浅析钢轨波形磨耗成因及防治
- 格式:docx
- 大小:27.92 KB
- 文档页数:3
城市轨道钢轨波浪形磨耗的产生和预防张学华郭满鸿乔小雷杜茂金工务中心摘要南京地铁一号线曲线钢轨出现了较为严重的波浪形磨耗。
为此,通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究,分析了不同的波磨程度对车辆及轨道动力学性能的影响,并提出了减缓措施。
关键词:波浪型磨耗,钢轨,地铁车辆,轮轨系统,Abstract In Line 1 of Nanjing Metro, there appeared more serious rail corrugation of those rails in curved section of railway. Therefore, through the phenomenon of rail corrugation mechanism analysis and computer simulation study, we analyzed different degree of the rail corrugation to the track vehicles and the extent of the impact of dynamic performance, and bring forward the mitigation measures to this situation.Key words Rail Corrugation, Rail, Metro vehicles, Wheel-rail system,1.引言南京地铁1号线自开通运营以来,由于车辆和轨道系统的相互作用,曲线钢轨的波浪形磨耗日益严重,波磨引起了很高的轮轨动力作用,加速了机车车辆及轨道部件的损坏,增加了养护维修费用;同时,列车的剧烈振动,给乘客造成了不适,严重时还可能威胁到行车的安全;此外,波磨同时也是噪音的主要来源。
为此,在查阅了国内外的相关资料,对波磨现象进行现场察看、统计和初步测量,以及对南京地铁车辆结构参数进行分析的基础之上,通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究,获得了重要的理论依据。
地铁钢轨波磨的特征及治理措施摘要:钢轨波磨就是指轨道在纵轴方向上因摩擦产生的一种波纹状耗损现象,且伴有不同的波长和振动频率。
这种波磨现象会让车辆在经过时发出噪音、发生明显的摇晃,降低人们的乘坐舒适程度,缩短车辆及其结构部件的使用寿命,从而增加了其运行的危险程度,因此对于钢轨波磨要及时采取防范和控制措施,不能任波磨现象持续发展。
本文通过对地铁钢轨波磨的特征进行研究,提出控制钢轨波磨的治理措施。
关键词:地铁轨道;钢轨波磨;磨损治理钢轨波磨是一种非常繁杂的,因车辆行驶时车轮转动接触轨道产生的物理现象。
这种现象在公路、汽车轮胎、火车轨道等具有反复滚动接触情况的位置时常发生。
而波磨现象的存在对人们的出行造成了严重困扰,所以人们对这一问题的解决进度逐渐提高了关注程度。
很多相关专业人员也加大了对波磨治理措施的研究力度,以便减少新的轨道产生波磨现象,同时控制现存轨道波磨状况的继续发展。
1.地铁钢轨波磨的特征虽然如今地铁轨道在世界各个地区均有设置,其构造多种多样,行驶的地铁车型、路线也存在差异,但是所形成的钢轨波磨在经过专业人员研究后发现,其仍具备了时间集中性、曲线、车辆和轨道结构相关性等共有特征。
1.1时间集中性钢轨波磨的严重情况多发生在新线开通和线路改建的前期。
如美国某地区的轨道电车是在1889年开始运行,但在六年后,轨道就开始产生很大的波磨现象;甚至有些地区的轨道仅仅运行六个月就出现了钢轨波磨;对于西班牙和巴黎的地铁,都在曲线轨道上发现了钢轨波磨,有些地区在投入了弹性车轮后也在短时间内出现了曲线波磨;即使是在对轨道改造过路线后的地区,仍避免不了波磨现象的发生;北京、南京等地大都也在地铁运行后的1~6个月内发生了轨道波磨情况。
