城市轨道交通钢轨打磨研究
【精品】钢轨焊后打磨技术的研究
黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文)题目：钢轨焊后打磨技术的研究——解析钢轨焊后打磨技术的“前世今生”目录内容摘要 (3)引言 (4)一.选题背景 (4)二.钢轨焊后打磨的目的 (5)三.钢轨焊后打磨的方法 (5)（一）矫正性打磨（缺陷打磨） (6)(二)过渡性打磨 (7)（三)预防性打磨或周期性打磨 (7)（四）修复性打磨 (8)（五)特殊性打磨 (9)（六）国外经典的打磨策略 (10)结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)摘要随着铁路高速重载趋势的发展，钢轨的波形磨损和因解除疲劳而产生片状剥落、开裂等病害呈上升趋势,钢轨焊后打磨作为解决钢轨表面缺陷、控制轮轨接触位置和控制钢轨外形的手段，应用越来越广泛.随着既有线路的逐步提速和新建高速客运专线的投入运行冲击和通过总重量的增加对线路的破坏越来越明显，。
不管是对于去除钢轨表面缺陷，还是保持钢轨合适的外观轮廓，从保证行车稳定性和安全性这两点来说,钢轨焊后打磨都是非常经济和实用的技术.然而，钢轨焊后打磨是一项相对昂贵的作业手段,其应用必须跟预期获得的经济效益挂钩。
因此，就必须研究各种情况下最佳的钢轨打磨方法。
本文主要介绍了钢轨焊后打磨技术的发展情况和必要性,并结合其在广州地铁的应用,分析了地铁轨道焊接养护中进行焊后打磨的必要性、焊后打磨方法等,本文还介绍了日本，澳大利亚和印度等国的成功的钢轨焊接维护和焊后打磨的相关情况，并就其焊后打磨标准进行初步探索等。
本文主要分三个部分介绍钢轨焊后打磨技术，第一部分介绍了钢轨打磨技术的发展概况，第二部分阐述了钢轨焊后打磨技术的必要性,第三部分研究了钢轨打磨的方法.最后得出结论:钢轨焊后打磨技术经过多年的应用发展，已经广泛应用于高速铁路、重载铁路和城市轨道交通的钢轨养护维修中，有效地延长了钢轨的使用寿命。
关键词:钢轨焊后打磨焊后焊接维护打磨方法引言写作目的说明：本论文是为完成学业，按照学院教学统一安排而作，同时也是方便指导教师进一步检验学生所学课题了解程度。
城市轨道交通钢轨打磨研究
城市轨道交通钢轨打磨研究摘要：在我国快速发展的过程中。
近年来，我国各大城市积极推进城市轨道交通建设，在为市民提供快捷优质出行服务的同时，各城市的铁路钢轨也都承受着超高负荷。
钢轨是铁路轨道的主要组成部件，它引导机车车辆的车轮前进，为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，且承受车轮的巨大压力。
车轮和钢轨长期的滚动接触，会对钢轨的踏面造成损害。
钢轨表面会产生波磨和异常损伤等，使列车晃动并伴随有轮轨嚎叫声，不仅对列车平稳运行和乘客的舒适度造成影响，还会对周边环境产生噪声和振动。
钢轨表面产生的鱼鳞损伤，如果不及时清除将会渗透得越来越深直至进入轨头，严重时会出现断轨，最终导致严重事故，因此需要对钢轨定期且及时的维护。
关键词：线路养护；钢轨波磨；鱼鳞纹钢；轨打磨涡；流探伤引言钢轨是铁路系统中重要的承力部件，随着我国铁路“高速”、“重载”战略的实施，轮轨间载荷也大幅增加，波磨、疲劳裂纹、剥落等钢轨损伤也日趋严重。
这些损伤会加剧列车运行时的振动与噪声，甚至对列车运行安全造成威胁，因此当钢轨损伤达到一定限度时，或者在这些损伤出现之初，就需要对钢轨进行维护。
