重載鐵路線路大機(jī)打磨的技術(shù)研究

王曉明

摘?要：鋼軌打磨是一項(xiàng)表面金屬的磨削工藝，鋼軌打磨對(duì)改善鐵路線路的運(yùn)行工況、減緩或消除鋼軌缺陷有著明顯的作用。本文主要圍繞鋼軌病害問題及重載鐵路線路大機(jī)打磨技術(shù)展開討論，以期為業(yè)內(nèi)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：重載鐵路線路;鋼軌打磨;技術(shù)

大秦運(yùn)煤專線是中國(guó)第一條雙線重載電氣化鐵路，自1992年全線開通以來，運(yùn)量逐年增長(zhǎng)，2002年運(yùn)量突破1億噸。2002年至2009年間，大秦鐵路依靠自主創(chuàng)新，大幅度提高了列車牽引重量，開行了1萬噸和2萬噸重載列車，年運(yùn)量從1億噸提高到了3.3億噸，到了2010年，年運(yùn)量將突破4億噸，成為世界上年運(yùn)量最大的鐵路。在如此繁忙的鐵路上，鋼軌傷損也隨之加重，鋼軌傷損不僅會(huì)縮短鋼軌使用壽命，增加不安全隱患，而且還會(huì)耗費(fèi)大量的人力和物力來監(jiān)測(cè)軌道的安全狀況，維護(hù)軌道的正常營(yíng)運(yùn)。

自2005年以來由于運(yùn)量大幅度增加和軸重的增加，鋼軌的傷損進(jìn)一步加劇。2006年1月對(duì)大秦重車線鋼軌使用情況的調(diào)查結(jié)果表明，曲線上下股鋪設(shè)后2個(gè)月就出現(xiàn)了嚴(yán)重的剝離掉塊，而且這種剝離掉塊的大面積出現(xiàn)會(huì)影響超聲波探傷作業(yè)，給運(yùn)輸安全帶來隱患。

1 常見鋼軌的病害

鋼軌波浪磨耗多發(fā)于直線線路上，短波波磨常發(fā)生在鐵路曲線下股，長(zhǎng)波波磨通常是由于線路上只有單一型號(hào)的車輛運(yùn)行造成的。波磨的出現(xiàn)不僅會(huì)造成列車晃車加大行車噪音，而且列車在通過波磨段時(shí)會(huì)形成列車共振，鋼軌的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件承受過多的載荷，造成扣件螺栓斷裂，枕木傷損，道砟過度粉化，從而加大軌道部件的修理和清篩的工作量。目前站段缺乏處理波磨病害的打磨設(shè)備，北京燕宏達(dá)鐵路設(shè)備有限公司生產(chǎn)的內(nèi)燃鋼軌波紋打磨機(jī)，采用進(jìn)口大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，最大的特點(diǎn)是打磨機(jī)的兩側(cè)具有24個(gè)水平輥輪，可以使設(shè)備始終處于一個(gè)水平的打磨角度，并且打磨角度可以實(shí)時(shí)鎖定，有效的對(duì)軌頂面的波磨進(jìn)行打磨修復(fù)，提高鋼軌的平順性，降低站段的維修成本，降低運(yùn)行噪音，提高運(yùn)行安全，延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命。

魚鱗紋、光帶不良、側(cè)磨等是鋼軌常見的病害，嚴(yán)重。時(shí)會(huì)產(chǎn)生鋼軌剝離掉塊，必須進(jìn)行換軌，造成站段的換軌工作壓力大，9月24日在石太線集中修時(shí)發(fā)現(xiàn)在小半徑曲線內(nèi)出現(xiàn)的魚鱗紋特別嚴(yán)重，下行右股已經(jīng)出現(xiàn)了剝離掉塊的現(xiàn)象，左股軌頂面塌陷，已完全沒有鋼軌廓形。北京燕宏達(dá)鐵路設(shè)備有限公司生產(chǎn)的多功能垂直打磨機(jī)是一款可以在鋼軌內(nèi)測(cè)60°外側(cè)30°全方位打磨的多功能打磨機(jī)，不僅可以對(duì)鋼軌?mèng)~鱗紋、廓形進(jìn)行再造打磨還可以對(duì)鋼軌道岔大機(jī)打磨受限區(qū)進(jìn)行打磨修復(fù)，有效的延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命。

鋼軌肥邊病害是站段常見的鋼軌病害，主要出現(xiàn)在到發(fā)線、站場(chǎng)股道以及正線的小半徑曲線內(nèi)，肥邊的產(chǎn)生不僅會(huì)使鋼軌軌距變小，而且會(huì)造成鋼軌原有的廓形發(fā)生變化，加大輪軌的相對(duì)磨耗，北京燕宏達(dá)鐵路設(shè)備有限公司生產(chǎn)的鋼軌銑磨設(shè)備，采用前銑后磨的方式，比傳統(tǒng)利用打磨方式作業(yè)效率高出5倍，一個(gè)小時(shí)可對(duì)3毫米以內(nèi)的肥邊銑削100米左右，并且一遍成型?？梢杂行岣咦鳂I(yè)效率，降低站段維修成本，延長(zhǎng)鋼軌使用壽命。

