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1、铁路曲线钢轨磨耗与减缓措施分析摘要：本文首先阐述铁路曲线钢轨磨损因素，进而分别从整治曲线方向、钢 轨涂油器、防治钢轨不均匀侧磨几个方面分析曲线钢轨磨损减缓措施，旨在有效 应对钢轨磨损情况，减少轨道部件伤损问题，保证钢轨质量、延长使用寿命，从 而实现铁路运输行业经济效益和社会效益的共同提高。关键词：铁路曲线；钢轨磨损；超高；纵移法引言：在铁路运输行业快速发展的今天，列车牵引重量不断提高、促使轨道 磨损问题更加严重，特别是钢轨小半径曲线磨损较为突出，需要各个部门予以重 视，积极采取措施有效应对钢轨磨损。事实上，铁路曲线钢轨磨损是一个错综复 杂的问题，将会涉及到钢轨、轮轨等方面，磨损减缓也需要从实际
2、情况出发，合 理选择处理方式，切实延长钢轨使用寿命。1.铁路曲线钢轨磨损因素无论是受到外界自然环境影响，还是由于列车作用，都会促使铁路钢轨出现 锈蚀、伤损、磨损的问题。对于铁路钢轨曲线轨道，很大程度上都是由于钢轨磨 损问题，从而需要更换新的钢轨。基于现有研究表明，在我国，对于小半径曲线 轨道钢轨，大部分钢轨报废都是由于轨道磨损造成，曲线钢轨磨损又可以根据磨 损部位主要划分为三种类别，第一种则为上股钢轨侧面磨耗，第二种则为下股钢 轨头部压溃，第三种波形磨耗。通常而言，曲线上钢轨、曲线外轨自身的磨损程 度较为严重，特别是曲线外轨，主要集中于头部内侧，当列车通过铁路轨道时， 外轨头部内侧则会相应受到
3、列车的影响，形成较为严重的滑动摩擦。与此同时， 内外两侧的铁路曲线钢轨长度不同，促使内外两轮进行滑动时，最终经过的距离 长度也存在明显差别，当车轮进行滑行时，轨顶磨损程度将会随之增大。相反， 对于曲线内轨，磨损问题主要集中于轨头顶面位置，当列车进行低速行驶时，促 使钢轨曲线内轨负荷不断增大，甚至相应造成轨头压陷现象。并且，当列车需要 进行转向时，将会促使钢轨顶面进行横向滑动摩擦，增大曲线钢轨磨损问题。曲 线上钢轨磨损原因多元，很大程度上受到曲线半径的影响 1。 当曲线半径增大时 曲线上钢轨磨损问题就会更加严重。事实上，钢轨接踏、车轮踏面二者本身可以 构成一堆摩擦副，无论是部件结构特性，还是钢轨
4、踏面形状，都会相应到摩擦副 的摩擦特性，最终形成磨损程度也会呈现较大差别。钢轨垂直磨损、钢轨侧面磨损、曲线轨道下股钢轨轨头压溃均为钢轨磨损的 主要表现。其中，对于钢轨垂直磨损，当列车行驶通过小半径曲线，由于内外钢 轨曲线半径长度不一，曲线轨道外轨线长度比起内轨线长度长，促使后续内外轮 滚动距离、滚动长度都会出现很大差别，需要相应进行钢轨调整。对于钢轨侧面 磨损，随着钢轨半径的增大，外股侧面磨损程度也会相应增大。之所以出现钢轨 侧面磨损，很大程度上是由于导向轮轮缘紧压外轨头侧面，促使轨道间的摩擦力 不断增大，进而促使钢轨侧面磨损问题也更加突出。对于曲线轨道下股钢轨轨头 压溃，将会受到磨损车轮的作
5、用，在日常列车行驶期间将会相应形成反向凸缘， 反向凸缘在车轮踏面边缘位置。如果钢轨曲线方向位置不佳，促使轨距超限，促 使列车行驶较为摇晃，横向冲击力也会不断增大，铁路曲线钢轨磨损问题也就更 加突出。事实上，处于不同超高大小，无论是轮轨磨损功率，还是垂横向力都会相应 产生不同影响。当外轨超高不断增大时，外轨垂横向力将会相应作用，开始不断 减少，进而促使轮轨间的相互作用力也能够不断减弱，切实避免出现钢轨磨损问 题。外轨磨损功率本身保持着先增后减的运作功率，内轨磨损功率则保持不断增 大的状态，也就表明，当超高过大时，将会促使钢轨自身磨损程度较为严重，需 要相应采取措施降低超高值。钢轨波磨是铁路曲线钢