钢轨打磨是世界各国铁路工务部门最常用的线路维护技术之一，是对钢轨进行修复最有效的措施。
通过打磨作业可修复或减轻轨面损伤，预防接触疲劳等钢轨损伤的产生，有效改善轮轨匹配关系，延长钢轨使用寿命，提高列车运行的安全性与稳定性。
当前，随着我国高速铁路的快速发展，钢轨打磨技术也逐渐成熟，我国钢轨打磨技术已经从最开始借鉴国外打磨经验到目前形成自己的打磨模式，但对钢轨打磨机理的理解，特别是钢轨材料去除行为以及打磨参数的选取策略方面的研究还不够充分。
在钢轨打磨过程中，钢轨与磨石的相互作用行为复杂，打磨效率与打磨质量受多个因素的影响，且我国铁路分布范围广泛，钢轨服役环境复杂多样，钢轨表面经常存在水、油等第三介质，这也会对钢轨打磨效果产生很大影响。
因此，现今钢轨打磨技术的关键在于加深对钢轨打磨机理的研究，不断优化打磨参数，研发更加优良的打磨磨石，将钢轨打磨与其他钢轨维护技术相结合，进一步完善我国高速铁路钢轨打磨技术理论体系与作业标准。
基于地铁车内噪声控制的钢轨打磨限值研究
基于地铁车内噪声控制的钢轨打磨限值研究
张大鑫;李莉;张云飞
【期刊名称】《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2023(26)3
【摘要】定期打磨钢轨可降低钢轨粗糙度,进而有效降低轮轨滚动噪声和车内噪声。
针对某区段钢轨波磨导致的异常车内噪声问题,对该区段的钢轨波磨及客室与司机
室的车内噪声进行现场测试和分析。
研究结果表明:钢轨打磨前的司机室和客室的
噪声主频段为420~670 Hz,与地铁列车通过该区段波长为25 mm和40 mm波磨时的通过频率基本一致;钢轨打磨后,车内噪声明显降低,客室噪声幅值降低了11.4 dB(A),司机室噪声幅值降低了9.8 dB(A)。
针对车内噪声控制提出钢轨打磨限值:当钢轨粗糙度在大部分频带范围内超过钢轨粗糙度限值3 dB或6 dB时,建议对该钢轨进行打磨。
【总页数】6页(P160-165)
【作者】张大鑫;李莉;张云飞
【作者单位】同济大学铁道与城市轨道交通研究院;上海市轨道交通结构耐久与系
统安全重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】U270.16;U213.42
【相关文献】
1.地铁线路控制钢轨波磨的钢轨打磨技术应用研究
2.基于轮轨动力响应的地铁波磨地段钢轨打磨限值研究
3.基于地铁波磨测试的钢轨打磨标准研究
4.基于模糊PID 控制方法的钢轨打磨车打磨驱动电机功率控制研究
5.基于车体低频横向晃动分析的60N钢轨打磨限值研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钢轨打磨技术发展现状及优化措施
钢轨打磨技术发展现状及优化措施摘要：钢轨打磨技术是钢轨养护工作的重要内容之一。
在交通轨道的养护工作中，为了能有效的延长钢轨的使用寿命，保证轨道交通的有效运行，也是需要将钢轨打磨技术应用起来，同时还要不断的优化和完善钢轨打磨管理方法，这样才能有效提高钢轨打磨的工作效率。
基于此，本文就针对钢轨打磨技术发展现状及优化措施展开了分析和研究。
关键词：钢轨打磨技术；发展现状；优化措施；问题；通过对钢轨进行打磨，能有效提高钢轨的光滑度，控制疲劳损伤状况，有效改善车轮和钢轨之间的关系，更重要的是还能延长钢轨的使用寿命，因此，我们一定要加强对钢轨打磨技术的应用和研究。