2 鋼軌打磨的周期和時(shí)機(jī)

（1）鋪設(shè)上道的新鋼軌的預(yù)打磨應(yīng)在軌道精調(diào)完成后進(jìn)行。

（2）已開通運(yùn)營(yíng)業(yè)的高速鐵路，預(yù)防性打磨周期按通過總重和運(yùn)行狀狀確定，原則上每 30～50Mt 通過總重進(jìn)行一次鋼軌預(yù)防性打磨，一般不宜超過 2 年。

（3）對(duì)重復(fù)出現(xiàn)動(dòng)車組抖車、構(gòu)架橫向加速度報(bào)警且光帶不良，或出現(xiàn)超過下表規(guī)定的鋼軌傷損地段，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理性打磨。當(dāng)鋼軌頂面連續(xù)或多處擦傷深度不大于 0.5mm 時(shí)應(yīng)使用打磨車打磨，深度大于 0.5mm 時(shí)使用打磨車或銑磨車銑磨。

3 鋼軌打磨技術(shù)指標(biāo)要求

3.1 鋼軌打磨深度應(yīng)符合以下要求

（1）預(yù)打磨：軌頂中心區(qū)域（-1°～+3°）最小打磨深度不小于 0.2 mm。其中道岔打磨保證軌頭廓形為主，打磨深度可適當(dāng)減少。

（2）預(yù)防性打磨：軌頂中心區(qū)域不小于 0.1 mm。

（3）修理性打打磨：①光帶修形后軌頭達(dá)到目標(biāo)廓形。②波磨鋼軌打磨后符合波磨打磨驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。③擦傷軌打磨后軌面硬度不高于鄰近母材軌面硬度 50HB。④鋼軌?mèng)~鱗紋應(yīng)消除。

3.2 打磨面粗糙度：不大于 10μm

3.3 打磨平面最大寬度應(yīng)符合以下要求

（1）軌頂縱向中心線兩側(cè) 10 mm 區(qū)域?yàn)?10 mm，10～25 mm 區(qū)域?yàn)?7mm，其余打磨區(qū)域?yàn)?5 mm。

（2）沿鋼軌縱向 100 mm 范圍內(nèi)，打磨平面寬度最大變化量不應(yīng)大于打磨平面最大寬度的 25%。

3.4 打磨后輪軌接觸光帶

直線和曲線下股鋼軌應(yīng)基本居中，寬度為 20～30 mm;曲線上股鋼軌應(yīng)偏向內(nèi)側(cè)。

3.5 鋼軌打磨后應(yīng)無肥邊、無疲勞裂紋、無連續(xù)發(fā)藍(lán)帶

4 鋼軌焊縫接頭打磨技術(shù)

（1）焊縫接頭的主要病害有：肥邊、擦傷、剝落掉塊、鋼軌低頭、硬彎、焊縫凸凹、鋼軌母材軌頂面凸凹、馬鞍形磨耗、波浪形磨耗及魚鱗裂紋病害。

（2）鋼軌焊縫達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需進(jìn)行打磨整治：

（3）焊縫平順度：用 1 米平直尺或電子平直尺對(duì)鋼軌焊接頭踏面平直度行進(jìn)行檢查，當(dāng)焊接接頭平直度超出+0.5 mm/1 時(shí)，應(yīng)采用仿形打磨打或精磨機(jī)對(duì)焊接接頭進(jìn)行局部打磨，打磨后平直度應(yīng)控制在+0.1～0.3 mm/范圍內(nèi)。鋼軌焊接接頭嚴(yán)禁使用手砂輪打磨。

5 結(jié)語

重載線路的鋼軌打磨中，大機(jī)作業(yè)車隊(duì)與工務(wù)系統(tǒng)在施工中的相互配合，是直接關(guān)系到鋼軌打磨作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)進(jìn)度和施工安全的問題，所以要深入研究一套科學(xué)合理的重載線路鋼軌打磨實(shí)施方案，對(duì)高效高質(zhì)完成鋼軌打磨是非常必要的，也是鋼軌打磨雙方，特別是作為設(shè)備管理者的工務(wù)系統(tǒng)是一項(xiàng)急待解決的任務(wù)。因此，深入研究出一套適合大線重載線路的鋼軌打磨方案，避免因盲目打磨造成的人力、物力和時(shí)間的浪費(fèi)。