現(xiàn)代有軌電車槽型鋼軌打磨分析

張永林

現(xiàn)代有軌電車作為中低運量的城市軌道交通工具，它具有投資小、建設周期短、安全準點、舒適平穩(wěn)，越來越受到北京、上海、武漢中特大城市作為主干交通網(wǎng)接駁延伸線作用，同時也受到三四線城市的關注，全國目前已有北京、上海、武漢、南京、廣州、深圳、沈陽、淮安、嘉興等15個運營城市500多公里運營線路。

槽型軌道是有軌電車的特有的制式特點，帶有唇邊護軌的軌道，有效保護有軌電車的運營安全。隨著運營周期延長槽型軌道相繼出現(xiàn)波磨、光帶異常、點蝕等病害，嚴重影響有軌電車的運營安全及乘坐舒適度，大大降低有軌電車的運營服務質(zhì)量。出現(xiàn)病害后需要檢測和處理，鋼軌的病害處理基本上采用打磨、更換鋼軌的手段。下面就槽型軌病害處理與打磨經(jīng)驗與大家共同探討。

1相關病害的危害分析

1.1波磨的危害

鋼軌出現(xiàn)波浪形磨耗病害以后，將直接影響輪軌的正常貼合。小曲線路口出現(xiàn)運行噪聲大、車輛通過路口震動強烈等情況，影響乘客乘坐舒適度。該情況加速車輛和軌道部件的損壞，并進一步加劇波浪形磨耗的嚴重程度，產(chǎn)生惡性循環(huán)，需及時處理。

1.2光帶異常的危害

車輪在鋼軌的支撐和導向下，沿著運行方向作蛇行運動。車輪踏面在鋼軌面的滾動、滑動，車輪輪緣與鋼軌間相互作用，都會在鋼軌上留下亮痕，這種亮痕稱為鋼軌光帶。正常鋼軌光帶應在軌面居中寬度20-30mm。

軌面滿光帶導致車輛踏面和鋼軌接觸面積過大，車輪滾動阻力增大，牽引能耗增加，增高車輛蛇形運動的頻率使行駛穩(wěn)定性變差，降低乘車舒適度。光帶異常產(chǎn)生的蛇形運動不穩(wěn)定還將進一步影響未來車輛提速，后期病害逐漸發(fā)展將嚴重影響到安全性和舒適性，需要降速才能滿足運營安全，對有軌電車的快速、高效、準點運行將造成極大影響。

1.3點蝕的危害

目前點蝕傷損處于輕度發(fā)展階段，隨著通過軸重的不斷累加，疲勞性傷損將會逐步演變?yōu)檐壝鎰冸x掉塊、橫縱向裂紋等嚴重病害，增加鋼軌更換的工作量，維修成本上升。不及時處理，剝離掉塊和橫縱向裂紋會引發(fā)鋼軌斷裂，造成線路中斷，列車脫軌等嚴重安全運營問題。

1.4打磨的必要性

有軌電車槽型鋼軌需不需要打磨，需要詳細對正線軌道進行檢測，并與有關檢驗檢測單位進行了客觀全面的分析。如已經(jīng)出現(xiàn)了波磨、光帶異常和點蝕等病害，部分區(qū)段已嚴重影響運營安全性、乘坐舒適性。相關病害如進一步惡化，將出現(xiàn)鋼軌掉塊、裂紋甚至斷軌風險，將導致準點率、運行效率降低，甚至發(fā)生脫軌顛覆的危險。根據(jù)TG/GW102-2019《普速鐵路線路修理規(guī)則》第4.12.3條，鋼軌打磨列車打磨作業(yè)要求。疲勞裂紋、剝離掉塊、波磨深度或肥邊寬度超過0.3mm等傷損時應進行修理性打磨。城市軌道交通地鐵修規(guī)超過0.1mm開展修理性打磨。第3.6.12條軌面光帶不良時應檢測廓形并按照設計廓形進行打磨。

以淮安現(xiàn)代有軌電車1號線為例：淮安有軌電車1號線自2015年開通運營近五年，通過6年的軌道保養(yǎng)，線路一直保持安全平穩(wěn)運營。在2019年下半年養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)鋼軌光帶異常，路口和23個站臺前后出現(xiàn)鋼軌疲勞點蝕（麻點）病害逐漸加劇。體育館至水渡口、古末口、南門共12個曲線半徑小于400m的曲線線路鋼軌出現(xiàn)不同程度的波磨，包括內(nèi)側(cè)波磨和軌頂波磨。

通過2020年的養(yǎng)護跟蹤檢查，光帶異常及點蝕病害擴大趨勢不大，體育館至水渡口、古末口、南門共12個曲線半徑小于400m的曲線波磨加重，列車經(jīng)過震動劇烈，摩擦噪聲大，通過廓形儀、波磨儀等測試設備對波磨及軌道輪廓情況數(shù)據(jù)定量分析，根據(jù)情況淮安開展了部分路段的病害打磨工作。

3相關病害的打磨處理方式

處理鋼軌波磨、光帶異常、點蝕的最有效方式是對鋼軌進行打磨處理。有軌電車槽型軌打磨有別于一般鐵路和地鐵打磨，主要體現(xiàn)在有軌電車線路曲線過小導致大型打磨機車無法適應線路運行，槽型軌地面鋪設且受軌唇影響普通打磨方式無法打磨軌距角和軌側(cè)。鐵路、地鐵的大型打磨車輛均不能滿足有軌電車打磨的技術需求條件，無法進入線路開展打磨。

目前能夠適應有軌電車軌道打磨的方式有三種，包括人工打磨、被動式打磨、主動式打磨。

國內(nèi)各路局工務段、地鐵公司在鐵路線路養(yǎng)護中通過自購打磨車開展自主鋼軌打磨。國內(nèi)運營及在建28條有軌電車線路中，僅蘇州有軌電車自購一臺德國ZAGRO打磨車，設備存在一些問題和故障，目前在國內(nèi)尚未開展過有軌電車槽型軌打磨應用。

有軌電車打磨可以通過主動和被動兩種打磨方式開展，兩種方式在國內(nèi)有軌電車槽型軌打磨均有應用，主動式打磨效果優(yōu)于被動式打磨。

槽型軌打磨費用測算

調(diào)研國內(nèi)鐵路、地鐵、有軌電車的打磨外包價格，目前在40至50元每米，病害的程度和打磨工程量對造價有所影響。對國內(nèi)三家有軌電車單位實施過打磨的價格情況進行分析，平均單價49.2元每米。

目前調(diào)研國內(nèi)能夠提供有軌電車槽型軌打磨的單位及潛在供應商共13家。