石亮

摘要：預(yù)防性打磨是鋼軌維護(hù)中很常用的一種方式，技術(shù)人員通過對(duì)鋼軌進(jìn)行預(yù)防性打磨，能夠在很大程度上降低軌頭表面的接觸疲勞傷損程度，把斷面磨合成比較合理的廓形，改善輪軌關(guān)系，減緩鋼軌的使用損傷。雖然鋼軌預(yù)防性打磨技術(shù)存在這些功能和優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際運(yùn)用過程中，會(huì)出現(xiàn)一些影響打磨質(zhì)量的因素，本文主要通過對(duì)這些影響打磨質(zhì)量問題原因進(jìn)行分析，提出打磨量化計(jì)算及打磨方法優(yōu)化解決方案。

關(guān)鍵詞：鋼軌;預(yù)防性打磨;打磨流程;鋼軌輪廓特征;方法優(yōu)化

引言

預(yù)防性打磨是重要的鋼軌維護(hù)方式，采用預(yù)防性鋼軌打磨，可明顯消除軌頭表面的接觸疲勞傷損，同時(shí)將鋼軌斷面打磨至合理斷面，能明顯減輕輪軌動(dòng)力作用，減緩鋼軌傷損。試驗(yàn)和研究表明，在高負(fù)荷線路上采用小切削量的周期性的預(yù)防性打磨比基于鋼軌狀態(tài)的修復(fù)性打磨要更為經(jīng)濟(jì)和高效。切削量是鋼軌打磨的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一，直接關(guān)系到打磨效率和質(zhì)量。多年來鋼軌預(yù)防性打磨主要以經(jīng)驗(yàn)為主，存在打磨過剩或打磨不足，打磨的質(zhì)量難以保證。隨著對(duì)打磨技術(shù)研究和實(shí)踐的深入，特別是鋼軌打磨車的普遍運(yùn)用，使得借助鋼軌輪廓測(cè)量設(shè)備，能定量計(jì)算確定切削量，為預(yù)防性打磨方法優(yōu)化創(chuàng)造了條件。

1影響鋼軌預(yù)防性打磨質(zhì)量的因素

預(yù)防性打磨指的是在鋼軌即將出現(xiàn)缺陷或者出現(xiàn)缺陷之前，對(duì)鋼軌進(jìn)行打磨，主要就是為了控制鋼軌側(cè)磨和側(cè)向輪軌作用力，緩解鋼軌的使用疲勞，對(duì)產(chǎn)生的波磨進(jìn)行控制。從實(shí)際運(yùn)用效果來看，預(yù)防性打磨能夠有效延長鋼軌的使用壽命，提高鋼軌的運(yùn)行的安全性。不過從現(xiàn)階段來看，對(duì)鋼軌的打磨仍然是憑借傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究不足，打磨質(zhì)量也不是很穩(wěn)定等情況。其中影響因素主要如下：

1.1 打磨流程的依據(jù)不夠

由于缺乏對(duì)打磨后鋼軌的科學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，這就使得預(yù)打磨技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，不能制定可量化的工藝技術(shù)流程標(biāo)準(zhǔn)，打磨的技術(shù)方案通常是在現(xiàn)場(chǎng)憑借技術(shù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)制定的。鋼軌損耗的準(zhǔn)確參數(shù)、打磨斷面數(shù)據(jù)的分析，缺乏科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)管理。為了提高打磨鋼軌的質(zhì)量，作業(yè)技術(shù)人員經(jīng)常選擇隨車打磨作業(yè)的模式，這種模式可以增加打磨的變數(shù)，進(jìn)而可以在一定程度上提高打磨質(zhì)量。不過總的來說，打磨流程基本上沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)模擬，不夠科學(xué)，打磨質(zhì)量在不同的軌道線路上會(huì)出現(xiàn)較大差異，有的是打磨較淺，起不到一定的效果，有的打磨程度過深，損害了鋼軌的質(zhì)量，容易造成鋼軌使用時(shí)間的縮短。

