地鐵軌道養(yǎng)護中打磨技術(shù)的應(yīng)用

甘霖

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，近些年城市人口越來越多，給本就擁擠的城市交通帶來了更大的壓力。為了緩解交通壓力，各大城市都逐步開始修建地鐵，地鐵運行過程雖然客運量比較大，但是軌道經(jīng)過一段時間使用之后卻容易出現(xiàn)各種損傷，包括磨耗和磨損等，若不及時采取措施可能會引發(fā)安全事故，如果頻繁更換軌道造價又太高，而且也無法從根本上解決軌道磨損問題。在此背景下軌道養(yǎng)護打磨技術(shù)應(yīng)運而生，通過對該項技術(shù)的合理運用，不僅有效緩解了地鐵軌道的損耗，同時還避免了軌道運行事故的發(fā)生。本文就地鐵軌道養(yǎng)護打磨技術(shù)應(yīng)用的必要性和具體應(yīng)用做出了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：地鐵軌道;養(yǎng)護;打磨技術(shù);應(yīng)用

1 地鐵軌道打磨技術(shù)應(yīng)用的必要性

鋼軌打磨技術(shù)對地鐵車輛的實際運行效率和運行質(zhì)量都具有很大的影響，和地鐵運行安全性也關(guān)系緊密，下面就地鐵軌道打磨技術(shù)應(yīng)用的必要性進行分析：

1.1 新建地鐵軌道打磨的必要性

對新建地鐵軌道實施打磨處理可以很好地修正鋼軌的施工誤差和制造公差，改善車輪和軌道之間的接觸。我國目前大多數(shù)地鐵工程都采取掛枕架軌法施工的整體道床方式，雖然每節(jié)鐵墊板都加工了軌底坡，可是因為每個軌枕都是相對獨立的，再加上軌枕長度比較短，軌枕制造公差及施工支撐變形等因素的影響，很難保證軌底坡最終竣工質(zhì)量?！兜叵妈F道工程施工及驗收規(guī)范》中對地鐵工程軌底坡的誤差范圍做出了明確規(guī)定，施工中必須將軌底坡的誤差控制在1/50～1/30范圍之內(nèi)，對應(yīng)的傾斜角度控制在1°8'45"～1°54'33"之間。實際養(yǎng)護打磨過程中，工作人員應(yīng)該結(jié)合車輪對踏面錐度選擇恰當?shù)拇蚰シ绞胶瓦m當功率和偏轉(zhuǎn)角度的磨頭，盡可能減小甚至消除施工誤差，促使鋼軌傾斜度達到一個相對不變的狀態(tài)，從而實現(xiàn)改善輪軌接觸的效果。

對新建地鐵鋼軌實施打磨處理體現(xiàn)出非常多的優(yōu)勢，首先，大大縮短了輪軌磨合時間，從而在一定程度上延長鋼軌的實際使用年限。其次，經(jīng)過打磨處理的鋼軌軌跡吻合度得到了顯著提升，鋼軌光帶也更加穩(wěn)定，同時還增強了鋼軌磨損過程的均勻度。再次，打磨處理可以有效去除新鋼軌軌面上的腐蝕痕跡和毛刺，使鋼軌表面更加光潔，進一步使輪軌和新軌軌面之間更加協(xié)調(diào)。另外，打磨處理之后的鋼軌在地鐵運行過程中有效降低了噪音，同時提高了乘客的乘車舒適度，很好地展現(xiàn)了軌道面的自身性能優(yōu)勢。

1.2 既有地鐵軌道打磨的必要性

地鐵軌道經(jīng)過長時間使用之后，難免會出現(xiàn)掉塊、使剝落、擦傷或者是飛邊等質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)，特別是那些曲線地段更容易發(fā)生程度較為嚴重的波磨。我國目前絕大多數(shù)地鐵都采取ATO運行模式，車輛類型也較為單一，軸重和統(tǒng)一區(qū)段的車速也都一樣，行車頻率非常高，這就使鋼軌反復(fù)受到同樣的作用力，鋼軌一旦發(fā)生某種質(zhì)量問題往往會在很短時間內(nèi)就迅速發(fā)展擴大，波磨地段體現(xiàn)得尤為明顯。地鐵車輛行駛過程中頻繁顛簸也會對隧道道床和鋼軌扣件造成嚴重的磨損。

根據(jù)以往經(jīng)驗總結(jié)，既有地鐵鋼軌在使用一段時間之后都會出現(xiàn)一定程度的疲勞損傷和磨耗現(xiàn)象，主要病害體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，鋼軌滑動和波磨病害，這就導(dǎo)致列車在經(jīng)過此路段的時候會產(chǎn)生更大的振動和噪音，不僅影響乘客的乘車舒適度，而且還會給周邊居民造成一定的影響[1]。其次，接觸性疲勞損傷屬于地鐵鋼軌的一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化，不僅硬化表面層加深，而且表面還會出現(xiàn)魚鱗損傷和裂縫病害，甚至還有可能引發(fā)鋼軌發(fā)生斷裂。再次，鋼軌表面如果出現(xiàn)鐵銹或者其他污染，都會對輪軌接觸造成一定的不良影響，同時也會影響列車運行過程信號系統(tǒng)的安全性。通過打磨處理可以消除鋼軌上的腐蝕和其他污染，在保證地鐵安全運行的同時，還延長了軌道線路的使用壽命。