但是在实际的应用过程中，钢轨打磨技术也会受到多种因素的影响，使打磨效果无法达到预期，失去打磨作用和价值。
为此，我们需要加强钢轨打磨技术的应该研究，并根据存在问题，制定优化措施，提高钢轨打磨技术的应用价值。
1.钢轨打磨技术的发展现状分析对于钢轨打磨技术来说，它的主要作用就是对钢轨表面的维护工作，保证钢轨表面的平整可靠性。
在钢轨表面应用打磨技术，能有效控制钢轨表面损伤，而且对钢轨的断面进行打磨形成不同的形状，还能起到控制轮轨的摩擦性，大大的延长钢轨使用寿命，保证轨道的运行。
同时对钢轨进行打磨，还能提高维修费用，扩大钢轨使用的收益率。
尤其是通过预防性打磨技术的应用，能有效的提高打磨效率。
钢轨打磨技术在应用的过程中，对钢轨打磨效果有直接影响的就是削切量，而钢轨打磨工作人员，也会受多种因素的影响，在打磨过程和中更依赖于经验，导致经常会出现打磨过多或过少的情况，不但无法保证打磨质量，还会给钢轨的整体质量带来影响。
在新时期下，通过对钢轨打磨技术的深入研究，钢轨打磨技术的发展也越来越成熟，也诞生出很多具备多种功能的钢轨轮廓测量设备，通过有效精准的测量工作和切削量的计算，使钢轨打磨技术从根本上就有了非常明显的提高[1]。
1.钢轨打磨技术应用过程中存在的问题分析钢轨打磨技术主要有三种类型，即预打磨、预防性打磨和修复性打磨。
浅谈钢轨打磨技术及其应用
浅谈钢轨打磨技术及其应用摘要：介绍钢轨打磨的原理、作用、技术分类及其应用，并侧重介绍了钢轨打磨的质量要求和配合工作，为轨道交通同行施工作业作为借鉴参考。
关键词：钢轨打磨；技术应用前言随着我国经济建设的发展，铁路的施工质量也越来越精细化，随着对轨道设备的更新改造，能够给整个轨道交通带来安全保障。
其中最重要的一项工作就是钢轨打磨。
钢轨打磨的目的在于消除钢轨的波形磨耗，控制钢轨的接触疲劳，防止因接触疲劳而产生片状剥落和裂纹。
在钢轨打磨的早期发展阶段，主要对钢轨采用矫正性打磨，目前较多地采用预防性打磨，在病害发展后期主要采用修复性打磨。
随着打磨设备和技术的不断改进，已经基本上能够消除钢轨的波形磨耗，有效地控制剥落掉块。
一．钢轨打磨及其原理（一）钢轨打磨的定义钢轨打磨主要是通过打磨机械或打磨列车对钢轨头部滚动表面的打磨，以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷及将轨头轮廓恢复到原始设计要求，从而实现减缓钢轨表面缺陷的发展、提高钢轨表面平滑度，进一步达到改善旅客乘车舒适度、降低轮轨噪音、延长钢轨使用寿命的目的。
（二）钢轨打磨的原理钢轨打磨的基本原理是把钢轨轮廓修成理想形状，改善轮轨横向耦合断面接触，改善轮轨接触纵向平顺性，把接触应力减至最小化以减小磨损。
二、钢轨打磨技术分类及应用（一）钢轨打磨分类方法有很多，按照采用的方法和欲达到的目的可分为：1.矫正性打磨，也叫预防性打磨；预防性打磨则是一次快速打磨，完全去除包含微裂纹的薄层，同时，形成或保持理想的轮廓，主要是针对状态较好钢轨的打磨方式，目的是消除钢轨顶面不平顺，改善轮轨关系，提高轨面平顺性，延长钢轨使用寿命。
2.表面打磨，也叫修复性打磨；修理性打磨的特点是打磨速度低，反复进行，基本去除钢轨表面伤损或波磨，不能去除深度裂纹，主要是针对状态较差钢轨的打磨方式，目的是消除钢轨顶面严重的波磨及曲线下股钢轨飞边，尽可能恢复钢轨标准断面，延长钢轨使用寿命。
