李源杰
中國(guó)鐵道科學(xué)研究院研究生部 北京 100000
正文:
鋼軌傷損由于其具體情況的差異,通常表現(xiàn)不同類(lèi)型的傷損。總的來(lái)說(shuō),可以總結(jié)為磨耗、變形和裂紋三種常見(jiàn)狀態(tài)。
一般來(lái)說(shuō),鋼軌磨耗通常有垂磨和側(cè)磨兩種表現(xiàn)形式。所謂垂磨,就是鋼軌頂端與列車(chē)車(chē)輪凹陷處的磨耗。而側(cè)磨,則是指鋼軌邊緣跟車(chē)輪內(nèi)部側(cè)壁形成的磨耗。這兩者的差別在于,車(chē)輛因素導(dǎo)致了垂磨現(xiàn)象的產(chǎn)生,而機(jī)車(chē)因素,導(dǎo)致了側(cè)磨現(xiàn)象的產(chǎn)生。鋼軌最終磨耗程度的高低,受到周遭環(huán)境、車(chē)輛重量、曲線(xiàn)超高設(shè)置、鋼軌承受壓力以及鋼軌本身的順滑值等多方面的影響。
當(dāng)鋼軌接受的壓力,超過(guò)了其本身能夠承受的壓力范圍,便會(huì)出現(xiàn)變形甚至直接斷裂的情況。而變形的類(lèi)型,也根據(jù)不同的因素,分為了波形、肥邊和平面三種狀態(tài)。當(dāng)然,不同的原因?qū)е铝瞬煌慕Y(jié)果。比如,軌面、道床長(zhǎng)期不修理,軌面魚(yú)鱗傷、掉塊、擦傷,鋁熱焊本身材質(zhì)與母材不一致、不平順,道床翻漿冒泥、打白砟,強(qiáng)力振動(dòng)等情況均會(huì)致使鋼軌在受到一定壓力并產(chǎn)生波形變化。而鋼軌平面化反應(yīng)則表現(xiàn)為鋼軌長(zhǎng)期接受過(guò)重荷載,鋼軌本身建筑材料強(qiáng)度過(guò)低等原因形成的一種軌體流變狀態(tài)。肥邊則是鋼軌頂部在發(fā)生流變反應(yīng)時(shí),其周?chē)狈ζ渌镔|(zhì)能有效阻擋軌體流動(dòng),最終在鋼軌邊緣形成的一個(gè)較厚的金屬層。
鋼軌裂紋的產(chǎn)生是一個(gè)長(zhǎng)期量變的過(guò)程,其最終的結(jié)果就是量變向質(zhì)變的轉(zhuǎn)換,最終破壞鋼軌結(jié)構(gòu),使鋼軌產(chǎn)生裂紋。通常來(lái)說(shuō),鋼軌裂紋產(chǎn)生于鋼軌的中部以及軌距角處,鋁熱焊裂紋產(chǎn)生于溢流飛邊處。鋼軌裂紋的發(fā)展會(huì)經(jīng)歷起皮、顯皺、表面裂紋、內(nèi)部裂紋、與鋼軌剝離、潰散等幾個(gè)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程由外向內(nèi),逐步深化,最終對(duì)鋼軌形成致命性的損壞。這種損壞難以修復(fù),且后期工程量較大,耗時(shí)較長(zhǎng)。因此,應(yīng)定期對(duì)鋼軌磨耗及傷損情況進(jìn)行檢查分析、并及時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)修理,盡可能的避免這種情況的出現(xiàn)。
一個(gè)好的打磨方案,可以直接作用于鋼軌存在的傷損問(wèn)題,并能有效降低鋼軌傷損對(duì)列車(chē)運(yùn)營(yíng)造成的不良影響。
針對(duì)鋼軌磨耗的問(wèn)題,可以通過(guò)調(diào)節(jié)光帶、修正鋼軌與車(chē)輪廓形、調(diào)節(jié)鋼軌寬度、改變列車(chē)載貨重量等方式確定打磨方案,最大程度的減少鋼軌廓形跟車(chē)輪邊緣的接觸,避免塑性流動(dòng)。在實(shí)際操作時(shí),根據(jù)列車(chē)的不同路段狀況合理確定打磨方法。如曲線(xiàn)段,采用非對(duì)象性打磨法,關(guān)注鋼軌頂部,移動(dòng)光帶位置,優(yōu)化車(chē)輪的轉(zhuǎn)向力。但值得一提的是,適當(dāng)?shù)拇蚰タ梢詭椭行Ц纳其撥壞ズ牡臓顩r,但過(guò)度的操作可能致使鋼軌長(zhǎng)期處于使用狀態(tài),而產(chǎn)生疲勞效應(yīng),反而不利于鋼軌狀態(tài)的有效保障。