2 地鐵軌道養(yǎng)護中打磨技術(shù)的應(yīng)用

2.1 預(yù)防性打磨

預(yù)防性打磨是針對新鋪鋼軌的一種養(yǎng)護打磨方式，其主要目的是消除鋼軌表面的脫碳層，因為該層物質(zhì)會影響鋼軌機械性能的發(fā)揮，而且還會降低鋼軌硬度，抗疲勞性和耐磨性。通過預(yù)防性打磨操作能夠很好地消除鋼軌在生產(chǎn)、運輸和施工等多個環(huán)節(jié)中殘留的一些表面質(zhì)量缺陷，改善鋼軌焊接接頭的平順性。無論是新建軌道還是擴建軌道，在使用之前就需要進行打磨處理，如果因為一些特殊原因沒有對新鋼軌實施打磨處理，在使用6個月之內(nèi)還需要再次安排補打。曲線地段由于外軌和內(nèi)軌長度存在差異，所以更加容易引發(fā)波磨問題，所以施工人員應(yīng)該重點對該路段實施定期打磨，最大程度避免波磨病害的進一步發(fā)展[2]。預(yù)防性打磨標準通常是將打磨范圍控制在0.2毫米，在打磨過程中如果發(fā)現(xiàn)鋼軌表面存在深度比較小的一些裂紋，養(yǎng)護工作人員則應(yīng)該按照0.05到0.075毫米的控制標準實施打磨，對打磨深度進行嚴格把控。針對鋼軌外軌邊緣和內(nèi)軌外側(cè)打磨標準應(yīng)該按照0.15毫米的控制標準。

2.2 焊接后粗磨

粗磨是指針對鋼軌焊接之后焊頭表面的焊瘤進行打磨處理，打磨范圍主要包括軌腰、軌頭和其兩側(cè)的踏面以及軌底。粗磨操作通常情況下多采用手持式砂輪機，需要注意的是，打磨過程中砂輪機一定要沿著鋼軌長度方向移動，切不可橫

向打磨，鋼軌和砂輪之間的接觸壓力也不能太大，打磨結(jié)束之后鋼軌表面不可出現(xiàn)發(fā)黑和發(fā)藍現(xiàn)象[3]。除此之外，粗打磨主要是對焊瘤余量的打磨，盡量保留焊頭母材，具體打磨范圍應(yīng)該控制在35毫米以上。要求打磨之后的焊頭輪廓圓順無尖角和凸凹坑，打磨面光潔平整。

2.3 修復(fù)性打磨

這種打磨主要是針對已經(jīng)出現(xiàn)病害的鋼軌，通過修復(fù)性打磨可以對軌頭的輪廓形狀起到一定的修正作用，消除波紋、滾動接觸疲勞和擦傷等各類病害。針對半徑比較小的曲線波磨路段，可以通過修復(fù)性打磨修復(fù)鋼軌，但是該打磨方式實際操作過程會使鋼軌出現(xiàn)較大的磨損量，可以說就是通過磨削鋼軌來實現(xiàn)對鋼軌的修復(fù)性打磨。所以在打磨曲線路段鋼軌的時候一定要嚴格把控好具體打磨量。打磨力度太小起不到很好的修復(fù)作用，而打磨力度太大又會對鋼軌造成嚴重的磨損，影響鋼軌的使用年限。這就要求對粗打磨參數(shù)進行嚴格控制，工作人員最好是借助CI指數(shù)對波磨的具體程度做出準確的判斷，在此基礎(chǔ)之上合理控制具體打磨量[4]。將波磨的長度、深度、鋼軌區(qū)段長度和區(qū)段抑制次數(shù)分別確定為L/D/S/N，然后利用CI指數(shù)計算公式便可以得出鋼軌實際需要的打磨量和修復(fù)程度，而且確保在實際打磨過程中不會對鋼軌造成太大的影響。如果進一步縮小CI，就需要增加鋼軌的打磨量，如此一來就會嚴重影響鋼軌的實際使用壽命，這也正是250毫米以內(nèi)的波浪型磨耗波長可以簡單消除的原因，若波深在0.8毫米以上會大大增加消除難度，此時應(yīng)該將打磨深度控制在0.1毫米到0.3毫米之間。

3 結(jié)束語

總而言之，在地鐵軌道養(yǎng)護工作中采取恰當?shù)拇蚰ゼ夹g(shù)，可以很好地改善輪軌之間的關(guān)系，降低軌道維護成本，降低車輛運行振動和噪音，優(yōu)化地鐵車輛行駛條件。過去只有在鋼軌出現(xiàn)波形磨耗的時候才用到打磨技術(shù)，近些年其已經(jīng)成為一種常見的軌道養(yǎng)護技術(shù)。由于該項技術(shù)在我國的發(fā)展時間不長，所以還不夠成熟，需要相關(guān)人員進一步深入研究，不斷提高打磨養(yǎng)護質(zhì)量，促使軌道行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]彭峰.地鐵軌道鋪設(shè)施工方法與質(zhì)量控制[J].低碳世界，2020，10（5）：142-143.

[2]陳曉偉.地鐵軌道結(jié)構(gòu)大修周期及施工關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].價值工程，2017，36（21）：116-118.

[3]汪洋.軌道交通高性能吸音板的優(yōu)化與生產(chǎn)工藝研究[D].廣西科技大學(xué)，2015.

[4]徐代祥.分析在地鐵軌道設(shè)備養(yǎng)修中軌檢車的應(yīng)用[J].城市地理，2015（8）：232.