关于钢轨快速打磨对提升高速铁路发展的必要性

董泉

摘 要：随着我国铁路事业的不断发展，提高铁路运行舒适性、安全性是铁路事业发展过程中的基本要求，通过对铁路进行试验发现轨面中短波垂直不平顺会对铁路运行安全性和稳定性产生严重影响，因此钢轨打磨是提高铁路运行安全性的一个重要途径。本文对钢轨快速打磨的必要性以及钢轨打磨技术要点进行分析和探讨，旨在为铁路事业的发展提供理论支持。

关键词：钢轨快速打磨 高速铁路 运行安全

中图分类号：U216 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）09-0-01

引言

钢轨快速打磨是高速铁路发展过程中的重要环节，由于铁路建设不断推进，铁路延伸范围越来越广，钢轨是铁路运行的重要基础设施，随着铁路运行速度不断提升，对高速铁路的钢轨质量要求也越来越高，在高速铁路运行过程中很容易出现钢轨不平顺现象，对高速列车的运行产生极大影响。高速铁路的钢轨打磨对于我国来说是一个新的课题，国外的铁路建设过程中，十分注重钢轨快速打磨，提高钢轨的平滑性，减少钢轨与铁路机车之间的摩擦力，从而提高高速铁路运行水平。我国关于高速铁路的钢轨打磨技术的研究时间还不长，加强高速铁路的钢轨打磨技术的研究，有助于我国高速铁路的建设和运行维护管理。高速铁路的钢轨打磨是一个必要过程，造成钢轨病害的原因主要有钢轨生产制造方面缺陷、钢轨贮运方面的问题以及开通运营过程中轨面病害，针对这些问题，要及时进行病害消除，提高高速铁路的钢轨打磨标准，定期对钢轨进行打磨，为我国铁路事业的发展提供更多支持。

一、钢轨打磨现状及其必要性

1.钢轨打磨现状

钢轨打磨是为了延长钢轨使用寿命而产生的一种技术，对铁路钢轨进行打磨时，最初主要是各种修理性打磨，经过不断发展，当前对铁路钢轨进行打磨已经变成一种习惯性过程，其主要目的是为了预防铁路钢轨的各种病害，现代的铁路钢轨打磨频繁、快速、轻度，是一种预防性养护措施。对于高速铁路而言，出现事故的几率较低，但是出现事故时事故灾害程度十分大，钢轨不平顺问题就可能会引起高速铁路运行安全问题。发达国家对高速铁路钢轨打磨十分重视，对于新铺筑的钢轨，必须要进行打磨，例如原苏联曾规定速度大于每小时120km的铁路，在铺设钢轨之后必须要立即对其进行打磨，以提高钢轨的稳定性、平顺性。当前很多发达国家，例如日本、法国、德国、意大利等，在进行高速铁路建设时，都要对新铺筑的铁路或者大修更换的钢轨进行轨面打磨，日本、法国和德国的高速铁路钢轨打磨技术已经比较成熟，而且钢轨打磨作业已经成为铁路维修过程中的一个常规维修项目，这些对于我国高速铁路钢轨打磨工作的发展有一定的借鉴作用。

2.钢轨打磨的必要性

钢轨是轨道交通的主要部件，钢轨与列车的车轮直接接触，在列车运行过程中，列车的轮对与钢轨之间会产生较大的摩擦，钢轨的质量的好坏直接影响到行车的安全性和平稳性。由于钢轨基本都是暴露在空气中的，风吹日晒雨淋，长期处于恶劣环境中，加上列车运行带来的动力作用，钢材长期使用会产生老化和锈蚀等现象，所以钢轨损害严重。裂纹、磨耗等是高速铁路钢轨常见的损坏现象，这些问题会减少钢轨的寿命，增加养护工作量，而且还会导致相关部门的养护成本增加，随着铁路运行速度越来越快，这些问题产生的危害也越来越严重。高速铁路钢轨打磨是对钢轨病害进行消除的一种重要方式，可以有效避免轨道交通运行安全问题，常见的钢轨修复措施是钢轨打磨，并且要及时对钢轨抹油，高速铁路钢轨打磨是通过打磨机械或打磨列车对钢轨头部滚动表面进行打磨的过程，是消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷的重要措施，能够提高钢轨表面平滑度，进一步达到改善旅客乘车舒适度、减少震动，并且能够降低车轮与钢轨进行接触时产生的噪音，延长钢轨的使用寿命。由此可见，高速铁路钢轨打磨对于高速铁路的发展十分重要，是铁路事业发展过程中的一个必要项目。

二、高速铁路钢轨打磨方法

高速铁路钢轨打磨是一项成本相对较高的作业手段，对高速铁路钢轨进行打磨时必须要考虑到经济成本，与预期获得的经济效益挂钩。钢轨打磨的应用的效果主要有几个方面：第一，增加钢轨50%-100%的使用寿命；第二，减少钢轨失效的风险；第三，减少车轮、轨道部件以及轨道几何形位出现恶化的概率；第四，允许列车以较高的速度运行，而且没有剧烈的震动；第五，降低钢轨与铁路车辆轮对之间的噪音。在高速铁路钢轨打磨过程中主要有四种策略：