1.2 切削量難確定

對(duì)于在同一區(qū)段的線路，其線路參數(shù)也是存在一定差異的。在設(shè)計(jì)線路平面和縱斷面時(shí)，平面由曲線和曲線自身相切的直線組成，縱斷面是由長度不同、陡緩各異的坡段組成。車輛的行駛速度受到曲線的直接影響，而機(jī)車牽引能力則受到坡度的影響。鋼軌在使用一段時(shí)間后，其不同的區(qū)段內(nèi)，受到的損失也是不一樣的，產(chǎn)生的損耗不同，在打磨時(shí)就需要設(shè)計(jì)不同的打磨技術(shù)方案。但是，在實(shí)際鋼軌預(yù)打磨過程中，鋼軌的表面變化情況相當(dāng)復(fù)雜，損耗程度不均衡，打磨切削量的確定難度很大。這些因素存在，就會(huì)影響實(shí)際預(yù)打磨作業(yè)的質(zhì)量和效果。

1.3 沒有統(tǒng)一的比較基準(zhǔn)

在預(yù)防性打磨作業(yè)過程中，通常是將標(biāo)準(zhǔn)鋼軌輪廓當(dāng)作目標(biāo)鋼軌的輪廓，也就是作為基準(zhǔn)。在打磨之前要實(shí)時(shí)測(cè)量鋼軌，并將測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果同標(biāo)準(zhǔn)鋼軌輪廓進(jìn)行比較，在參照基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上確定切削量。但是，能夠作為參照基準(zhǔn)的位置比較多，軌頂面及其里側(cè)不同角度、鋼軌作用邊及上沿、鋼軌作用邊及下沿等，都會(huì)影響基準(zhǔn)參照的準(zhǔn)確度。比較常見的就是，用鋼軌的作用邊作為參照的基準(zhǔn)，作用邊能夠最大限度的兼顧鋼軌的平縱面。還有一些打磨作業(yè)是以鋼軌頂面作為參照基準(zhǔn)，具體該如何選擇參照基準(zhǔn)，并沒有嚴(yán)格的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，往往是憑借實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

2 預(yù)打磨技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化

2.1 做好鋼軌輪廓特征分析

鋼軌預(yù)打磨要確定合適的切削量，而切削量的確定需要弄清出被打磨鋼軌的輪廓及其形態(tài)。在分析鋼軌輪廓特征時(shí)，需要注意如下幾個(gè)方面：第一，弄清楚現(xiàn)存的鋼軌輪廓的光帶分布情況。光帶是在鋼軌同火車車輪接觸時(shí)產(chǎn)生的，是反映輪軌接觸的最主要特征。技術(shù)人員要學(xué)會(huì)通過分析光帶的位置來判斷鋼軌的受力狀況如何，一般光帶位置偏移正常水平線較多的，肯定是鋼軌的局部受力不均衡造成的。通過對(duì)鋼軌進(jìn)行預(yù)打磨作業(yè)，能夠有效改變輪軌的，從而起到調(diào)整改變鋼軌受力狀態(tài)的目的。第二，做好可能存在的鋼軌傷損情況分析。鋼軌損傷的形成需要一定的時(shí)間，一旦損傷形成后，進(jìn)一步擴(kuò)大和發(fā)展為比較嚴(yán)重的破損就會(huì)比較迅速，因此，進(jìn)行預(yù)打磨，一定要找準(zhǔn)鋼軌潛在的損傷面，將損傷消除。需要注意的就是，進(jìn)行預(yù)防性行磨地段的鋼軌頂面有時(shí)候會(huì)有一定的波磨，并且會(huì)產(chǎn)生麻點(diǎn)或細(xì)微裂紋等一些早期的鋼軌輕微損害，這些損害，要在打磨作業(yè)正式開始之前，確定損害的深度，并做好趨勢(shì)分析，確保打磨作業(yè)的效果。

2.2 制定科學(xué)的打磨流程

在制定打磨流程時(shí)要先對(duì)打磨地段進(jìn)行調(diào)查和測(cè)量，測(cè)量時(shí)要對(duì)不同的線路條件分別統(tǒng)計(jì)，測(cè)量樣本越多越好，具有代表性。樣本收集完成后，對(duì)廓形偏差進(jìn)行分析，找出多個(gè)廓形的共性，以相對(duì)集中的廓形頂面分布的區(qū)域做包絡(luò)線。打磨流程制定過程主要步驟有：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量→輪廓統(tǒng)計(jì)確定外包絡(luò)線→切削量測(cè)算→確定打磨策略→試驗(yàn)驗(yàn)證→作業(yè)驗(yàn)收。