（二）矫正性打磨（预防性打磨）通过对轨头打磨成各种形状以改善轮轨接触状态而达到控制病害发生和发展的目的称为外形打磨。
关于钢轨打磨技术的探讨
关于钢轨打磨技术的探讨关于钢轨打磨技术的探讨摘要：本文是通过京九线集中修配合钢轨打磨车施工的实际情况，进行总结。
针对钢轨存在的病害，结合钢轨打磨车的工作性能，在钢轨打磨的角度、轮轨接触位置等进行详细介绍，并制定可行的打磨模式，有效控制钢轨伤损发展。
关键词：钢轨病害；打磨；控制1 引言钢轨是轨道的主要组成部件，钢轨的作用在于引导机车车辆的车轮前进，直接承受来自车轮和其他方面的各种力，且传递给轨下基础，并为车轮的滚动提供连续平顺和阻力最小的表面，因此，钢轨在铁路运输中扮演着重要的角色并直接关系到运输安全。
钢轨的使用寿命主要由磨耗和滚动接触疲劳决定,要延长钢轨的使用寿命，就要在养护维修上下功夫，打磨是钢轨维修中的重要手段之一，因此，确定合理的打磨周期、模式、方法是我们日常工作应该长期摸索、总结的。
2 钢轨表面伤损形式以及危害机车车辆和线路的相互作用方式是铁路轮轨接触式运输的基本方式。
钢轨是承重的主要载体，由于承受多种载荷的作用，致使钢轨下不可避免的产生各种损伤。
钢轨伤损的种类很多，常见的主要有波形磨耗、垂磨、侧磨、肥边和钢轨接触疲劳损伤（鱼鳞纹）严重时产生剥离掉块。
钢轨的这些病害就造成了轮轨接触关系的不良，不仅影响列车运行的平稳性，同时还会大幅增加线路养护维修工作量和轨件非正常磨损等问题，造成恶性循环，甚至危及行车安全。
3 钢轨打磨的作用以及方式钢轨打磨是实现最佳轮轨相互作用的关键，钢轨打磨技术可有效治理和控制钢轨的波磨、表面裂纹、剥离掉块等滚动接触疲劳伤损，改善轮轨接触状况，提高轨道的平顺性，延长钢轨的使用寿命。
其主要作用有：控制钢轨接触表面形状，降低接触应力；将钢轨表面的微小裂纹和塑性变形层磨去，提高材料抗疲劳性能；防止由于疲劳而引起的断轨事故；消除波浪磨耗；控制钢轨形状，防止脱轨，减少事故；延长钢轨寿命。
钢轨打磨主要分为预防性打磨和修理性打磨。
预防性打磨是一次快速打磨，主要是针对新更换或是状态较好的钢轨，其目的是去除包含微裂纹的脱碳层，同时，形成或保持较为理想的轮廓，消除钢轨顶面的原始不平顺，改善轮轨关系，提高轨面平顺性，延长钢轨使用寿命，96头钢轨打磨车作业，打磨遍数一般为1-2遍，打磨作业速度应控制在13km/h-15km/h。
城市轨道交通钢轨波磨成因分析及整治
城市轨道交通钢轨波磨成因分析及整治摘要：城市轨道交通为大众出行构建良好环境，对当前城市轨道交通进行分析，钢轨波磨现象较为普遍，不仅影响轨道零部件使用期限，更威胁大众出行安全与舒适性。
因此，本文对钢轨波磨成因进行分析，希望能够解决这一难题。
关键词：轨道交通；钢轨波磨；成因分析；整治措施随着经济发展，城市轨道交通不断完善，但是，交通拥堵、交通安全变得更为严重，为解决城市交通问题，打造便捷交通环境。
对当前的城市轨道交通进行分析，轨道交通体系较为完善，但是，在轨道交通车辆运行过程中，伴随着运行速度的提升，轮轨之间的相互作用更为限制，导致车辆轮轨磨损严重，甚至导致失效问题，所以，在轨道交通发展过程中，应充分重视这一问题，并对钢轨波磨成因进行分析，希望能够降低钢轨波磨带来的不良影响。
1.城市轨道交通钢轨波磨研究意义对钢轨波磨进行分析，钢轨波磨在轨道交通中具有重要连接作用，可以将车辆与轨道部分结合到一起，是轨道交通列车重要组成部分，对列车的牵引、运行、制动与传递工作具有重要作用。