1.2曲线相关性研究结果显示,钢轨波磨在半径较小的曲线轨道上最为常见,在半径较大的曲线和直线轨道上偶尔发现。
比如:中国、法国、德国、美国等大部分地区的钢轨波磨线路均是以弧形为主的。
通常,曲线上的波磨在低位置的轨道处较为明显,但一般来说,低位置轨道处的波磨较短,高位置的轨道处波磨较长。
专用线道岔尖轨\曲线钢轨磨耗的原因及防治措施摘要:针对专用线道岔尖轨、曲线钢轨磨耗严重的原因,进行了系统的理论分析和总结。
介绍了专用线道岔尖轨、曲线钢轨磨耗相应的防治措施。
为专用线线路养护和运营安全管理提供了理论依据。
关键词:道岔尖轨;曲线钢轨;磨耗;原因;防治;措施Abstract: this paper aim at the reasons of dedicated line switch rail, curve rail wear serious, does a systematic theoretical analysis and summary. This paper introduced the control measures of dedicated line switch rail curve rail wear appropriate, and provides a theoretical basis for the dedicated line track maintenance and operational safety management.Key words: turnout switch rail; curve rail; wear; reasons; control; measures内容:我们知道,道岔是引导机车车辆由一条线路转向另一条线路的过渡设备,道岔结构复杂,养护比较困难,是线路上的薄弱环节。
列车在曲线上行驶,由于离心力作用,曲线轨道比直线轨道受力较大,也是线路上的薄弱环节之一。
近年来我公司对承运的洛河、平圩两条电厂专用线的区间线路及厂前站线路、道岔群维修养护中发现,站内道岔尖轨及曲线钢轨磨耗现象普遍严重。
特别是平圩电厂厂前站道岔群尖轨磨耗及洛河电厂专用线1号、4号曲线(半径350米)钢轨磨耗现象更为严重,致使道岔尖轨及曲线钢轨需经常更换,而更换道岔尖轨及曲线钢轨费用高,成本大,工务人员劳动强度大,而且还大大增加了对专用线运输的干扰。
关于对地铁钢轨病害成因及处理措施的探析1 主要概况笔者以西安地铁为例,运营一、二号线正线合计104.247km,其中一号线正线全长50.665km,正线最小曲线半径400m,最大坡度28,采用U75V 钢轨;二号线正线全长53.582km,正线最小曲线半径350m,最大坡度26,采用U71Mn 钢轨。
目前对钢轨的运营维护主要是通过机械打磨修复和人工现场维护来实现,结合现场实际针对常见的病害进行处理。
2 钢轨的主要病害及成因分析电客车的运行状态是一个由多种独立运动叠加而成的复杂运动,钢轨主要承受垂向力、横向力、纵向爬行、温度应力和制动力的作用而形成病害。
(1)钢轨和焊缝及接头病害。
钢轨焊缝缺陷主要由于焊接工艺不良产生了各种伤损,其中典型伤损为灰斑、裂纹和烧伤缺陷,灰斑分布于焊缝接头的任何部位,北大街五路口下行K21+12# 左股发现接触焊轨底横向裂纹长度10mm,轨底部位危害较大。
产生的主要原因为前期焊机在焊接操作中焊接时间短、次级电压高、连续闪光出现中断等操作工艺不当造成的。
K19+30# 右股气压焊轨头踏面焊缝中心打磨亏损,长40mm,深2mm。
(2)磨:检查发现,西安地铁目前一二号线钢轨波型磨耗主要表现为波纹和波浪两种。
波浪形磨耗实质上是波浪型压溃,主要集中出现在R 450 以下的曲线及北客、会展折返地段;波纹形磨耗主要发生在直线地段和制动区段。
如不及时处理,波形磨耗会引起很强的轮轨动力作用,使电客车产生震动和噪声。
北客站P1004 号道岔导曲下股钢轨用内燃钢轨打磨机进行了轨面波浪型磨耗打磨,打磨前最大波深0.37mm,打磨后波深小于0.1mm。
