山区重载小半径曲线钢轨磨耗措施

山区重载小半径曲线钢轨磨耗措施

概述

朔黄重载铁路2000年5月份新建开通时铺设断面为60kg/m，长度为25m的普通钢轨（U71Mn），有缝线路，Ⅱ型钢筋混凝土轨枕，配置1840根/km， I型弹条扣件，桥隧地段为I级道碴，其余为Ⅱ级道碴。最大限制坡度重车方向+4‰，空车方向+12 ‰，最小曲线半径400m。

前期全线铺设强度等级为880Mpa级的普通热扎钢轨，耐磨性能较差，半径600m及以下小半径曲线上钢轨侧磨速度快，是控钢轨使用寿命的关健，后在部份小半径曲线上使用了等级为980Mpa级的微合金热扎钢轨（PD3和BNDRE）侧磨速率稍有延长，但大部份U71Mn钢轨仍然侧磨严重，同时核伤、螺栓孔裂纹、轨端裂纹掉块大量出现，钢轨伤损和失效急剧增加。为满足重载运输的需要，确保运输的畅通，延长设备的使用寿命，开始在上行线K1+540～K256+034段更换为75kg/m钢轨跨区间及区间无缝线路。同时在R-800m及以下曲线使用了强度等级为1180Mpa级的全长淬火轨。

随着运量及运输密度的增加，朔黄上行线运营半年的时间发现小曲线地段下股钢轨踏面表层出现鱼鳞状裂纹纹路，个别地段出现轻微的鱼鳞状剥落掉块。虽然采取了一些措施，比如一方面对焊缝及剥落掉块处所采取小型打磨机进行打磨，同时对曲线地段的钢轨加强观测、检查。但是不到3个月的时间发现30个曲线共4.571km钢轨出现大范围的剥落掉块，个别曲线上股也出现剥落掉块。据统计分析统计，发生以上病害的地段基本上在半径R≤800m的园曲线和接近圆缓点处的缓和曲线上，未发生掉块的地段的曲线钢轨下股钢轨踏面表层出现鱼鳞状裂纹纹路也十分明显，并有个别的长2～10mm，宽2～5mm，深1～2mm的掉块。

针对上述现象，课题组成员进行了现场的踏勘，然后结合国内外的经验，对各试验段进行了相关的试验检测，收集相关信息，在统计试验数据，以及总结试验结果基础上，结合现场的试处理结果，对山区重载铁路小半径曲线的无缝线路使用过程中养护和处理得出了一些措施。从而重载货运铁路专用无缝线路的养护与维修给出安全经济的意见。

试验数据统计（见表1）

总结

通过对试验段进行上述几项试验研究，给出的这些方法，我们可以看到，虽然通过换轨可以大幅度提高轨道过重，其实就是延长使用寿命，但是从经济上来讲是不合适的；而预防性打磨要比修理性打磨的效果要好，这种方法降低了运营的成本，提高了企业效益。 其它方法如调整超高、加宽轨距、涂油等措施，对钢轨的磨耗并未很大改善。

21世纪是以高速、重载、高效、安全为特征的时代，我国铁路路网干线正朝着高速重载铁路方向发展。从上世纪开始，既有铁路列车提速在世界范围内普遍展开。我国铁路第六次大面积提速，它推进了我国铁路现代化的建设，在中国铁路发展史上具有里程碑的意义。并且我国高速铁路、重载铁路建设速度大幅度提高。既有繁忙干线采用钢轨配套的轨道结构和无缝线路，基本上实现了轨道结构重型化。目前国内外新建的高速铁路都是无缝线路，而在重载货运铁路，尤其是山区小半径曲线上跨区间无缝线路的应用则处于发展阶段，伴随着山区重载铁路无缝线路的应用，钢轨磨耗问题的加重也越来越明显。因此积极探索与发现该课题具有很强的实际意义。

表1　

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.18.004