打磨的必要性、打磨方法等,并就打磨标准进行初步探索等。
关键词:打磨;蠕滑;镟轮;轮毂;波磨;非对称打磨1历史概述据国外铁路文献记载,铁路上最早发现钢轨有波浪磨耗缺陷,是在本世纪20年代,但数量很少,未被引起注重,50年代后随着世界各国经济的迅速发展,货运量大幅增加,钢轨的波浪型磨耗也随之增加,造成铁路轨道和机车车辆受损。
60年代,Speno公司制成了第一列打磨车,带来了很好的效益,随之Loram公司也相继制成。
美国、加拿大、澳大利亚及西欧等一些国家分别购置这类列车,对钢轨进行定期打磨。
我国铁路最早发现轨顶波磨在1960年前后,此后若干年内,国家大量科研人员从轨道结构、线路平纵断面、机车车辆的构造和轴重以及振动、钢轨的成分及强度、钢轨冶炼和钢轨的扎制工艺、钢轨的矫直工艺以及钢轨内的残余应力等方面进行探讨,但效果均不理想。
由于波浪型磨耗则日益增多,铁道部于1989年引进了第一列打磨车,起到了很好的效果,随后各铁路局先后引进了打磨车。
现在打磨技术日趋成熟,已经从最初单纯的消除波磨发展成为多功能的铁路保养的技术。
2地铁钢轨打磨的必要性2.1对地铁新建线路进行打磨的必要性对地铁新建线路进行打磨,可以修正钢轨制造公差和施工误差,改善轮轨接触。
地铁轨道工程,普遍采用的是挂枕架轨法施工的整体道床,虽然铁垫板已经加工了相应的轨底坡,但由于各个轨枕是相对独立的短轨枕和施工中支撑的变形以及钢轨轨枕的制造公差等原因,使竣工后的轨底坡无法得到保证。
每一块短轨枕处钢轨的轨底坡都略有差异,由于整体道床可调性差等原因,很难进行轨底坡的精确调整。
《地下铁道工程施工及验收规范》规定,轨底坡的误差答应为1/50~1/30s,1/50~1/30的轨底坡对应的倾斜角度为1°8′45“~1°54′33“,根据实际的轮对踏面锥度,采用合适的打磨模式,正确的选择磨头的偏转角度和功率,可以在很大程度上消除这种施工误差,使轨面得到一个相对不变的钢轨倾斜度,从而改善轮轨轨接触关系。
基于波噪比的高速铁路钢轨波磨快速检测方法
张航;卢春房;高亮
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】为实现高速铁路钢轨波磨里程覆盖式、高频次、快速测量,提出基于波噪比的钢轨波磨快速检测方法。
采用便携式添乘仪检测高速列车车体振动和车内噪声数据,提出基于车体纵向加速度进行数值积分来计算列车速度和里程,采用曲线地段车体摇头角速度里程与台账里程的偏差值修正速度积分误差。
利用提取的里程修正后车厢噪声数据与钢轨波磨对应的400~700 Hz频带成分,计算频带能量占噪声总能量的比值,并获取波噪比超限时的钢轨波磨波长和里程。
结合高速列车实测数据分析,研究结果表明:速度修正后列车定位里程最大误差为87 m,对波磨比大于0.3的线路区段进行钢轨波磨波形测量和轴箱加速度振动能量比分析,钢轨波磨波长范围为53~57 mm,实测波长为53 mm,验证了该方法的正确性,为高速铁路钢轨波磨的快速测量提供技术支撑。
【总页数】8页(P1-8)
【作者】张航;卢春房;高亮
【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院;国家铁路局规划与标准研究院科研处;中国铁道学会
【正文语种】中文
【中图分类】U216.3
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1.基于振动响应的高速铁路钢轨波磨快速检测方法
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钢轨预打磨施工工艺及施工方法(1)施工方法线路铺设到位，几何状态达标后，为了进一步延长钢轨使用寿命，确保列车的安全运行，采用钢轨打磨列车对线路钢轨进行预打磨施工。
(2)施工工艺流程钢轨预打磨施工工艺流程图(3)施工工艺操作要点①施工准备A.施工前提前取得详细的线路资料（线路设备平面图）。
B.打磨车作业人员要根据提供的线路资料，提前做好打磨区间线路的调查工作。
包括打磨区段线路长度、曲线参数、以及道口、护轮轨的铺设地点、以及有碍打磨的线路设备的设置准确地点。
必要时提前进行现场调查。
对于妨碍打磨作业的线路设备及时通知工务段施工负责人，安排提前拆除，作业后及时恢复。
C.对打磨区段出现的局部高低焊接接头（大于3mm），轨头剥落掉块（大于2mm）等缺陷预先进行调直、打磨（使用小型打磨机打磨）和焊补，予以消除。