但是，自城市轨道交通诞生、完善以来，并没有哪一种材料，能够完全解决列车运行所产生的轮轨损伤、噪音与脱轨问题。
这一问题如得不到解决，不仅会影响列车的使用寿命，更不利于列车运营与维护，甚至会影响列车运行安全性。
所以，近些年，针对列车运行产生的钢轨波磨问题进行不断研究，只有找到解决方式，才能延缓甚至去除钢轨波磨问题，从而降低城市轨道交通的维护费用，提高轨道列车运行安全，为大众出现提供保障。
1.不同类型的城市轨道钢轨波磨随着城市轨道钢轨波磨成因[1]问题得到重视，不同学者分别对钢轨波磨的特征、类型以及产生因素进行分析，并针对不同因素对钢轨波磨进行分类。
但是，这些分类是否完全正确，依旧需要时间的不断检验。
就钢轨波磨产生的原因进行研究，主要源于损伤机理，简单来说，列车钢轨纵向不平顺机理下轨道出现共振问题，如果列车运行达到一定速度后，此种机理确定波会延长，受到摩擦力、材料塑性等因素影响，出现磨损问题。
关于城市轨道交通钢轨打磨技术及应用的浅析眭建飞
关于城市轨道交通钢轨打磨技术及应用的浅析眭建飞摘要：钢轨打磨作为铁路和地铁工务部门在轨道线路养护维修中的一种十分主要的方法已经在各个城市轨道交通中得到广泛的应用。
钢轨打磨策略（如打磨时机、打磨程度、钢轨目标型面等）对打磨效果及其维持时间有一定的影响。
在城市轨道交通建设过程中，为了增强轨道线路运行安全，必然要保障铁路和地铁钢轨的磨损能够得到按时的检测。
实践经验证明，钢轨打磨能够有效的提高铁路和地铁轨道线路的运行质量。
关键词：轨道交通；钢轨打磨；技术；应用引言钢轨打磨技术对于城市轨道交通的发展具有重要作用。
京沪高速铁路从2011年开始运作，因为列车的动力作用、自然环境等原因，检查发现：道岔钢轨廓形与原钢轨标准廓形存在一定偏差，正线钢轨甚至存在一些裂纹和部分磨损。
为了减轻钢轨损害，有关部门组织对道岔钢轨进行打磨。
依据打磨检测标准和方法对京沪高速铁路廊坊站道岔进行打磨后，动车运行品质明显提升。
由此可见，钢轨打磨技术对保障轨道交通轨道线路质量起到了关键作用。
一、钢轨的简介钢轨是城市轨道交通中轨道线路的关键部分，钢轨是推动车辆运行的主要工具，因此担负着非常重要的作用。
在运作过程中往往要受到来自车组以及其他方面的多种强大压力，受到压力之后把接收到的力全部转移到轨道下部基础。
因此，在进行轨道铺设期间，钢轨需要保障在供给最小阻力的情况下，可以确保车轮平稳、安全的运行在钢轨表面。
除此之外，还需要确保铺设的轨道与岔道、大桥和无缝线路等关键部位能够很好的衔接。
在钢轨铺设期间，往往会运用和中线不对称的较为特殊的断面型钢轨。
二、钢轨打磨的一般方法城市轨道钢轨打磨有多种不同的打磨方式，不同的打磨方式有其独特的特征。
以下简单介绍几种主要的钢轨打磨方式。
2.1 矫正性打磨方式矫正性打磨又称为缺陷打磨，这种打磨方式是针对轨道钢轨自身存在的不足之处进行修理或者是减轻缺陷。
这种方式大多是采用积极打磨，提前计划打磨量，一般在0.5毫米至4~6毫米的范围内，打磨的间隔时间主要取决于钢轨缺陷的大小。
城市轨道钢轨焊缝打磨自动检测技术研究
城市轨道钢轨焊缝打磨自动检测技术研究2，中国中铁城市轨道交通专业研发中心智能铺轨分中心，江苏苏州215133摘要：针对城市轨道交通钢轨焊缝打磨采用人工检测，其检测方法和结果难以满足现场需求，研发一种城市轨道交通钢轨焊缝打磨自动检测新技术。