(3)钢轨侧磨:主要是小半径的外股钢轨侧磨及内外股超高设置相对电客产生的蠕滑,造成钢轨病害,这与超高设置不当、行车速度、前期施工轨底坡不到位等原因有直接的关系。
目前主要集中在二号线北大街至永宁门区间。
分析此小半径曲线磨耗病害产生的原因。
一是曲线半径小,正线最小半径350m;二是均位于两区间中间段,列车运行速度相对较快接近70 公里;三是与线路坡道有关,均位于千分之三和千分之四的变坡点坡底位置(千分之四上坡在钟楼方向),上行磨耗曲线下股产生鱼鳞伤,下行磨耗曲线上股产生波浪磨耗伤。
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。
论小半径曲线钢轨磨耗原因及防治摘要:地铁运行的全程轨道中小半径曲线段最容易受到磨损危害。
当车辆到达曲线段时,轨道的曲线迫使机车转弯。
由于高速车辆的惯性大,对弯道路段的轨道会产生很大的影响。
当冲击力过大时,容易造成履带变形,对履带造成横向磨损破坏。
如果长时间不采取合理的措施,就会使轨道内外的荷载发生偏转,加剧轨道的磨损程度,引起车辆行驶的振动,甚至威胁车辆行驶的安全。
关键词:小半径曲线;钢轨磨耗;防治小半径曲线段是钢轨结构强度最薄弱的部分,在实际应用中容易受到病害的干扰。
本文综合分析了小半径曲线的病害类型,简要分析了病害原因,并根据分析结果提出了降低小半径曲线钢轨磨损的具体措施,以延长小半径曲线的使用寿命。
保证小半径曲线截面良好的运行状态。
1钢轨磨损的分类1.1钢轨的垂直磨损当轮对通过半径较小的曲线时,由于曲线轨道的外轨道比内轨道长,所以轮对轨道需要在内轨道上滑动才能平稳运行,这通常会导致轨道的垂直磨损。
为了保证列车通过曲线轨道时能够减少垂直磨损,必须严格设计轨道的曲线半径,如轨道的曲线半径应大于或等于840m,以减少磨损;乘用车轨道曲线半径应大于或等于920m,以避免轨道内侧竖向磨损,降低轨道压力块或接头块。
1.2钢轨的侧面磨损由于列车运行时曲线内外的距离差,往往会造成曲线轨侧磨,尤其是外轨侧磨更为严重。
列车运行时,轮缘对外轨的压力较大,轮轨摩擦较大。
1.3钢轨的波浪型磨损列车通过小半径曲线时,轮对的扭转共振产生交变纵向力,导致轮对与钢轨之间发生纵向滑动和波状磨损。
钢轨的波磨损还与小半径曲线的曲率以及轮轨的粘着状态有关。
波浪磨损的具体过程如下:当列车通过小半径曲线轨道时,由于车轮碰撞角的变化,轮轨的纵向剪切力超过轮轨,轮轨与轮轨之间的纵向滑动产生波谷,滑动后的累计能量被释放,减少轮轨磨损,产生波峰。
重复胶粘滑动时,轨面会产生波浪形磨损。
2钢轨磨耗产生的原因分析铁路弯道上钢轨磨损的原因有很多,甚至受多种因素的影响。
浅谈地铁钢轨波磨问题发表时间:2015-12-10T14:44:43.760Z 来源:《基层建设》2015年16期供稿作者:杨艳金[导读] 广州市地下铁道总公司广东广州通过对钢轨波磨的初步研究及深入思考,提出在新线设计、建设和既有线维护中应从以下方面进行考虑,减缓波磨的产生和发展。
杨艳金广州市地下铁道总公司广东广州 510000摘要:钢轨波浪形磨耗是轨道交通行业近年来致力解决的复杂问题。
本文根据广州地铁四、五号线运营以来的钢轨磨耗数据及检修情况,从设计、建设、运营等多角度探讨钢轨波磨形成的原因、预防手段及减缓措施,整体上减少钢轨磨耗,延长轮轨寿命,节约运营成本并提高乘客乘车舒适度。
本研究还提出了能有效控制钢轨波浪形磨耗的一些建议。
关键词:钢轨波浪形磨耗;广州地铁;减震扣件;钢轨打磨;小半径曲线Abstract:the abrasion rail wavy is rail transit industry in recent years committed to solve complex problems.According to the operation of guangzhou metro line 4 and 5 since the rail abrasion data and maintenance situation,from the design,construction,operation