線路大修換軌后軌道質(zhì)量、使用壽命探討

黃祖亮

摘要：鐵路軌道質(zhì)量與鐵路運輸安全通暢有著密切關(guān)系。特別是在鐵路軌道線路大修換軌之后，如果不能夠確保軌道質(zhì)量，那么就會對鐵路運輸安全通暢帶來嚴重的影響。為此，在文中主要就對鐵路軌道線路大修換軌之后如何確保軌道質(zhì)量與延長使用壽命進行探討。

關(guān)鍵詞：鐵路軌道；軌道質(zhì)量；鋼軌使用壽命

保障鐵路運輸安全暢通是設備管理部門開展安全生產(chǎn)的服務根本，線路設備作為基礎(chǔ)設備來說其質(zhì)量狀態(tài)直接關(guān)系到鐵路的發(fā)展速度，其重要性不言而喻。成都鐵路局至2008-2016年以來，路局利用災害復舊和大修資金累計更換新軌3951.93km，平均每年僅更換439.1 km新軌，當前已欠鋼軌大修周期平均量120Km/年，2016年經(jīng)路局統(tǒng)一調(diào)整，截止12月02日大修換新軌量累計達到1026.53 km，2016年全局更換鋼軌1200Km。反映出目前鋼軌的檢養(yǎng)方式方法上急需進一步的思考提高，延長鋼軌使用周期。本文主要以“線路大修換軌后，如何保證軌道質(zhì)量、延長鋼軌使用壽命”為主題，由鋼軌狀態(tài)的影響因素展開討論，結(jié)合輪軌關(guān)系從鋼軌的廓形管理、線路線型技術(shù)參數(shù)兩大方面重點進行收集整理，努力拓寬思路、發(fā)掘檢修細修，提出相對適宜于操作實施的方案建議。

1相關(guān)的現(xiàn)狀及存在的問題

1.1鋼軌廓形管理方面

1.1.1目前我局范圍鋼軌檢養(yǎng)的現(xiàn)狀

（1）鋼軌狀態(tài)。目前我局范圍內(nèi)的鋼軌養(yǎng)護狀態(tài)較管理周期質(zhì)量目標存在一定差距，從現(xiàn)場反映的情況來看，因受限于認知水平和生產(chǎn)能力，鋼軌的預防性打磨、保養(yǎng)性（輪廓性）打磨和校正性（修理性）打磨的貫穿設計、作用連接效果不明顯，各個大修周期的鋼軌都不同程度的出現(xiàn)本可以通過鋼軌修理而延緩的病害現(xiàn)象，在一些地段甚至出現(xiàn)病害影響占主要因素，摻雜其他原因發(fā)生的鋼軌折斷影響行車安全的情況。根據(jù)調(diào)研，在現(xiàn)場抽樣客貨混跑、年通過總重58.1Mtkm/km（2015年數(shù)據(jù)）、曲線半徑為300m、超高100m（線型技術(shù)條件相對不利）大修不到半年的地段（廓形軌、全斷面淬火），已經(jīng)出現(xiàn)以下具有反映全局的代表性問題：

一是上下股的鋼軌光帶作用面反映出磨耗的不同步，受力不均勻，無明顯的側(cè)磨痕跡（不考慮車輪的踏面不規(guī)則對鋼軌光帶的的復雜影響，鑒于混跑線路的車輪客觀不足，廓形設計作用面的實際磨耗程度應略小于車輪理想狀態(tài)下碾壓理論磨耗的程度）。整體鋼軌在接觸受力下發(fā)生自然磨耗為主（鋼軌本身剛度未出現(xiàn)問題，也未變形產(chǎn)生肥邊）。

二是鋼軌頂面開始出現(xiàn)麻面和輕微魚鱗紋。這種情況是鋼軌疲勞導致的材質(zhì)反映，鋼軌表面疲勞裂紋的增長率受到輪軌間的接觸壓力水平的影響。微小裂紋萌生于壓力頻繁接觸的鋼軌表面，并向鋼軌淺層慢慢地擴展。

三是大修地段與待大修地段的連接焊縫光帶突變明顯，過渡不好，導致機車在通過該處時的走行軌跡相應發(fā)生突變，轉(zhuǎn)向架帶動車輪對焊縫前后一個相對固定的位置形成較大的側(cè)向沖擊力，在鋼軌側(cè)面形成一定寬度但是不明顯的壓印，一旦發(fā)展加劇，存在應力集中的受損風險。

1.1.2鋼軌檢修的任務安排及技術(shù)標準設計

目前工務站段層面對鋼軌的檢查項目和方式對于鋼軌的全過程監(jiān)管存在多處空白，雖然已經(jīng)意識到了，但在現(xiàn)場實際操作上面仍然比較受限，主要對使用標準和方法理解深入程度不足，導致一些好的理念浮于現(xiàn)狀之上，通過現(xiàn)場調(diào)研，主要有以下不足。