采用高精度激光传感器获取数据，实现了对钢轨焊缝形状数据的实时获取与处理，解决了无法准确获得钢轨数据的难题，大大提高了钢轨焊缝打磨的精度。
关键词：城市轨道交通；钢轨焊缝打磨；自动检测；激光传感器1前言为确保钢轨在打磨处断面轮廓线形与平整度符合要求，不出现应力集中现象导致钢轨疲劳，对其打磨的质量要求极高。
根据实际情况，人工打磨仅依靠打磨人员的操作经验与熟练度，同时缺少高效快速的打磨检测手段，提出了对焊缝打磨工作带来种种挑战，钢轨焊缝双轨同步全断面打磨检测装置研究对城市轨道施工具有关键性的指导和实用性。
2现有技术传统打磨作业中，多凭借操作人员的经验判断需要打磨的深度，缺少直观化、可视化的打磨数据。
打磨后的钢轨外形往往采用繁琐的人工方式行进测量。
无法满足如今快速作业的需求。
3关键技术钢轨焊缝双轨同步全断面打磨车使用两个激光传感器，使用激光三角法，对待打磨钢轨进行形状采集。
采集数据线性误差小于20μm。
再通过车载计算机对采集后的数据进行拟合与处理，得到实时的钢轨焊缝数据。
能够依据高精度激光检测装置的检测结果，分析并计算出完成打磨作业所需的作业循环次数，以及在一次作业循环中五处砂轮磨头需要沿X、Y方向移动的距离，同时能够依据计算出的数据对打磨平台中共16处电机进行控制。
其中激光传感器采集数据如图1所示，处理形成的钢轨拟合后形状如图2所示。
图1激光采集数据图图2钢轨拟合后形状图4打磨自动检测新技术4.1控制系统设计钢轨焊缝双轨同步全断面打磨车中磨头及驱动系统均采用PLC集中控制，操作人员可以通过车载显示屏对车体各个部分进行直接操作，同时也可以通过车载显示屏对打磨进度进行查看，对打磨参数也可进行直接设定。
钢轨打磨技术研究进展
45卷 第 1期 2010年 2月
西 南 交 通 大 学 学
JOURNAL OF SOUTHW EST J IAOTONG
报 UN IVERS
ITY
Vol. 45 No. Feb. 2010
1
文章编号 : 025822724 (2010) 0120001211 DO I: 10. 3969 / j. issn. 025822724. 2010. 01. 001
钢轨轨头裂纹开始扩展前就把处于萌生阶段的裂纹打辟掉控制钢轨表面接触疲劳的扩展要求定期扣磨预防怿打磨的探座根小l通常需要去除钎9轨表两o15?o4材料和表衙微小裂纹虽然宴践发现表而裂纹具有减弱钢轨变形流动的能力但同时发现往较大的重轴载荷或较差的接触几何条件下如液体的注入会加速扩展刚此所有打麝方式都将涉及到对疲劳表面的修正为r有敏的进行预防性打磨打磨必须定期进行选取决于钢轨类型轨道曲率半径打磨殳备轴重和轮轨型面的相关条件曲线上运量大约达到1m的疲劳金唇2x10t后要进行一提打磨2钢轨打磨的作用21磨耗疲劳润滑打磨模型在行车密度较大的重戴铁路e轮轨的麝撤和疲劳受到铁路运营者的特别关注轮轨磨损分为轻座磨损重度磨损和灾害性磨损?滚动接触疲劳经常发生在鼋载荷条件下的轨道上其最大的特征为轨顶塌陷剥离和轨头裂纹在曲线和道岔展钢轨内侧角接触区上接触斑较小且滑动量较大从而增大r接触压力促使艟劳和磨损形成1制轨扣磨町以有敬控制和消除疲劳裂纹优化钢轨型面
Sta te of Arts of Research on Ra il Gr ind ing
J IN X uesong1 , DU X ing2 , GUO J un2 , CU I D abin2