and inquires into the causes of the formation of wave rail grinding,prevention and mitigation measures,reduce rail abrasion on the whole,prolong the life of wheel/rail,save operating costs and improve the passenger ride comfort.This research also puts forward the effective control of rail wavy wear some Suggestions.钢轨投入使用后,踏面上出现的规律性凸、凹不平现象被称为钢轨波浪形磨耗(简称波磨),按其波长特征,有长波(波长约200~600mm)与短波(约30~80mm)之分,一般长波出现在小半径曲线上,而短波则主要出现在直线与大半径曲线上,往往是长波寄生着短波。
小半径曲线钢轨磨耗防治措施的探讨摘要:目前,地方性铁路仍然存在小半径曲线,钢轨磨耗病害十分严重,给交通运输和人们的生命安全造成了严重的影响和危害。
钢轨的磨耗一般是由于轮轨的反复摩擦、相互作用造成的,它不仅降低了轨道交通的安全性和可靠性,减少了轨道的使用寿命,也给交通道路管理部门造成了大量的金属耗费和成本投入,尤其以小半径曲线钢轨为最。
本文通过研究和分析造成小半径曲线钢轨磨损的原因,对其防治提出有效的解决办法和措施,以期提高小半径曲线钢轨的使用性能,延长它的使用寿命。
关键词:小半径曲线;钢轨;磨耗;原因;防治1、工程概述阳涉线为国铁Ⅱ级铁路,牵引种类为内燃,设计线路允许速度为60km/h。
阳涉线北起石太线的白羊墅车站,向南经平定、昔阳、和顺、左权四县,至邯长线的悬钟车站,全长185.571公里。
全线正线小半径曲线(R≤500m)共有80条,延长43432.22m;其中R=400m 24条,延长14934.74m;R=450m 13条,延长8102.26m;R=480m 1条,延长294.44m;R=500m 42条,延长20100.78m。
经调查发现,全线小半径曲线地段均不同程度的存在外轨磨耗、内轨压溃现象,并且随着牵引重量及运量的增加,磨耗速率不断加大,致使阳涉线提前进行换轨大修,2017年3月-2017年9月对全线磨耗严重的22条小半径曲线伤损钢轨进行了更换。
因此为减少运输成本,减缓小半径曲线钢轨磨耗的措施已迫在眉睫。
2、钢轨磨耗产生的原因分析铁路曲线上钢轨磨耗产生的原因很多,甚至受诸多因素的综合影响,究其根本原因是钢轨承受来自列车车轮的力,造成曲线外轨侧磨和垂磨。
由此可见,列车在曲线地段运行过程产生离心力和地球引力(力),根据力与反作用力的原理,曲线钢轨需提供与离心力及地球引力等大小反方向的力,因此造成曲线外轨垂磨、侧磨。
综上所述,曲线外轨产生磨耗的原因主要是围绕通过减少或减缓钢轨受力的角度,应用到现场实际上,主要表现在以下几个方面的原因。
阐述地铁小半径曲线钢轨磨耗及整治措施地铁运行的全程轨道中小半径曲线段最容易受到磨损危害,当车辆行驶至曲线段时轨道的弯度迫使机车转弯,由于高速行驶的车辆拥有较大的惯性,因此会对曲线段的轨道产生强大的冲击力,当此冲击力过大时就容易使轨道发生形变,同时对轨道造成侧磨和波磨的危害,当轨道长期没得到合理的措施就会对轨道的内外轨造成偏载,这就会加剧钢轨的磨损程度,造成车辆行驶的震荡,在严重时甚至会使行车的安全造成威胁。
一、小半径曲线钢轨磨耗类型分析小半径曲线段钢轨磨耗的发生是较为复杂的过程,该过程的演化与钢轨的质量、材质及养护等多个因素有关,同时还与车辆的行驶角度、冲击力范围及车辆型号有关,因此对小半径曲线钢轨的磨耗分析需要从多个角度探讨,其中钢轨位置不正确是造成钢轨磨耗问题产生的主要原因。
1、小半径曲线钢轨侧磨问题分析小半径曲线钢轨发生侧磨最为常见,该种问题的主要是由线路自身存在问题造成。