查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)可知,目前我國(guó)主要采用接觸式輪廓打磨法,確定鋼輪的輪廓形狀。它通過(guò)一定的技術(shù)手段,將鋼軌頂部的兩端打勻磨平,清除肥塊,使光帶處于中間位置,列車(chē)在運(yùn)營(yíng)時(shí),車(chē)輪和鋼軌便能有效接觸,減少碰撞擠壓面,最終達(dá)到作用于鋼軌變形的目的。當(dāng)然,對(duì)于肥邊的處理,目前大多采用各種小型切割機(jī)和打磨機(jī)進(jìn)行操作,以便能有效的破除肥邊現(xiàn)象,提高鋼軌的運(yùn)營(yíng)效率。
鋼軌裂紋問(wèn)題大多產(chǎn)生在新建的軌道之中。由于新建軌道其修建之后,未經(jīng)過(guò)多次的使用,其鋼軌表面的碳化保護(hù)層比較薄弱。一旦投入使用之后,突然受到多次的車(chē)輪滾動(dòng)擠壓,產(chǎn)生疲勞效應(yīng),便會(huì)出現(xiàn)鋼軌裂紋。所以新鋼軌上道后需要進(jìn)行預(yù)防性打磨。而對(duì)于已經(jīng)使用多次的軌道,則應(yīng)定期檢查鋼軌的運(yùn)行狀態(tài),若是鋼軌本身狀態(tài)較好,未發(fā)現(xiàn)明顯的褪皮、起皺、裂痕,為了保護(hù)鋼軌已經(jīng)形成的硬質(zhì)層,就可以不進(jìn)行打磨操作。
鋼軌本身與列車(chē)車(chē)輪相互契合,缺一不可。因此,要優(yōu)化打磨方案,減少運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路鋼軌傷損。首先就要對(duì)列車(chē)車(chē)輪特征展開(kāi)充分的調(diào)查,掌握車(chē)輪數(shù)據(jù),以便在設(shè)計(jì)鋼軌時(shí),依據(jù)車(chē)輪特征,確定最適合的鋼軌打磨輪廓。在實(shí)際操作中,工作人員需要根據(jù)收集到的車(chē)輪數(shù)據(jù)信息,根據(jù)列車(chē)車(chē)體參數(shù)、行駛線(xiàn)路和距離,使鋼軌與車(chē)輪互相適應(yīng)。通過(guò)相關(guān)的計(jì)算方式,得出最優(yōu)的打磨方案。
鋼軌本身涉及到的范圍廣、內(nèi)容多,指標(biāo)復(fù)雜。在選擇打磨方案時(shí),要根據(jù)實(shí)際情況,合理選擇打磨功率,確定車(chē)輪軌道接觸點(diǎn),最終確定打磨的位置和方式。值得注意的是,在進(jìn)行鋼軌打磨時(shí),不同的光帶可能產(chǎn)生不同的結(jié)果。比如,雙光帶會(huì)降低列車(chē)的平穩(wěn)度;雙光帶能降低鋼軌表面形成的疲勞損傷,但可能導(dǎo)致列車(chē)在行駛過(guò)程中出現(xiàn)蛇形行駛狀態(tài);單光帶能保障列車(chē)正常平穩(wěn)行駛,但又會(huì)因?yàn)槠湫旭偯婧徒佑|點(diǎn)過(guò)于集中而加劇鋼軌的損傷。總之,不論選擇何種的打磨方式,都只能盡可能將鋼軌的損傷降到最低,而不能徹底避免鋼軌損傷現(xiàn)象的產(chǎn)生。
保障運(yùn)營(yíng)車(chē)輛能夠在既定的軌道上安全穩(wěn)定的行駛,是列車(chē)運(yùn)營(yíng)工作的重要工作內(nèi)容。而運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路鋼軌的維護(hù),則是直接影響其行駛效果好壞的關(guān)鍵因素。所以,作為列車(chē)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén),應(yīng)當(dāng)提高對(duì)減少鋼軌傷損的重視程度,通過(guò)采取多種不同的方式,結(jié)合國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),努力保障我國(guó)鋼軌運(yùn)營(yíng)事業(yè)的安全性,維護(hù)國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。