(1. Traction Power State Key Laboratory, Southwest J iaotong University, Chengdu 610031, China; 2. M echanical Engineering, Southwest J iaotong University, Chengdu 610031, China )
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢轨的打磨分为 3 种，包括线路开通前的钢轨全线预 打磨、线路运行后的周期预防性打磨和钢轨病害区的修复 性打磨。 2.1 钢轨全线预打磨
线路开通运行前，新铺设钢轨存在影响列车平稳运行 的有害因素，主要包括：①钢轨出厂时，钢轨表面会有全 脱碳层 0.1～0.2 m m ；②因线路施工时造成的钢轨表面损 害；③因线路铺设造成的表面不平顺；④钢轨表面附着的 灰尘及黏着层。这些问题可通过钢轨预打磨去除。 2.2 钢轨周期预防性打磨
1 级鱼鳞伤损使用超声波探伤仪就可进行测量， 2～5 级鱼鳞伤损可使用涡流探伤仪进行测量。不同等级的钢轨 鱼鳞伤损应使用相应的修复方法。
图 6 长波波磨
波磨导致钢轨表面不平顺，引起轮轨作用力急剧增大 进而导致列车激烈振动并产生噪声，不仅影响乘客乘坐的 舒适度和周边环境，还会缩短车辆相关部件的使用寿命和 损害轨下基础设施。当波磨引起的振动频率和扣件系统的 激振频率接近时，会产生共振增加扣件系统负荷，甚至会 导致扣件断裂或失效，严重影响行车安全。
3.3 钢轨擦伤 列车在同一地段异常加速或制动而引起擦伤。详见
图 3。
4.2 钢轨波磨 钢轨波磨成因比较复杂，形成波磨的因素也较多。根
据波磨的波长可分为 3 类，分别为波纹、滚动波和长波。 波长在 10～30 m m 之间的为波纹，多出现在直线段双
轨，还和路基、桥梁及枕木间隙等因素有关。详见图 2。 波长在 30～300 m m 之间的为滚动波，一般出现在曲
城市轨道交通钢轨打磨研究
◆ 褚藏
摘 要： 通过对北京地铁六号线钢轨状态与病害分析、 打磨养护作业的设计、 实施与养护效果进行详细 描述， 提出了基于高速钢轨打磨车的快速、 安全、 环保、 高效的新型养护方式。 关键词： 线路养护 钢轨波磨 鱼鳞纹钢 轨打磨涡 流探伤
1 引言
近年来，我国各大城市积极推进城市轨道交通建设， 在为市民提供快捷优质出行服务的同时，各城市的铁路钢 轨也都承受着超高负荷。钢轨是铁路轨道的主要组成部件， 它引导机车车辆的车轮前进，为车轮提供连续、平顺和阻 力最小的滚动表面，且承受车轮的巨大压力。车轮和钢轨 长期的滚动接触，会对钢轨的踏面造成损害。钢轨表面会 产生波磨和异常损伤等，使列车晃动并伴随有轮轨嚎叫声， 不仅对列车平稳运行和乘客的舒适度造成影响，还会对周 边环境产生噪声和振动。钢轨表面产生的鱼鳞损伤，如果 不及时清除将会渗透得越来越深直至进入轨头，严重时会 出现断轨，最终导致严重事故，因此需要对钢轨定期且及 时的维护。
线段的内侧轨。车辆在小半径曲线区间行驶，内外车轮滚 动半径会有差异。车辆在离心力的作用下向外微倾，内侧 车轮与钢轨间的摩擦力减小造成内侧车轮滑动，周期性磨 损形成滚动波。详见图 5。
3.4 钢轨硬化层
图 3 钢轨擦伤
频繁的轮轨接触使钢轨表面形成硬化层，硬度超限时
滋生裂纹。详见图 4。
图 5 小半径曲线区间车轮速度及钢轨受力