D.打磨车施工负责人要根据线路资料制定打磨方案。
E.打磨车施工负责人安排专人检查消防水箱是否上满水，喷头是否工作良好，灭火器是否良好。
F.精心检修保养施工机械，确保打磨车处于良好状态。
G.打磨车施工负责人在每天施工前应组织车班有关生产作业人员召开施工准备会，下达施工任务并进行具体的分工和布置。
其中包括停放打磨车地点（不能在曲线上收放打磨小车），打磨起始点、打磨方式、障碍物地点、变换打磨方式地点等。
并对操作、设备、安全等关键环节进行详细说明，对现场可能发生的问题进行预想，提前做好应急准备。
②封锁线路根据线路封锁施工计划向临近车站申请封锁线路，封锁命令下达后方可进入封锁区间，到达施工地点后做好防护。
③钢轨预打磨A.施工负责人指挥司机按施工计划在接近施工区段的地点将设备停放在直线上。
B.司机停车后，做好防溜制动，将发动机置于怠速状态。
C.施工负责人指挥车班人员放下打磨小车，操作员确认打磨小车放好、两侧无人后，将打磨电机全部启动。
D.施工负责人根据钢轨状况和提供的线路资料，指挥操作员输入相应的打磨方式，操作员与司机联系，按计划准备施工。
地铁轨道钢轨波磨产生的原因分析李彬发布时间：2023-05-31T09:00:00.977Z 来源：《工程建设标准化》2023年6期作者：李彬[导读] 本文分析了轨道钢轨波磨产生的原因及波磨的影响因素。
波磨会导致钢轨应力集中、开裂、断裂、变形等缺陷，同时对轨道整体强度有很大影响，因而不能简单地认为是设备质量问题或技术故障造成的。
同时，波磨会对设备寿命产生很大影响，因此，必须严格控制波磨的产生，防止波磨事故的发生。
中国水利水电第五工程局有限公司二公司610000摘要：本文分析了轨道钢轨波磨产生的原因及波磨的影响因素。
波磨会导致钢轨应力集中、开裂、断裂、变形等缺陷，同时对轨道整体强度有很大影响，因而不能简单地认为是设备质量问题或技术故障造成的。
同时，波磨会对设备寿命产生很大影响，因此，必须严格控制波磨的产生，防止波磨事故的发生。
关键词：地铁轨道；钢轨波磨；原因分析引言高速轨道的钢轨在受到外力作用时，可能产生波磨现象。
虽然不能排除在钢轨处发生这种现象的可能，但这种现象主要发生在道岔附近及一些钢轨表面波磨较为严重的部位。
波磨不仅影响轨道质量，而且会导致列车运行速度加快、钢轨破坏、应力集中和列车脱轨等严重后果。
因此采取一些必要措施就显得尤为重要。
一、地铁轨道钢轨波磨产生理论概述（一）钢轨的波磨形成机理分析波磨分为机械波磨和摩擦波磨。
机械波磨一般是在高速车轮和钢轨的碰撞、摩擦、弯曲等作用下产生的，波磨量大，会导致钢轨轨枕损坏、道岔歪斜、钢轨损伤等[1]。
摩擦波磨则是在外力作用下发生的，其主要产生原因是受到外力作用下高速车轮对钢轨轨枕产生力和摩擦时，其相互间产生了摩擦力而产生波磨。
摩擦波磨会对钢轨造成一定程度的破坏。
机械波磨在轨枕上可以造成波洞、波槽、沟槽等波状或凹凸状的损伤及波纹状缺陷。
摩擦波磨可以产生波痕和波纹，破坏后产生波痕和波纹。
波痕就是发生在钢轨上面，并对轨道造成一定影响的痕迹，波痕是波磨形成的必要条件；波痕较深或者位置靠近轨底时，波痕比较浅，波尖比较明显，波痕较浅或者位置靠近轨底时波磨比较明显；波痕对钢轨的应力集中有明显影响时引起钢轨波磨产生。
城市轨道交通钢轨异常波磨专题研究序言
丁树奎
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2011(024)003
【摘要】@@ 我国各大城市的轨道交通建设已处在一个快速发展期,建设速度和规模在国内外都属史无前例.城市轨道交通建设和运营逐步网络化,城市轨道交通的建设在解决特大、大城市交通问题的同时,也非常重视沿线的环境振动控制问题,以保护沿线诸如学校、医院、居民楼、古建筑等敏感地段,目前在建地铁多采取采用大量不同类型减振轨道结构的技术措施.但是,在北京地铁部分线路开通运营后,不同程度地发现了钢轨异常波浪磨耗现象,导致列车噪声与振动增加、轨道扣件松脱等现象.这些异常钢轨波磨的出现与运行线路的运量增长快、行车密度大、城区线路S 弯多有着密切的关系,也与地铁减振设计理念、减振轨道新产品的性能质量及使用验收规则有关,与轨道、车辆的养护维修能力及规范有关,还与轨道工程施工验收质量、轮轨材质质量及匹配有很大关系.这是一个在国际上很多国家轨道交通发展过程中都出现和面临的一个难题,已有100多年的研究历史,但目前还没有彻底根治的解决办法.
