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文檔簡介
1、第二節(jié)鋼軌基本知識 一、鋼軌使用規(guī)定 高速鐵路正線、到發(fā)線應(yīng)采用60 kg / m無螺栓孔新鋼軌;其他站線宜鋪設(shè)50 kg / m鋼 軌。 200 km/ h及以上高速客運鐵路應(yīng)選用u71MnG、強(qiáng)度等級為880IPa熱軋鋼軌;200 km / h 250 km/h高速客貨混運鐵路應(yīng)選用 U75VG、強(qiáng)度等級為980 MPa熱軋鋼軌。其中,U代 表 鋼軌鋼,71、75代表化學(xué)成分中碳平均含量為0. 71%、0. 75%, V代表釩元素,Mn代 表錳兀 素,G代表高速鐵路。 高速鐵路鋼軌應(yīng)具備安全使用性能好、幾何尺寸精度高、平直度好的特點,同時要求鋼 軌 的實物質(zhì)量達(dá)到高純凈、高平直、高精度、長
2、定尺,這就要求鋼軌鋼質(zhì)潔凈、韌塑性高、焊 接性能 優(yōu)良、表面基本無原始缺陷。 二、鋼軌長度及斷面尺寸 1 .鋼軌長度 高速鐵路正線應(yīng)采用符合相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的100 m定尺軌,短尺軌長度為95 m、96 m、97 ITI 和 99 ITI 四種。.;, 2 .鋼軌斷面尺寸 60 kg/m鋼軌斷面尺寸,如圖 2-1所示。 70. S - L50 (郵0 kfi/m舸軌騎面圖 軌端全斷屁倒棱 (b)60 kg/m銀軌摞栓孔布置圖 C ( 、 216.5中心線一 k . 圖2150 kfi/m鋼軌形式尺寸(單位1 mm) 3 鋼軌計算數(shù)據(jù) 60 kg/ m鋼軌計算數(shù)據(jù),如表 2 9所示。 義2旳鋼軌計茸
3、數(shù)據(jù) 三、鋼軌材質(zhì) 1鋼軌的化學(xué)成分(表2 10) S2-10搦軌北學(xué)蹴分 UTlMuG 0. 65-0. 75 0, 150.58 0. 701. 20 0. 0苓. 0. 025 CO. 004 U75VG 6 71 也 80 Q” 500. 70 D. 751.05 咗實025 Q. 025 0. 08 10 260300 U75VG 10 20930 注啟惟取樣螳驗時允許斷后忡任率比規(guī)宦憤降低1綣f絕對值) 四、鋼軌標(biāo)志 我國鋼軌生產(chǎn)廠家主要有攀鋼、包鋼、鞍鋼和武鋼四家,各廠家標(biāo)志如圖22所示。 (b庖鋼標(biāo)志 2)鞍鋼標(biāo)志 迅朋鋼標(biāo)志 圖2-2鋼廠標(biāo)志 鋼軌標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在鋼軌軌腰部位需要
4、采用兩種標(biāo)記,即軋制標(biāo)志和熱壓印標(biāo)志,同時還 規(guī) 定了其他標(biāo)識,如在軌端刷漆以及粘貼標(biāo)簽。 1凸出標(biāo)志 鋼軌一側(cè)軌腰上軋制的凸出標(biāo)志順序:生產(chǎn)廠標(biāo)志一一鋼軌軌型(如60代表 制造年(軋制年度末兩位)、月(如04代 鋼廠代碼一一生產(chǎn)年份一一爐號一一連鑄 60 kg/ m)鋼軌鋼牌號(如u75vG、u7IMnG) 表軋年度為2a4年,川代表3月份軋制)。 2.凹入標(biāo)志 鋼軌另一側(cè)的軌腰上熱壓印凹人標(biāo)志的順序: 流號一一連鑄坯號一一鋼軌順序號一一班別號。 各個鋼廠的熱壓印標(biāo)志不完全相同。 生產(chǎn)廠掾志:攀鋼 以攀鋼為例說明,如圖 23所示。 P 10 700836 3 03 A X 工鋼輟軋制班號 鋼