6、轨磨损的主要表现方式，呈现出具有一定规律性的高 低波浪起伏，又可以将其划分为两种类别，第一种则为波纹磨损，第二种钢轨波 磨则表示为波浪磨耗，在我国铁路曲线钢轨磨损主要表现为波浪波磨。通常而言， 波磨很多时候集中在曲线地段，直线地段很少会出现钢轨波磨现象。波磨状态也 会相应受到曲线半径的影响，随着曲线半径的减少，波磨发展速率也会相应提高 加快。相反，如果曲线半径增大，波磨自身发展速率则会降低。由此可见，对于 大半径曲线，往往很少会出现严重的钢轨波磨现象2。 对于小半径曲线，特别是 半径小于 600m 的钢轨曲线，自身的钢轨波磨问题较为严重。对于不同地段，钢轨波磨情况也会存在明显差别，特别是在列车
7、制动地段， 钢轨波磨最为突出。无论是牵引列车，还是制动列车，都会产生钢轨波磨。需要 注意的是，如果是铺在石质路基，和铺在土质路基相比，铁路曲线钢轨波磨无论 是形成，还是发展都更加严重。特别是在道床板结地段，铁路曲线钢轨本身更容 易出现波磨问题。混凝土轨枕地段和木枕地段相比，本身的铁路曲线钢轨波磨程 度较为严重。此外，如果铁路钢轨养护不佳、钢轨本身硬度不够、钢轨运输量过大，都会 在一定程度上造成钢轨磨损问题，需要相应采取措施缓解钢轨磨损现象。二、铁路曲线钢轨减缓措施1.整治曲线方向对于铁路钢轨曲线，曲线方向不良极易造成曲线钢轨磨损问题，发生病害后 后期进行维修养护也需要耗费较大的成本投入。当曲线
8、方向出现偏移时，列车左 右摇摆、威胁行车安全。通常而言，曲线方向不良主要表现为两方面，第一种则 为曲线鹅头，第二种则为钢轨接头“支嘴”。针对上述问题，应当加强日常养护 维修，注重钢轨接头位置的轨道联结，还可以基于病害原因灵活调整。如果出现 接头塌碴，可以专门铺设重型轨道，促使线路强度能够相应增强。还可以铺设防 磨护轨，尽可能减少侧面磨损问题。1.钢轨涂油器针对铁路钢轨磨损问题，通过应用钢轨涂油器，能够在一定程度上有效应对 钢轨磨损问题、降低振动噪声。现如今，除了普通的钢轨涂油器，开始加大技术 研究，相应生成涂油器智能控制技术，将其与新型轨顶摩擦剂进行组合使用，从 而达成良好的磨损减缓效果。智能
9、钢轨涂油器能够充分利用技术手段，能够改善 轮轨关系、缓解钢轨波磨，整体使用成本较低，涂油也更加智能精准。1.防治钢轨不均匀侧磨无理论是曲线不圆顺，还是线路运输期间受到任何激扰因素，都有可能促使 列车开始横向摇摆振动、增加横向摇摆附加动荷载，想要有效环节钢轨磨损问题， 则需要灵活调控钢轨的不均匀问题，从曲线圆顺度、轨底、超高等方面进行分析， 切实减少磨损现象。适当增大曲线圆顺度，对轨底坡进行调节，促使曲线外轨超 高度能够处于一定范围内，对于那些本身已经磨损严重的钢轨，特别是小半径地 段钢轨，则可以通过加权平均法进行计算，不断调整超高值大小。与此同时，合理设置曲线超高，基于不同种类的列车，基于列车
10、行驶速度和 牵引质量，科学计算曲线超高。三、处理曲线钢轨因不均匀磨耗造成侧磨重伤方法以石太线山区铁路为例，受山区地形限制，存在大量半径400米以下曲线， 钢轨因侧面磨损更换频繁。线路维修过程中发现半径400及以下曲线钢轨存在严 重不均匀磨耗现象，曲线YH点前后50m侧面磨耗达到19mm重伤标准时，其余部 分侧磨约1014mm，如采取整条曲线全部更换新轨造成很大浪费，如插入短轨没 有侧磨匹配长钢轨，为解决此问题，科采取“纵移法”进行更换。所谓“纵移法”是指对出口 YH点前后侧磨大于15mm部分切除（50m60m）, 将切口缓和曲线一侧既有轨纵移与切口处连接（采取胶冻接连接方式），空头处 配置相应长度新轨（采取焊接方式），达到效果：曲线钢轨延长使用周期4-5个 月。更换侧磨重伤轨示意图lirfjj-RPUjiuii AHIJiiuii13- IN 贰 U利 * I4n 结论：综上所述，对铁路曲线钢轨磨耗与减缓及处理措施展开分析具有至关重要 的意义。针对铁路曲线钢轨磨损问题，应当加强日常线路维护、曲线养护，尽可 能缓解钢轨磨损现象、提高铁路线路运输质量，从而带动铁路运输的高质量可持 续发展。参考文献：1 张念.高速铁路小半径曲线钢轨的磨损及润滑J.合成润滑材 料,2021,48(01):20-25.2 于丰博.铁路线路常见病害原因及养护维修J.湖北农机化，2020(02):97.