不同于地铁行驶在直线段,曲线段的钢轨会与地铁的车轮发生滑动,同时由于曲线段钢轨对地铁车速度的减少作用,使得钢轨在曲线段相同的牵引力下受到更大的作用力,导致列车和钢轨受到更大的磨损,大大缩短了钢轨的使用寿命。
当曲线段钢轨被安置角度超高时,会加重钢轨发生磨损的程度,安置超高的钢轨会降低钢轨对列车冲击力和冲击角的承受程度,直接影响到小半径曲线段轨头的磨耗程度,导致小半径曲线段使用寿命降低。
此外,经过长期对地铁路段的跟踪研究发现轨底坡的大小也会影响小半径曲线钢轨发生侧磨的程度,轨底坡角度的不同会直接改变钢轨与车轮的几何接触点,从而改变了轨道的受力大小,因此调节好轨底坡的大小可以有效缓解对钢轨轨头的磨耗。
另外,钢轨的大小不合理也会直接导致钢轨侧磨问题的产生,车轮在行驶的过程中与钢轨之间会存在一定的间隙,当轨距调节不合理时,车轮就会相对于线路中心发生偏离,两个车轮就会在钢轨上发生不同形式的摆动,会使车轮在轨道上发生蛇行运动,该种形式的运动会严重破坏车轨的稳定性,当车轨间距过大时甚至会引发列车脱轨事故。
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。
地铁小半径曲线钢轨磨耗分析及整治措施摘要:地铁是我国交通运输体系非常重要的组成部分。
地铁小半径钢轨磨耗问题对地铁正常运行带来的影响较大,分析地铁小半径曲线钢轨磨耗产生的原因,制定合理化的整治措施,可以有效减轻地铁小半径曲线钢轨磨耗,对于确保地铁线路正常运行具有重要意义。
以下就是本文对地铁小半径曲线钢轨磨耗分析及整治措施的有关分析,希望对该方面研究有一定帮助。
关键词:地铁;钢轨;小半径曲线;磨耗分析;整治措施小半径曲线钢轨磨耗是地铁运行较为常见的问题。
地铁中采用的大量钢轨结构可以起到减振的目的。
但是大量减振型轨道结构的使用也导致钢轨出现了一系列的问题,其中以毛钢轨磨耗最为常见。
针对地铁小半径曲线钢轨磨耗问题制定合理化的防范措施非常必要。
1地铁小半径曲线钢轨磨耗原因分析1.1线路条件影响线路条件是导致地铁小半径曲线钢轨磨耗的原因之一。
曲线半径与轮轨间滑动几率成反比关系,在曲线半径越小的情况下,轮轨间滑动几率越大,此时钢轨磨耗程度越严重。
而降低轨道竖向和横向刚度,则可以增加轨道结构弹性,对于减轻列车对轨道带来的冲击作用较大,从而减轻钢轨侧磨问题。
轨道在低阻尼的情况下钢轨波磨问题较为严重。
1.2走行部构造影响导致钢轨波磨和继续发展的因素主要包括以下几点,分别是轮对轴和一系滩簧的刚度、轮缘摩擦系数较小且轴重过大会加剧波磨严重程度。
1.3运营条件影响列车车型不一样其对应的走行部性能也不一样,列车在混跑情况下波磨不易发生,但是钢轨波磨发生率却增加。
曲线区段,在行驶列车数量明显增多的情况下,该区段钢轨出现波磨的几率会更高[1-2]。
2地铁小半径曲线钢轨磨耗类型分析2.1侧磨问题线路自身如果出现问题会引起侧磨现象。
列车行驶在直线段和曲线段钢轨会与地铁车轮产生滑动,曲线段可以减小列车的行驶速度,此时钢轨在曲线段一样的牵引力下受到的作用力会更大,加大了钢轨和列车之间的磨损,磨损程度进一步加深会缩短钢轨使用寿命。
2.2波磨问题道床刚度与钢轨波磨问题的发生密切相关,道床刚度对列车和轨道之间产生的振动密切相关。
地铁小半径曲线钢轨侧面磨耗分析及整治措施摘要:列车在轮载作用下不可避免会出现曲线地段的钢轨磨耗问题,研究钢轨曲线磨耗的现状、成因及发展趋势,针对性的提出钢轨的侧面减磨措施,对于提高线路的运行品质,减少养护维修的工作量,保证列车运营安全,具有十分重要的作用。
关键词:侧面磨耗;养护维修;涂油;钢轨打磨1 前言地铁运行的全程轨道中小半径曲线段最容易受到磨损危害,当车辆行驶至曲线段时轨道的弯度迫使机车转弯,由于高速行驶的车辆拥有较大的惯性,因此会对曲线段的轨道产生强大的冲击力,当此冲击力过大时就容易使轨道发生形变,同时对轨道造成侧磨的危害,当轨道长期没得到合理的措施就会对轨道的内外轨造成偏载,这就会加剧钢轨的磨损程度,造成车辆行驶的震荡,在严重时甚至会使行车的安全造成威胁。
2 钢轨侧磨分析钢轨侧磨发生在小半径曲线的外股钢轨上,是目前曲线上伤损的主要类型之一。