1.矫正性打磨

矫正型打磨是一种缺陷打磨，主要是利用打磨过程对高速铁路钢轨病害进行处理，以减少钢轨缺陷的重要方法，一般要采用积极的打磨工序，预先设计好打磨量，一般高速铁路钢轨打磨量为0.5mm-4mm或者0.5mm-6mm之间，而且打磨量还要根据缺陷的严重程度来决定。矫正性打磨的经济性不高，因此要去除高速铁路钢轨上的大量锈蚀金属，所以在打磨过程中会减少钢轨潜在的使用寿命。但是为了防止钢轨在短期内失效产生安全隐患，必须要采用矫正性打磨对钢轨进行处理，高速铁路钢轨矫正性打磨可能会导致列车速度受到限制。

2.过渡性打磨

过渡性打磨是对高速铁路钢轨进行长期打磨的一种方法，目的是为了对高速铁路的钢轨病害进行预防，是一种周期性打磨制度。过渡性打磨需要经过多次打磨，尤其是钢轨没有得到规范养护的时候，可以采用过渡性打磨策略对钢轨的病害进行有效处理。从成本控制以及打磨带来的效果来看，过渡性打磨是一个很好的选择，可以确保资金得到充分有效地利用。过渡性打磨还可以减少钢轨损伤的严重性，例如对于钢轨波磨和滚动接触疲劳可以进行有效控制。过渡性打磨的金属量要比矫正性打磨的金属量少，一般打磨量控制在0.3mm～1.0mm之间，而且随着时间的推移，在每一个打磨周期内进行打磨的时候要将打磨量逐漸减少。

3.预防性打磨或周期性打磨

矫正性打磨和过渡性打磨可以对钢轨表面的一些危害进行处理，所以经过矫正性打磨和过渡性打磨之后要进行预防性打磨。预防性打磨是进一步消除和控制表现缺陷，保证钢轨表面状态良好的重要途径，需要打磨的金属量较少，一般只有0.2～0.3mm，而且打磨的时间十分频繁。预防性打磨是一种十分经济的方法，由于需要打磨的金属量很少，所以减少了打磨工具的使用，并且频繁的养护还可以延长钢轨的使用寿命。在预防性打磨过程中，对打磨周期进行确定主要依靠以下结果因素，第一，列车的重量；第二，经过钢轨的主要列车类型及货物类型，即看是静轮载还是动轮载；第三，钢轨类型；第四，轨道特征，尤其是轨道的曲线率、超高、钢轨支承条件；第五，运行速度，运行速度越高，打磨的周期越频繁。endprint

4.特殊性打磨

通过以上三种打磨策略之后还要采用特殊性打磨策略对钢轨进行打磨处理，主要包括以下几个方面：第一，为了形成特殊的钢轨断面形状，通过特殊性打磨，其打磨量可以超过钢轨头部允许磨耗限度，延长钢轨短期使用寿命。例如，当车轮轮对与钢轨之间的接触区为20～30mm宽时，由于接触区太过集中，会影响车辆的运行，所以采用特殊性打磨可以消除车轮与钢轨之间的金属量，并且对钢轨轨距内侧面进行打磨，在打磨过程中，钢轨打磨量必须与通过线路的主要列车车轮断面进行匹配。第二，实现特殊的钢轨断面形状，特殊的轨道断面形状可以减少车轮悬空的概率，经过特殊性打磨可以将钢轨接触区进行横移，沿车轮踏面移动到相应的位置，并且还可以沿着轨道线路的方向对钢轨断面的形状进行打磨，形成有特殊要求的钢轨断面。例如车轮与钢轨之间的接触区宽度为20～30mm，经过一段时间运行之后，轮轨接触区可能从钢轨头部中间移至靠近轨距内侧面，通过特殊性打磨可以将接触区平移到正确位置。第三，提高钢轨接触面的平滑性。在高速铁路运行过程中，由于钢轨和轮对之间的相互摩擦，会产生很大的噪音，而且钢轨的平顺程度越低，噪音越大，所以在铁路运行过程中要加强对钢轨表面的打磨，通过特殊性打磨，可以对某些比较突出，不平整的位置进行打磨处理，从而提高铁路钢轨接触表面的平滑性。这种打磨方法在高速线路和城市轨道交通线路上的应用十分普遍，钢轨表现的粗糙度最适宜的参数是4～6μmRA，经过特殊性打磨，可以将钢轨表面的粗糙度控制在4～6mm之间，在特殊性打磨过程中，对钢轨类型有很高的要求，对于一些硬度较低的钢轨，其打磨的效果维持时间不长，如果钢轨的硬度较高，则打磨效果的维持时间更长。

结语

对高速铁路钢轨进行打磨是一个十分必要而且重要的过程，由于各种原因，会导致铁路钢轨出现不平顺，而钢轨的不平顺会导致轮轨动力不均匀，对高速铁路行车安全、平稳性以及乘车舒适性带来十分严重的影响，随着铁路的运行速度不断增快，这种影响更加明显。在铁路运行过程中要加强打磨方法的研究和应用，不断提高打磨水平。

参考文献

[1]马良民.高速铁路钢轨打磨技术研究与应用[J].铁道建筑，2011（05）

[2]马晓明.钢轨打磨概述及提高打磨质量[J].现代商贸工业，2013（11）

[3]魏曉斐.浅谈钢轨打磨的有效性和管理体系[J].黑龙江科技信息，2017（04）

[4]缪闯波.钢轨打磨对轮轨作用的影响[J].铁道标准设计，2002（07）

[5]黄信基.对我国高速铁路钢轨维修作业的讨论[J].铁道勘测与设计，2006（06）endprint