德铁 （DB） 根据鱼鳞纹的深度对鱼鳞伤损进行了等级 划分，如表 1 所示。
等级 深度 修复方法
表 1 鱼鳞伤损等级划分
5
4
3
2
<0.5 mm
<1.5 mm
<2.7 mm
>2.7 mm o.UT
打磨 打磨铣磨 打磨铣磨 打磨铣磨
1
>4.0 mm m.UT
更换钢轨
周期 18 个月 12 个月 6 个月 3 个月 1.5 个月
3 北京地铁六号线钢轨状态
北京地铁六号线二期工程包含草房站、物资学院站、
通州北关站、北运河西站、郝家府、东夏园站、潞城共 7 个站台，单行约 12 km 双行 24 km ，线路钢轨采用的是 60 kg/m 钢轨，材质为 U71Mn。
通过对线路进行实地勘测，线路在投入运行 4 个月时， 由于发车时间间隔短、运行频繁，已发现的多处钢轨病害 主要为鱼鳞纹和波磨等。 3.1 鱼鳞纹
线路运行一段时间后，钢轨表面会产生的一定伤损， 主要包括：钢轨表面出现的硬化层，钢轨轻微波磨。这些 问题可通过预防性钢轨打磨去除。 2.3 钢轨修复性打磨
线路经过长时间的运行，没有进行钢轨的养护，小半 径曲线段乃至直线段会产生较为严重的伤损。例如：钢轨 波磨、钢轨鱼鳞纹和钢轨掉块等问题，这些问题可通过钢 轨修复性打磨去除。
因长期轮轨滚动接触疲劳产生，表面形成的硬化层导 致工作边内侧出现鱼鳞纹，大多数出现在曲线段，上股尤 其多发和严重。详见图 1。
图 1 钢轨鱼鳞纹 3.2 钢轨波磨
相同车型以同样的行车速度或加速过程，引起滚动接 触疲劳，导致波磨产生。详见图 2。
图 2 钢轨波磨
33 2019·01
铁路采购 与物流ห้องสมุดไป่ตู้
S 学习与研究 tudy & Research
波长在 300～1 000 m m 之间的为长波，钢轨损伤多在 钢轨的轨脚。详见图 6。
图 4 钢轨硬化层
4 钢轨病害分析
4.1 鱼鳞伤损 鱼鳞伤损主要分布于曲线地段，直线也有但较少。车
辆在行驶过程中车轮与钢轨面发生接触，轮轨接触面表层 金属发生塑性变形，使钢轨的几何形状发生变化。当塑性 变形达到一定深度时，轮轨表面形成的疲劳裂纹将在接触 剪切力作用下倾斜向下发展，当疲劳裂纹的扩展速率大于 磨耗速率时，会在钢轨的工作边出现程度不同的鱼鳞状裂 纹。如果不及时修复，鱼鳞伤损会向轨头内部延伸，连成 片后造成脱离掉块，严重时只能更换钢轨。
5 高速钢轨打磨车
北京地铁六号线二期工程采用德国引进的高速钢轨打 磨车对线路钢轨进行打磨，与以往的传统打磨设备不同之 处在于：一是高速打磨提高钢轨打磨效率；二是被动打磨， 砂轮本身并不带有动力，靠砂轮的滚动摩擦进行打磨，避
34 铁路采购 与物流
2019 ·01
免工作时产生高热，导致打磨后钢轨表面出现传统因打磨 过热而产生的钢轨表面发蓝层；三是配有整体的打磨架， 使 12 个打磨砂轮成为一个整体，打磨后不会出现传统打磨 后的二次波磨；四是高速钢轨打磨车小巧自重轻，可推拉 双向作业且方便在线路间的转运。
德国高速钢轨打磨车的参数及特点如下：①车辆尺寸 （长 * 宽 * 高）：5.8 m *2.11 m * 2.15 m ，满足国内地铁车 辆限界要求；②工作速度：25～60 km /h；③无中继打磨里 程：20 km ；④车辆总重：12 t；⑤打磨车可双向作业；⑥ 两个打磨架，每个打磨架各带有两排打磨砂轮共 24 个；⑦ 车辆自带全套照明、信号设备和制动系统；⑧车辆自带有 大功率吸尘器及过滤装置和集尘箱。