2.3 準(zhǔn)確測(cè)算切削量

切削數(shù)據(jù)的可靠性，直接關(guān)系著打磨方案是否科學(xué)可行。德鐵標(biāo)準(zhǔn)Ril824.8310 中規(guī)定鋼軌廓形的豎向基準(zhǔn)點(diǎn)為軌頂面軌面最高處，橫向基準(zhǔn)點(diǎn)為軌頂面以下14mm（中國國內(nèi)為16mm）處。在實(shí)際計(jì)算切削量前，要先對(duì)測(cè)量的廓形數(shù)據(jù)進(jìn)行偏差分析，找出多個(gè)廓形的共性，以相對(duì)集中的廓形頂面分布的區(qū)域做包絡(luò)線，以鋼軌作用邊為第一比較基準(zhǔn)，再使標(biāo)準(zhǔn)鋼軌輪廓軌頂中心位置與包絡(luò)線軌頂重合，計(jì)算切削量。

3 方法驗(yàn)證實(shí)例

3.1項(xiàng)目實(shí)例

某鐵路局工務(wù)機(jī)械段利用鋼軌打磨列車首次對(duì)滬昆高鐵云南段部分重點(diǎn)線路進(jìn)行鋼軌預(yù)打磨試驗(yàn)作業(yè)，取得了一定的實(shí)效。

3.2預(yù)打磨作業(yè)流程

整體預(yù)打磨作業(yè)流程如下：（1）打磨前初始測(cè)量，確定比較基準(zhǔn);（2）實(shí)測(cè)軌廓與目標(biāo)廓形進(jìn)行比對(duì);（3）制定打磨策略;（4）確定并驗(yàn)證打磨切削量，正式打磨前進(jìn)行打磨試驗(yàn)，用測(cè)量儀測(cè)量切削量，掌握鋼軌表面病害的深度;（5）打磨驗(yàn)收。作業(yè)結(jié)束后，靜態(tài)驗(yàn)收基本達(dá)到目標(biāo)廓形，尤其是動(dòng)態(tài)檢測(cè)垂向加速度改善明顯。在前期滬昆高鐵云南段線路精調(diào)施工的基礎(chǔ)上，昆明工務(wù)機(jī)械段現(xiàn)場(chǎng)施工人員經(jīng)過精心組織，通力配合，嚴(yán)格遵循上述預(yù)打磨作業(yè)流程，成功利用96頭鋼軌打磨列車和道岔打磨列車對(duì)第一階段曲靖北至嵩明區(qū)段共計(jì)92公里重點(diǎn)地段線路進(jìn)行鋼軌肥邊預(yù)防性打磨施工。為第二階段順利完成昆明南至富源北區(qū)段270公里重點(diǎn)地段線路和37組高速道岔預(yù)打磨施工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3實(shí)際效果分析

此次鋼軌預(yù)打磨施工自滬昆高鐵云南段完成全線鋪軌施工以來尚屬首次。經(jīng)過預(yù)防性打磨的鋼軌和道岔，在延長鋼軌和道岔的使用壽命3至5年的同時(shí)還可以有效改善高速列車和線路之間的輪軌關(guān)系，提高旅客乘坐的平穩(wěn)舒適度。對(duì)于提升滬昆高鐵云南段線路設(shè)備質(zhì)量，確保按期開通運(yùn)營具有重要意義。

4 結(jié)論及建議

進(jìn)行預(yù)防性打磨，計(jì)算切削量時(shí)基準(zhǔn)的選擇非常關(guān)鍵，測(cè)量基準(zhǔn)作為計(jì)算切削量的基準(zhǔn)可行，在打磨前對(duì)鋼軌進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量的數(shù)據(jù)要有代表性，盡量避開焊縫。同時(shí)本文通過實(shí)例，論證了鋼軌預(yù)打磨的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以及帶來的實(shí)際價(jià)值意義，為地鐵鋼軌預(yù)打磨工作的開展提供了實(shí)例經(jīng)驗(yàn)。

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（作者單位：中國神華能源股份有限公司軌道機(jī)械化維護(hù)分公司）