5、軌順序號 連鑄坯號 連殆疣號 1轉(zhuǎn)爐煉鋼襦水號 代轟201吟牛產(chǎn) 代表難鋼 圖2七鋼廠熱壓印標(biāo)志示例 五、鋼軌傷損標(biāo)準(zhǔn) 鋼軌傷損按程度分為輕傷、重傷和折斷三類。 1鋼軌輕傷和重傷評判標(biāo)準(zhǔn)如表2 12、表2 13、表2=二4所示。 2.鋼軌折斷標(biāo)準(zhǔn) 鋼軌折斷是指發(fā)生下列情況之一者: (1)鋼軌全截面斷裂; (2)裂紋貫通整個軌頭截面; (3)裂紋貫通整個軌底截面; (4)鋼軌頂面上有長度大于 30 mm且深度大于5 mm的掉塊。 線路上臨時插入的短軌,長度不得短于6m,不得連續(xù)插入,且必須盡快恢復(fù)。臨時插入短 軌的線路允許速度不得大于16D km / h。 212舸軌輕傷和車傷評判標(biāo)準(zhǔn) 擱軌頭部
6、磨恠 磨耗捷罐過袈2-心所列限度之一者 磨耗捷超過套小14斯列限度之一者 軌頂面廉梏 200250 km/h,深度大于 0- 5 mni 200250 km/h,探度大于】mm - 関0不倉)茁0 knvh深度大于0135加n 250(不含)妙探度大于(L5 mm 翔尊掠塊 一 有 甞探3。* 2 mm 焊按接頭低垠 CL 2 mniC低坍 VD, 4 mm 低墟鼻0.4 mm Itn直尺測it 出現(xiàn)軌頭下慚水平程皴(過蟻)、戟腹 水平裂咬軌頭縱向製紋、軌底裂 不含輪執(zhí)接融 撥勞引起執(zhí)頂 面表產(chǎn)戴近表 面的去鱗裂紋 撩傷缺陷 蟬接/肘 悴接缺陷或肅軌內(nèi)部材睡皺陷未達(dá) 到判喘標(biāo)準(zhǔn),但與判煖掠確差
7、值小 6dB 爆接峽陷或胡孰內(nèi)部材底缺陷達(dá)到 判慶標(biāo)準(zhǔn) 內(nèi)韻裂玻 戰(zhàn)向、飆向、斟向及其他裂紋和內(nèi)部 裂發(fā)淮嵐的賂面凹陷(瞬歷) 鋼執(zhí)銹蝕 畫除銹后軌底陣度不足8 JIHT1威軌 琵厚厘不足12 mm 注:谷深為相鄰波峰與渡谷間的垂直距離。 裹273鋼執(zhí)頭部磨耗輕傷標(biāo)準(zhǔn) |rr*T-6申ri*YTt ! *3= .: :汩:婪4.說 H :%.! m i ,-r j IX;. . - pp”y-”. :-:_:, ::?: fe?: . S - 游越FTTTf嗦 嚴(yán)邈于pg諄專蹲遲離 叫瞬罕粥 兌髒 u1 . c _ *- ”二” =pS.: ,二,5c:r” 1- a f* J.J WlIII