【总页数】1页(P1)
【作者】丁树奎
【作者单位】北京市轨道交通建设管理有限公司,北京100037
【正文语种】中文
【相关文献】
1.城市轨道交通曲线钢轨波磨检测与评价方法研究 [J], 王少锋;许玉德;周宇;詹刚
2.城市轨道交通钢轨异常波磨的特点及治理对策 [J], 杨惠喜;孙鑫;张厚贵
3.城市轨道交通钢轨波磨评价指标及打磨验收标准探讨 [J], 吴宗臻;王文斌
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5.城市轨道交通钢轨波磨智能管理研究 [J], 吴宗臻;王文斌;王小锁
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钢轨涂覆整治工程方案本文针对钢轨涂覆整治工程进行深入研究，从原因分析、工程方案、施工流程等多个方面进行论述。
通过对相关资料的搜集和整理，结合实际情况，提出了一套科学、合理的钢轨涂覆整治工程方案，以期达到提高铁路运输效率、延长轨道使用寿命和减少维护成本的目的。
【关键词】钢轨；涂覆整治；工程方案；施工流程；运输效率1. 引言钢轨是铁路运输系统中的重要组成部分，其质量的好坏直接关系到铁路运输的安全和效率。
然而，在使用过程中，由于铁路运输的重复负荷和环境因素的侵蚀，钢轨表面往往会受到冲击，出现腐蚀、磨损等问题，从而影响了钢轨的使用寿命和运输效率。
因此，对钢轨进行涂覆整治工程是保障铁路运输安全和提高运输效率的重要举措。
本工程方案将围绕钢轨涂覆整治工程的原因分析、工程方案、施工流程等方面进行详细介绍，为相关从业人员提供参考。
2. 原因分析2.1 环境因素钢轨在使用过程中受到了大气、沙尘、雨水、冰雪等环境因素的侵蚀，长期暴露在空气中易受到氧化腐蚀，导致钢轨表面出现锈蚀、氧化等问题。
2.2 运输负荷铁路运输是重复负荷的过程，列车在行驶过程中对钢轨施加了大量的压力，使得钢轨表面受到冲击和磨损，进而出现损伤、疲劳等问题。
2.3 使用寿命钢轨的使用寿命经过长期的使用会逐渐减少，尤其是老化的钢轨在使用过程中容易出现表面裂纹、疲劳等问题，导致安全隐患。
3. 工程方案3.1 涂覆材料选择在进行钢轨涂覆整治工程时，需要选择具有优良耐磨性、抗腐蚀能力强、具有较高附着力的涂覆材料。
常见的涂覆材料包括涂覆剂、热喷涂材料、防锈漆等。
3.2 涂覆技术利用现代工艺和技术，采用熔喷、喷涂、磁流体涂覆等先进的涂覆技术，能够有效地提高涂覆效果，增强涂覆层的附着力，延长钢轨的使用寿命。
3.3 工程流程3.3.1 钢轨检测在进行涂覆整治工程之前，需要对钢轨进行全面的检测，了解钢轨表面的损伤程度，为后续的涂覆工作提供准确的数据支持。
3.3.2 表面清理对钢轨表面进行清理，去除表面的锈蚀、杂质和老涂层，使其达到充分粗糙度，以便涂覆材料更好地附着在钢轨表面上。
城市轨道架空刚性接触网弓网磨耗与解决措施摘要：地铁架空刚性接触网弓网磨耗异常对地铁运营的安全性及可靠性造成一定影响。
因此，必须采取相应的处理措施，保障地铁列车运行的安全可靠。
本文主要对架空刚性接触网弓网磨耗的原因及解决措施进行探索，供同行借鉴参考。
关键词：架空刚性接触网；弓网；磨耗；解决一、架空刚性接触网弓网磨耗异常分析架空刚性接触网弓网在日常运行过程中容易受到各种因素影响而出现磨损异常的情况，影响到地铁车辆运营的安全性及稳定性。
比较常见的磨耗现象有波浪型、裂纹型、中心偏磨型等磨耗现象。
这种磨耗异常的刚性接触网弓网，存在很大的安全隐患，如滑板从位置脱落下来、形成的凹陷程度对电弓滑板的使用寿命造成直接影响。
二、弓网异常磨耗原因（一）接触网受电弓工作面不规则。
在地铁接触网受电弓工作面出现的不规则问题会导致受电弓碳滑板严重磨损，诱发其表面性状不规则的主要原因是：刚性接触悬挂按照正弦波性，现场实测数据显示拉出最大值达到150～ 250mm左右，使接触网偏移值相对于受电弓配送中心密度分布呈现出波纹状改变，导致碳滑板长时间处于弓网接触摩擦状态下，形成性状上的不规则性。
典型故障表现（如图1所示）。
图1典型故障表现图(二)接触线磨耗不均匀。
轨道交通系统中地铁车辆运行加速度接触线会在很大程度上导致接触网发生磨损，造成电弧侵蚀的问题。
在加速段中，地铁列车加速摆动，导致弓网剧烈震动，加之受电弓并非完全平滑，因此在地铁列车运行过程中所出现的接触压力变化有可能造成接触线产生异常磨耗。
由此，这部分接触线的磨耗速度较其他区域而言异常增加，致使弓网明显磨损。