列车在曲线上运行时,轮轨的摩擦与滑动是造成外轨侧磨的根本原因。
当机车车辆在直线轨道上运行时,一般轮轨间仅为一点接触,但列车通过小半径曲线时,外轮缘与外轨的轨距线相互贴靠,产生两点接触现象,并在该点上产生钢轨对车轮的导向力。
与此同时,轮轨接触点上的轮对运行方向与轨距线的切线方向形成一个冲角α,轮缘将缘着切线方向对轨头边缘不断削磨,产生侧磨。
侧磨的大小可用导向力与冲角的乘积即磨耗因子来表示。
因此,导向力和冲角是决定钢轨侧磨大小的两个主要因素。
经过长期对广州地铁小曲线半径路段的跟踪研究发现轨底坡的大小也会影响小半径曲线钢轨发生侧磨的程度,轨底坡角度的不同会直接改变钢轨与车轮的几何接触点,从而改变了轨道的受力大小,因此调节好轨底坡的大小可以有效缓解对钢轨轨头的磨耗。
当曲线段钢轨被安置角度超高时,会加重钢轨发生磨损的程度,安置超高的钢轨会降低钢轨对列车冲击力和冲击角的承受程度,直接影响到小半径曲线段轨头的磨耗程度,导致小半径曲线段使用寿命降低。
另外,钢轨轨距的大小不合理也会直接导致钢轨侧磨问题的产生,车轮在行驶的过程中与钢轨之间会存在一定的间隙,当轨距调节不合理时,车轮就会相对于线路中心发生偏离,两个车轮就会在钢轨上发生不同形式的摆动,会使车轮在轨道上发生蛇行运动,该种形式的运动会严重破坏车轨的稳定性,当车轨间距过大时甚至会引发列车脱轨事故。
3陈海林贵阳市城市轨道集团有限公司运营分公司550018摘要:铁路线路设备是铁路列车运行的基础,经常保持线路设备完整和质量均衡,才能使列车以规定速度安全、平稳和不间断地运行。
由于受到地形、特殊地物的影响,采用半径小于300米的曲线来绕避障碍,这类曲线在日常工作中称为小半径曲线。
随着运运输量快速增长,加之机车类型的更新,使钢轨的磨耗迅速增快,尤其是在小半径曲线地段钢轨磨耗尤为严重。
严重的钢轨磨耗削弱了钢轨的强度,加剧了钢轨的伤损,缩短了钢轨的使用寿命,对运行安全带来很大威胁。
因此如何减缓小半径曲线钢轨磨耗,延长钢轨与轮对的使用寿命成为技术革新和研修的方向。
关键词:小半径曲线;钢轨磨耗;原因分析;措施1曲线钢轨磨耗增快发展原因分析1.1小半径曲线超高设置不当超高过大或过小都将引起钢轨的偏载和轮轨间的不正常接触。
超高过大,列车的重载偏载于内股钢轨,显然对内股钢轨的磨耗加大,同时对外股钢轨的磨耗也不利,因为内外股钢轨的长度不等,在车轮箍导向车轮轮缘向外股行走时,可以利用轮缘踏面锥形坡度来弥补一部分,但在后轴上,一般内股轮缘紧贴内股,使内、外股钢轨行程差值相对较大,这部分差数只有靠外轮沿纵向滑动或内轮向后滑动或打空转来调整,这就导致外轨的磨耗。
如果超高过小,离心力显然得不到平衡,势必也增大横向力,也同样导致曲线外股钢轨的磨耗。
1.2轨底坡坡度较小在曲线轨道上,外股长、内股短,只有轮对外轮的滚动半径大于内轮的滚动半径时,转向架才有良好的通过曲线性能,从而减少车轮对钢轨的滑动摩擦距离。
曲线下股轨底坡较小时,车轮踏面接触位置内移,滚动半径增大,内外轮滚动半径差减少,滑动摩擦距离增大,从而加剧曲线外股钢轨的磨耗。
1.3轨道轨面几何尺寸偏差超限轨距超限,千分率递减不好,正矢偏差超限,由于扣件扭力不良,扣板离缝、松动,锚钉个别缺失,拉杆松动、脱落、失效,轨底大胶垫厚薄不均,焊缝打磨不顺等原因,易造成轨距不良而引发列车冲击力增大,加剧上股钢轨磨耗。
无缝线路曲线钢轨病害原因分析及防治摘要:本文对无缝线路曲线钢轨病害的原因进行分析,根据不同的病害原因采取相应的预防整治措施,以达到尽量延长钢轨寿命、节约成本投入和增强列车运行安全性的目的。
关键词:曲线;钢轨;病害;原因;防治中图分类号:U213文献标识码: A1.绪论长久以来我国铁路运输在交通运输系统中一直占据重要地位。
高速度、重荷载运营是我国铁路运输的基本特点。
通过提高列车行车速度、缩短发车间隔、改善设备承载能力等措施,不断满足日益增加的客货流需求。
但同时也加剧了对轨道结构的破坏作用,减少了轨道部件的使用寿命,增加了养护维修成本。
 我国地域辽阔,地形复杂,山区、丘陵地区占很大比例。