（1）鋼軌設備檢查的要求不能滿足全過程監(jiān)控的實質(zhì)需要。一是目前絕大多數(shù)工務站段對鋼軌的檢查主要項目職責依附在探傷作業(yè)過程，基于探傷人員的責任制考核內(nèi)容和主要質(zhì)量風險點、周期任務壓力，只能停留在抓傷和出現(xiàn)輕傷之后的傷損系列管理。二是設備管理車間、班組人員的巡檢要求上主要還是針對幾何尺寸、零配件、道床等方面進行強化落實，在這一部分的落實效果上，已經(jīng)偶爾會出現(xiàn)力不從心的情況，因此在鋼軌的磨耗情況、細微局部的變化上也沒法再進行工作量的加碼。

（2）人工打磨的組織管理水平進步緩慢。一是人工打磨生產(chǎn)組織還存在多樣性，最優(yōu)化的組織方式不同程度上還有待于進一步摸索。二是對于外包打磨的質(zhì)量控制存在一定的局限性。一方面是雙方在約定上對質(zhì)量的相關(guān)內(nèi)容，主要只涉及了在打磨過程中不造成鋼軌傷損，對驗收標準只有頂面和側(cè)面兩項平直度要求，在保質(zhì)期、打磨地段的光帶變化等比較重要的方面缺乏進一步溝通；另一方面車間沒有相對固定的人員對打磨承攬作業(yè)隊伍進行質(zhì)量監(jiān)控，采取的是所在設備工區(qū)綜合自身生產(chǎn)安排配合防護和帶工人員，質(zhì)量驗收力度較弱，段層面主管科室的抽查組織也比較困難。三是線路工區(qū)的零星打磨作業(yè)人員的專業(yè)水平不能全部適應于打磨質(zhì)量目標需要，難以避免順坡不足、過度打磨等情況。

1.2線路線型技術(shù)標準方面

技術(shù)管理缺乏源頭及過程控制，難以保證技術(shù)參數(shù)的準確及實用性。

1.2.1無縫線路技術(shù)管理不到位

一是在大修換軌施工過程中，因技術(shù)管理環(huán)節(jié)不嚴謹，導致新設置的單元軌條與無縫線路技術(shù)卡片上的實際單元軌條不一致，技術(shù)管理人員又未結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行修訂，最后導致無縫線路技術(shù)卡片存在偏差。二是在日常養(yǎng)護維修過程中，因扣件的松緊隨意，導致一個單元軌條中形成多個應力單元，造成鋼軌的應力管理混亂。三是在處理重傷設備方面，因技術(shù)參數(shù)收集不到位，現(xiàn)場進行無縫線路應力調(diào)整（放散）時，導致鎖溫整治不到位。

1.2.2曲線超高的設置，直接影響鋼軌的使用壽命

為了平衡列車行駛在曲線上所產(chǎn)生的離心力，故在曲線上設置超高。但對于工務部門來說，設置最優(yōu)的曲線超高不僅為滿足行車安全及舒適度，而且還能延長鋼軌的使用壽命。以曲線半徑400m，線路允許速度80Km/h，曲線超高100mm，緩和曲線長度90m，客貨混跑線路，客車通過該曲線時，線路允許速度可達到80Km/h，該曲線欠超高為88.8mm（《修規(guī)》第3.7.1條明確規(guī)定“未被平衡欠超高不應大于75mm，困難情況下不應大于90mm……”），因此Hc≤90mm取一個困難條件符合設計要求，該段鋼軌為2014年上道，通過現(xiàn)場觀察，該曲線鋼軌上股無傷損、磨耗。由此可見，最優(yōu)的超高可以延長鋼軌的使用壽命。endprint

2相關(guān)建議措施

2.1相關(guān)技術(shù)參數(shù)方面

在線路大修及日常維修中，專業(yè)技術(shù)人員必須從生產(chǎn)源頭、生產(chǎn)過程中人手，全面的抓好技術(shù)管理。

2.1.1無縫線路技術(shù)管理

一是準確掌握無縫線路鎖定軌溫，針對無縫線路鎖定軌溫不準確的地段，由段成立專門的隊伍，采用鎖定軌溫測量儀對單元軌條進行全面的測量，確保鎖溫要準。二是在大修換軌過程中，嚴把過程控制，組織專業(yè)技術(shù)人員（大修車間及線路車間技術(shù)員）相互對換軌過程中的技術(shù)資料進行全面復核，重點復核現(xiàn)場焊接質(zhì)量、應力放散是否按照設計放散到位，每個觀測點嚴格按照位移量控制到位，及時拍照發(fā)專業(yè)技術(shù)管理群，同時線路車間嚴格比照現(xiàn)場的放散資料及時修訂無縫線路技術(shù)卡片，并報技術(shù)科備案。三是各級生產(chǎn)者應嚴格按照無縫線路管理規(guī)定組織生產(chǎn)，減少無用或過分道床、扣件擾動，盡量保持無縫線路穩(wěn)定性。四是重傷設備開斷除按照要求填寫《無縫線路開斷審批單》外，重點要做好現(xiàn)場技術(shù)參數(shù)的收集，在收集技術(shù)參數(shù)時，必須采用照片方式進行收集，并上報相關(guān)部門更新技術(shù)資料，至少保持到該區(qū)段應力調(diào)整（放散）完畢。