结合地铁的实际情况来看，造成接触线磨耗不均匀的主要问题包括以下几点:第一，刚性汇流排中间接头部位的异常磨耗。
由于汇流排中间接头安装导高过低，导致刚性悬挂在接头处形成硬点。
在受电弓通过此区域时，冲击力异常增加进而致使接触线损耗问题的产生。
除此以外，在地铁沿线汇流排接头的安装过程中，如接头恰好处于刚性悬挂点士1. 0m范围内，导致悬挂点与跨中导高变化率过高，磨耗问题也会有所加剧;第二，三号线接触网刚性锚段关节两线间距为280毫米，理想情况下两接触线的拉出值为士140mm，因隧道环境限制，个别锚段关节有一根接触线拉出值超过了200mm，当受电弓通过时，受电弓200二处可能有最大一5mm的凹槽会对接触线产生异常磨耗;第三，弯道处因列车晃动等原因受电弓与接触线面不能平稳接触或接触面不正，导致出现侧磨。
教案
课程名称：钢轨常见伤损——波磨
授课班级：武汉高铁训练段第八期兼职师资培训2班主讲：赵紫珅
单位：北京铁路局丰台工务段段
时间：2018年9月
《钢轨常见伤损——波磨》教案
审阅签名：
教学过程
第2页
（1）钢轨波磨成因分析：
钢轨波浪型磨耗(简为波磨)分三类：
磨损性波磨（最常见）：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。
成因：轮对在通过曲线时，轮对扭曲共振导致交替的纵向力，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。
塑流性波磨：
轨面受到大的垂直荷载作用，轨面发生塑性变形，波谷位置常有明显的肥边、压宽现象
混合型：磨损+塑性变形
常出现的位置：
（2）采取小组讨论的方法，重点总结钢轨波磨防治方引导式、互动式提问的方式，分析定义找出引发波磨的原因。
第３７卷第４期 ２０１３年８月 北京交通大学学报
ＯＦ ＢＥＩ儿ＮＧ ＪＩＡ０｝Ｉ、（）ＮＧ ＵＮＩＶ ＶＯｌ ３７ Ｎ（）４
Ａｕｇ．２Ｏｌ３
文章编号：１６７３—０２９１（２０１３）０４—００４０—０６
基于工程类比的北京地铁钢轨异常波磨整治方法
杨广武 ，彭 （１．北京市重大项目建设指挥部办公室，北京 华２，王佳妮 ，蔡小培２ １０００２９；２．北京交通大学土木建筑 程学院，北京１０／）０４４）
摘要：为整治北京地铁钢轨的异常波磨，基于工程类比法，从轨道刚度的角度研究钢轨异常波磨 的成因及整治措施．以北京地铁４号线钢轨异常波磨为研究对象，工程类比无钢轨异常波磨的北京 地铁１号线和２号线，选取具有代表性的典型曲线试验段，采用轨道刚度测试仪对轨道垂向、横向 刚度进行了现场测试．结果表明：轨道横向刚度低是导致曲线地段钢轨异常波磨的直接诱因，轨道 垂向刚度对钢轨异常波磨的影响不大；适当增加轨道横向刚度使轨道垂横向刚度比小于３，可较好 地避免钢轨异常波磨的产生．现场整治试验段表明，提高轨道横向刚度后，钢轨异常波磨得到了较 好的控制． 关键词：地铁；钢轨异常波磨；工程类比；轨道横向刚度 中图分类号：Ｕ２１３．４ 文献标志码：Ａ
Ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｅｉｊ ｉｎｇ ｓｕｂｗａｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎａｌｏｇｙ
ＹＡＮＧ Ｇｕａｎｇｗｕ ，ＰＥＮＧ Ｈｕａ ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎｉ ，ＣＡＩ Ｘｉａｏｐｅｉ （１．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｍａｊｏｒ Ｐｒｏｉｅｃｔｓ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ Ｏｆｆｉｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｒｅｍｅｄｉａｔｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｅｉｊ ｉｎｇ ｓｕｂｗａｙ，ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔｉｍｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｔｕｄｉｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ Ｉ ｒａｃｋ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎａｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｔａｋｅｓ Ｂｅｉｊ ｉｎｇ ｓｕｂｗａｙ ｌｉｎｅ ４ ｈａｖｉｎｇ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉ ｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ ａｎｄ ｍａｋｅｓ ｉｔ ｃｏｍｐａｒｅ ｗｉｔｈ Ｂｅｉｊｉｎｇ ｓｕｂｗａｙ ｌｉｎｅ １ ａｎｄ ｌｉｎｅ ２ ｈａｖｉｎｇ ｎｏ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ．Ｗｅ ｓｅｌｅｃｔ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｅｕｒｖｅ ａｓ ｔｅｓｔ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｔｒａｃｋ’Ｓ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｉｆｆ— ｎｅｓｓ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ．Ｌｏｗ ｔｒａｃｋ’Ｓ Ｉａｔｅｒａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｉｓ ｄｉｒｅｃｔ ｃａｕｓｅ ｏｆ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｃｋ’Ｓ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｈａｖｅ １ｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ａｂｎｏｒｌＴｌａ１ ｒａｉ１ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｆｕｌ ｔｏ ａｖｏｉｄ ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｌｙ ｔｒａｃｋ’Ｓ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｉｆｆ— ｎｅｓ８ ｓｏ ｔｈａｔ ｔｒａｃｋ’Ｓ ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ ｉＳ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ３．Ｆｉｅｌｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｂ— ｎｏｒｍａｌ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｉＳ ｗｅｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｆｔｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒａｃｋ’Ｓ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙ；ａｂｎｏｒｍａｌ ｒａｉＩ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎａｌｏｇｙ；ｔｒａｃｋ’Ｓ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ
一般情况下，小半径曲线地段复发周期约半年 或更长的波磨可视做正常波磨，若复发周期短至２ ～４个月，或发生在大半径曲线甚至直线地段，则认 为是异常波磨 ．北京地铁钢轨异常波磨带有一定 的普遍性，具有出现早、范围Ｊ 、数量多、发展快、采 用常规养护维修手段无法根治等特点．钢轨异常波 磨会加剧轮轨之间的动力学作用，使轮轨各部件的 工作状态劣化，导致轨道振动和车内噪声增加显著，