特别是成都铁路局地处中国西南地区,管辖铁路几乎都是处在山区、丘陵地带,曲线较多且半径较小,曲线成为了日常养护维修中难点,而曲线上直接承接轮对作用的钢轨,其受力特点决定了钢轨的损耗和病害的较为容易产生。
严重的钢轨病害消弱了钢轨的强度,缩短了钢轨的使用寿命,不仅浪费大量的资金,而且还干扰运输秩序,影响行车安全。
因此防治曲线钢轨病害,减缓钢轨更换的速率,从而延长钢轨使用寿命对于我国铁路具有重大的意义。
2、无缝线路曲线钢轨主要病害及原因2.1 主要钢轨病害情况钢轨作为铁路交通的主要承载部件,直接承受来自列车车轮的反复作用。
在高密度、大荷载和快速的运输条件下,钢轨特别是头部运行表面不可避免地会出现各种伤损。
据统计钢轨伤损主要包括裂纹、掉块、光斑、碎裂、剥离、核伤、侧磨和波磨等。
其中钢轨轨面疲劳裂纹、钢轨波磨、小半径曲线钢轨的侧磨和曲线钢轨下股压宽是曲线钢轨伤损的主要类型。
这些钢轨病害伤损如果处理不当,不仅会降低乘客乘车舒适度、产生轮轨噪声、增加列车运行能耗、增加养护维修成本,严重的甚至会引起断轨,危及行车安全。
因此,必须重视对铁路线路钢轨伤损病害的防治和处理。
2.2 钢轨病害的原因分析俗话说“看病得对症下药”,对钢轨的病害的防治和处理也得先找出“病症”,究其原因。
地铁小半径曲线钢轨磨耗分析及整治措施发布时间:2023-01-04T02:48:51.330Z 来源:《新型城镇化》2022年23期作者:淡亚楠[导读] 在现代化城市的发展进程中,人们对于公共交通出行的要求在不断的提高,特别是在当前城市建设的交通运输压力不断增加的过程中,加强轨道交通的建设就显得非常重要的。
地铁具有自身的一些优势,对于上班族来说是非常重要的出行交通工具。
苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司江苏苏州 215200摘要:在当前交通运输系统日益发达的现阶段,城市轨道交通成为了人们出行的重要交通工具,地铁的发展建设就显得尤其重要,也是现代化城市建设发展重要的标志。
因此,对于地铁小半径曲线钢轨磨耗病害的严重性以及整治措施的研究非常重要,这对于当前城市轨道交通也是非常重要的课题。
地铁在运行的过程中,列车受离心力影响会对曲线钢轨有一定的磨耗,加强维修和养护是必不可少的,只有不断的提高地铁小半径曲线钢轨的维修和养护质量,才能更好的提高轨道线路状态,保障城市轨道交通列车安全平稳不间断的运行。
关键词:地铁;交通运输;措施;养护引言在现代化城市的发展进程中,人们对于公共交通出行的要求在不断的提高,特别是在当前城市建设的交通运输压力不断增加的过程中,加强轨道交通的建设就显得非常重要的。
地铁具有自身的一些优势,对于上班族来说是非常重要的出行交通工具。
但是,地铁小半径曲线钢轨在长时间的运行过程中,会产生一定的磨耗,对地铁的安全运行是有一定影响的。
但是在现阶段,我国地铁建设起步较晚,对于地铁系统的养护还有一定的局限性,因此,针对地铁小半径曲线钢轨磨耗的检修和养护整治还需要结合现代化的科学技术不断加强研究,这是对完善我国城市交通运输系统建设最重要的一项课题。
1 地铁小半径曲线钢轨磨耗概述及原因分析在城市交通运输系统中,地铁具有准时准点、便捷、不堵车等优势,对于上班族来说是非常重要的交通出行工具。
在地铁运行中,轨道线路是列车安全稳定运行的重要基础,也是整个城市轨道交通系统的不可缺少的一部分,地铁轨道的铺设工程是具有一定的难度和复杂性的,在运行中又具有运行时间长、列车间隔时间短、同时载客量又比较大的一些特点。
浅析钢轨波形磨耗成因及防治
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。
列车通过时,由于载重的相对集中以及轨道不平顺、轨距、超高等,使轮对粘滑振动被激化 ,既定钢轨点的磨损或压溃不断发生重复和累加 ,逐步形
成钢轨波磨。
1.2道岔地段波形磨耗产生原因
道岔是机车车辆实现转线的重要线路设备,道岔结构复杂,钢轨形态变换、