2.1.2合理設置曲線超高

曲線超高不僅是為了平衡離心力，為旅客提供良好的舒適度，同時合理設置曲線超高可有效的延長鋼軌使用壽命。超高設置的主要因素取決于欠、過超高，而小半徑曲線上未被平衡欠超高越小，旅客舒適度越好（數(shù)據(jù)證實Hc=60mm時，a≈0.4m/s2，旅客基本上感覺不出，意識不到列車在曲線上運行；Hc=75mm時，a≈0.5m/s2，有感覺，能適應；Hc=90mm時，a≈0.6m/s2，感覺有橫向力，但比較容易克服。因此可見，在小半徑曲線上欠超高按照60mm設置，旅客舒適度較好），但貨車通過時對鋼軌造成的傷損較為嚴重。因此，在日常養(yǎng)護過程中，技術(shù)人員應定期對曲線超高進行檢算，在客貨混跑的小半徑曲線上建議欠超高比照60mm設置，這樣以來，不僅保證了旅客的舒適度，而且有效的減少了鋼軌傷損、磨耗。

2.1.3專業(yè)技術(shù)人才的管理

目前，工務系統(tǒng)，專業(yè)技術(shù)人員缺乏，專業(yè)技術(shù)管理工作有待提升及加強，因此，各站段首先應抓好專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，使技術(shù)管理人才明白自己的崗位責任，對待工作崗位做到“可敬、可怕、可畏”；其次建立專業(yè)技術(shù)干部考核機制，對專業(yè)技術(shù)干部管理的技術(shù)工作、責任范圍定期進行考核驗收，不達標的納人問責處置，促使專業(yè)技術(shù)干部自覺對自己所管的技術(shù)工作定期進行自查，確保技術(shù)管理工作的準確性、嚴謹性。

2.2鋼軌修理方面

2.2.1鋼軌大機打磨

（1）根據(jù)路局的大機打磨任務安排，提前充分做好現(xiàn)場設備調(diào)查，編制科學的任務安排。一是周期性的大機預防打磨必須嚴格執(zhí)行，如前文提到的現(xiàn)場小半徑曲線，超高設置已是目前技術(shù)標準中論證的最優(yōu)化，但鋼軌已開始出現(xiàn)輕微病害表征，只能依靠預防打磨進行及時修復。二是要做好各區(qū)段的優(yōu)先級次，以備受天窗兌現(xiàn)情況影響縮短作業(yè)天窗數(shù)的情況造成重點區(qū)段未作業(yè)。三是在排序依據(jù)上參照磨耗與疲勞的對沖關(guān)系，按照肥邊一魚鱗一側(cè)磨一波磨的順序進行排列，同時考慮區(qū)段之間的轉(zhuǎn)場、運輸?shù)缺Ｕ献鳂I(yè)的連貫性，避免重復掛運現(xiàn)象太多。四是在自身生產(chǎn)能力允許的條件下，提前對大機打磨區(qū)段的重點焊縫（平直度、肥邊突出）處所進行打磨。

（2）加強鋼軌打磨的廓形設計科學性和過程控制。一是在迅速明確作業(yè)任務后，負責廓形設計的部門要對任務地段的鋼軌狀態(tài)、重點線路線型（如曲線超高）、列車運行速度（如大站場兩端的正線曲線）充分調(diào)查抽樣，基于鋼軌的廓形現(xiàn)狀、光帶集中情況、疲勞程度做出接近于“一點一案”模式的模板文件，盡量避免“一刀切”的情況。二是設計人員、大機作業(yè)人員、工務施工人員在作業(yè)前應充分交流，針對不同的打磨機車狀態(tài)和設計的打磨量，磨合出最合適的走行速度、砂輪排布角度。三是設備管理單位的配合人員應做到相對固定，除了熟悉相關(guān)的安全標準外，要有意識的對平直度進行抽查，尤其是在直曲線過渡段、因傷損插人鋼軌磨耗不匹配焊縫處、打磨車啟停位置結(jié)合處更要引起足夠的重視。

（3）做好打磨后一定時期的跟蹤檢查和數(shù)據(jù)運用。建議至少在運量相同、鋼軌大修同批次、速度相同的一個區(qū)段范圍內(nèi)至少建一個直線和曲線檢測點，除記錄作業(yè)前后的數(shù)據(jù)外、以半年或一年為周期進行觀測、對比、總結(jié)，為復雜多樣的線路環(huán)境提供更可靠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)參考。

軌道質(zhì)量和鋼軌壽命兩者始終是統(tǒng)一變化、相互影響的，因此與其相關(guān)的項目基本上涵蓋了工務日常線路生產(chǎn)組織中的各個方面，本文主要根據(jù)現(xiàn)場各類因素的影響權(quán)重和操作性出發(fā)，來圈定的一些項目進行研討并提出一些重點環(huán)節(jié)要求和一些方法思路及建議。endprint