收稿日期：２０１３．０４—１５ 基金项目：北京市科技计划项目资助（Ｚｌ１１１０００５６８１１０２３）；中央高校基奉科研业务费专项资金资助（２０１２ＪＢＺＯＩ１） 作者简介：杨广武（１９５９一），男，北京人，教授级高工，博士．研究方向为城市轨道交通．ｅｍｉｌ：ｙｇｗ００６６＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ． 第４期 杨广武等：基于工程类比的北京地铁钢轨异常波磨整治方法 引起轨道扣件松脱、车辆部件损坏、周围环境振动与 噪声超标等问题［ ，给地铁运营安全、服务质量及 养护维修等带来了诸多不利影响．因此，需要提出一 套切实而有效的北京地铁钢轨异常波磨的整治方 法，确保北京地铁的安全运营． 国内外诸多学者对钢轨波磨问题进行了大量的 研究．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ等人ｌ３４］研究了多个车轮作用下轮 轨法向力和钢轨波磨之间的关系．Ｍ．Ａ．Ｒｅｚｖａｎｉ 等Ｅ５］利用ＡＤＡＭＳ／Ｒａｉｌ软件建立了车辆动力学模 型，指出磨耗后的车轮型面导致车辆通过曲线过程 中轮轨磨耗增大．熊嘉阳等人ｌ＿６ｊ建立了车辆 道 横向和垂向耦合动力学、轮轨滚动接触力学和钢轨 材料摩擦磨损模型为一体的钢轨波浪形磨损理论计 算模型，对初始波磨进行演化分析，并发展了相应的 数值计算方法．金学松等人ｌ＿７ｊ通过数值分析，研究 了由轨枕离散支撑导致的钢轨横向不均匀刚度和不 同行车速度对曲线地段钢轨磨损的影响．谷爱军 等［ ］建立地铁隧道内和桥梁上整体道床轨道结构 的垂向振动分析模型，讨论了扣件刚度和阻尼对其 动力特性的影响．王国新等人 ｊ研究了轨枕支撑弹 簧刚度和阻尼对钢轨波磨的影响，发现较软的轨枕 支撑弹簧刚度和合适的轨枕支撑阻尼可以抑制曲线 线路上内轨的短波波磨．上述研究多以理论分析为 主，缺少从现场实测角度开展的波磨线路与非波磨 线路关键参数的研究工作． 本文作者基于工程类比，提出了轨道横向刚度 的概念，以北京地铁１、２、４号线为工程背景，选取典 型试验段，对试验测试结果进行了对比分析，揭示了 轨道刚度与钢轨异常波磨的关系．
磨．北京地铁１、２号线的成功经验，可为明确４号线 异常波磨成因提供参考．
图１减振器轨道钢轨波磨 Ｆｉｇ．１ Ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｔｒａｃｋ 根据地铁４号线的运营实践和对４号线波磨现 状的调查表明，产生钢轨波磨的地段大部分是采用 了减振措施的线路，而轨道减振措施往往会降低轨 道刚度．可见，轨道刚度是产生钢轨波磨的直接原 因．列车在轨道上运行，轮轨相互作用既有垂向荷 载，也有水平荷载，为了定量研究钢轨抵抗横向力作 用的能力，参考垂向刚度定义，将轨道横向刚度定义 为钢轨头部侧面产生单位位移时需要在相应位置施 加的横向作用力．并通过工程类比，对比分析北京地 铁１、２和４号线相似线路区间轨道刚度参数．
２钢轨异常波磨原因探讨 工程类比法是一种概念上的、定性的方法，逻辑 上是从特殊到特殊［ｕ］．采用工程类比法能充分发挥
成功经验的作用，找到与既有问题工程各方面都比 较类似且设计比较成功的实际工程作参考，解决实 际当中遇到的问题． ２．１研究思路 １ 试验线路钢轨波磨现状调查分析 图２为研究思路流程图．
北京地铁４号线于２００９年开通运营，为减振降 噪采用了多种减振轨道结构．然而开通运营１个月 后，钢轨就出现了严重的异常波磨现象【１０］．截止到 ２０１１年１月７ １３，４号线的波磨总长度共计约４ ６６４ ｍ．异常波磨现象主要发生在小半径曲线地段和各 种减振道床范围，其中轨道减振器地段６７％以上出 现了异常波磨，其发生波磨里程最长、程度最严重、 全线波磨总长度所占比例最大．钢轨打磨２个月后， 波磨现象又再次出现．如图１为减振器轨道地段的 钢轨波磨． 北京地铁１、２号线自２０世纪６０年代末建成通 车以来，运营时间已超过４０年，而且地铁１号线和 ２号线运量要远大于４号线，线路设计标准总体上 要低于地铁４号线，运营负荷较大，但极少发生波
实地调研、资料收集分析 ● ｌ试验段选取ｌ
ｔ ● 未发生异常波磨（１、２号线）ＩＩ发生异常波磨（４号线）
ｔ Ｉ垂向、横向刚度测试
● Ｉ 测试结果对比分析 Ｉ
图２研究思路流程图 Ｆｉｇ．２ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｌｏｗｃｈａｒｔ 基于工程类比法，并以运行条件类似为原则选 取线路典型试验段，对比分析地铁１、２、４号线的轨 道垂向、横向刚度，找出指标差异规律，从而揭示轨