轨距加宽、线路超高、轨底坡设置等情况较多,使道岔区段具有多变的轮轨关系,又因其平面设计条件有限,这就导致轮对粘滑振动加剧,钢轨与列车间的相互作
用相较于其他轨道更加复杂,钢轨磨耗情况更为严重。
1.3轨道条件不良地段波形磨耗产生原因
轨道条件不良区段轨下基础不能持久可靠地保持轨道的几何形位,不具有足
够的强度和一定的弹性用以缓和机车车辆的冲击作用,易引起轨道不平顺,轨道
不平顺能使粘滑振动被激化且归一化 ,通过车辆车速相等或相近时,车轮对既定轨
道点的作用能实现重复和累加,使钢轨上磨耗大和磨耗小的地方固定不变,促成了
波磨的形成和发展。
综上,轮轨系统在一定参数配合下,系统垂向振动、轮对弯曲振动和扭转振
动三种振动形式构成一循环自激振动系统。
轮对发生粘滑振动,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。
当通过的列车车速和车型相对集中
以及轨道上存在不平顺时,轮对粘滑振动被激化和归一化,既定钢轨点磨损或压
溃发生重复和累加效应,逐步形成钢轨波磨。
波磨的形成和发展的原因基本上是
相同的。
钢轨波形磨耗生成原因比较复杂,它和钢轨材质与制造工艺、机车车辆
的构造与轴重、轮轨接触振动、轨顶金属塑性流动与表面疲劳以及小半径曲线的
黏着滑移效应等有关,但是其根本上来讲还是由于轮轨之间的相互作用,其他的
相关因素也必然是通过影响轮轨相互作用进而导致波磨产生的。
2钢轨波形磨耗的防治
针对钢轨波形磨耗,现阶段主要使用钢轨打磨进行预防和处置,以消除钢轨
病害,延长钢轨使用寿命。
2.1预备性打磨
预备性打磨主要用于新线路开通运行前对新钢轨进行打磨。
钢轨在轧制过程中,表面通常会形成一层脱碳层,深度在0.3mm左右,硬度较低,容易被车轮压溃形成伤损。
新钢轨表面还会有少量氧化铁皮和微观不平顺,在接触应力作用下
容易成为伤损源头。
预备性打磨可有效去除新钢轨表面脱碳层以及氧化铁皮,提
高钢轨平顺度,把钢轨伤损尽可能消除在萌牙状态。
2.2修理性打磨
修理性打磨也叫校正性打磨,是通过打磨控制和消除钢轨表面已产生的缺陷,如鱼鳞伤损、剥离掉块、轨头塌陷、塑性变形、波磨和侧磨等,对修复钢轨伤损,延长使用寿命起到积极的作用。
修理性打磨是在缺陷形成后再进行,磨削量较大,打磨深度一般在2mm以上,需要打磨车多次反复打磨,打磨效率低。
修理性打
磨周期较长,根据国外经验,在小半径曲线段,打磨周期约为0.4亿t通过总重,在直线和大半径曲线段,打磨周期约为0.8亿t通过总重。
2.3预防性打磨
预防性打磨是指根据线路条件和列车通行量,通过固定周期的打磨,将钢轨
轨头廓型维持在最佳轮轨接触几何形状,改善轮轨接触关系和动力学性能,降低
磨损,控制钢轨疲劳伤损的产生和发展。
预防性打磨通常在接触疲劳裂纹开始扩
展前将裂纹和塑性变形金属层打磨掉,以防止塑性变形发生累积,因此打磨量较小,深度通常为0.1-0.2mm,采用高效率打磨车1-2次打磨即可,打磨效率高。
由于预防性打磨具有维护性质,打磨必须定期进行,打磨周期短。
一般情况下,
小半径曲线段的打磨周期约为0.15亿t通过总重,直线段的打磨周期约为0.4亿
t通过总重。
实践表明,钢轨修理性打磨后应定期进行预防性打磨,可大幅提高
钢轨使用寿命。
结束语
钢轨波磨是铁路轨道比较常见的现象,其不仅会对轨道工程的质量造成不良
影响,而且会影响列车的行驶安全。
因此,对钢轨波磨原因进行分析,并且得到
了初步的解决措施,以改善轨道性能,延长其寿命。
参考文献:
[1]王书卫.钢轨扣件减振橡胶阻尼耗能特性分析[J].铁道标准设计,2015(1):37.
[2]李金良,张会鑫.天津地铁钢轨打磨技术应用探讨[J].现代城市轨道交通,2014(3):62.
[3]刘学毅,印洪.钢轨波形磨耗的影响因素及减缓措施[J].西南交通大学学
报,2002(05):483-487.
[4]李玉川.浅析钢轨磨耗成因及预防措施[J].同煤科技,2002(04):6-7.
[5]刘学毅,王平,万复光.重载线路钢轨波形磨耗成因研究[J].铁道学报,2000(01):98-103.。