8、LWrirFTTTTWnTITTbM 區(qū)聞鋼軌.異軌 9 I 8 10 基本軌、翼敕 7 fi & 尖軌、七軸、理跟尖執(zhí) 6 4 注:總磨耗一垂直磨耗 +1 /2側(cè)面磨耗。 對于導(dǎo)軌、翼軌及尖軌、心軌、叉跟尖軌全斷面區(qū)段, 垂直磨耗在鋼軌頂面寬 1 /3處(距 標(biāo)準(zhǔn)工作邊)測量;對于尖 軌、心軌、叉跟尖軌機(jī)加工區(qū)段,垂直磨耗自軌頭最高點測量。 側(cè)面磨耗在鋼軌踏面(按標(biāo)準(zhǔn)斷面)下16 mm處測量。 磨耗影響轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝時,按重傷處理。 基本軌、翼軌、尖軌、心軌磨耗會影響密貼及軌件高差,磨耗的輕重傷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)較區(qū)問鋼 軌嚴(yán)格。 表414鋼軌其部購耗重傷標(biāo)準(zhǔn) 六、鋼軌傷損主要類型及傷損處理 (一)鋼軌傷
9、損主要類型 (又稱“魚鱗狀裂紋”卜核傷、 高速鐵路常見傷損類型有波浪形磨耗、踏面接觸疲勞裂紋 焊 縫內(nèi)部缺陷等。 1 渡浪形磨耗 波浪形磨耗(圖2 4)是指鋼軌軌頭踏面沿長度方向出現(xiàn)周期性的不均勻塑性變形和磨 耗,使鋼軌全長呈現(xiàn)波浪形狀的不平順。波浪磨耗的波谷處有明顯塑性變形,使踏面碾寬或 出 現(xiàn)碾邊,輪軌接觸光帶變寬。波峰處踏面的塑性變形量明顯小于波谷,接觸光帶變窄。波峰、 波谷踏面光帶的明暗程度也有差異。 2 踏面接觸疲勞裂紋 踏面接觸疲勞裂紋(圖2 5)是指軌頭踏面在輪軌接觸應(yīng)力作用下形成的沿鋼軌全長密集 分布的表面裂紋,通常稱為“魚鱗狀裂紋”。裂紋的擴(kuò)展方向與行車方向有關(guān),用手指順行
10、車方 向探摸剝離裂紋時有刺手感. 要Z4渡浪形磨耗 團(tuán)2-5踏踐接融疲勞裂紋 3.內(nèi)部裂紋 內(nèi)部裂紋又稱“核傷”(圖2 6),是指鋼軌內(nèi)部的制造缺陷(冶金缺陷、熱處理缺陷等) 在運 行載荷作用下形成和擴(kuò)展的疲勞裂紋或脆性裂紋。在內(nèi)部裂紋未擴(kuò)展到鋼軌表面時,鋼軌斷 裂的斷口具有金屬光澤,一般現(xiàn)場稱之為“白核”。當(dāng)內(nèi)部裂紋已擴(kuò)展到鋼軌表面,由于受 氧化 腐蝕作用,使斷口呈暗褐色,現(xiàn)場稱之為“黑核”。 閻白核黑核 4 焊接接頭內(nèi)部缺陷、 鋼軌焊接接頭內(nèi)部缺陷分閃光焊接頭和鋁熱焊接頭內(nèi)部缺陷。 (1) 閃光焊接頭內(nèi)部缺陷 閃光焊接頭內(nèi)部缺陷主要是指接頭內(nèi)部存在的灰斑夾雜、疏松等缺陷,這些缺陷都有可 能
11、 形成裂紋并引起鋼軌斷裂?;野邐A雜是指位于焊縫處含有si、Mn等元素的夾雜物。鋼軌閃 光焊時,對接焊口金屬在高溫熔化時形成的氧化物或硅酸鹽夾雜物未能完全從焊縫中擠掉而 留在焊縫區(qū)域,就會形成沿熔化線方向分布的不規(guī)則形狀塊狀夾雜物,如圖2 7所示。疏 松缺 陷是指鋼軌對接處的局部金屬高溫熔化成液態(tài)金屬,在頂鍛時沒有被擠出焊口, 冷卻凝固時 發(fā) 生收縮,由于沒有液態(tài)金屬的補充,就會形成收縮孔洞或形成分散分布的顯微縮孔,稱為疏 松 E2-8閃光焊接頭內(nèi)部鑼松訣陷 缺陷或疏松裂紋,如圖 2 8所示。 圖 日 閃光焊接頭內(nèi)部蹴斑夾雜映陷 鋁熱焊接頭內(nèi)部缺陷 鋁熱焊接頭內(nèi)部的傷損主要有由于焊接工藝控制不良
12、,焊筋邊緣溢流飛邊引起的疲勞斷 裂,以及焊肉組織異常、疏松、氣孔、熱裂紋和未焊合等缺陷及引起的疲勞和脆性斷裂。 當(dāng)砂模密封不嚴(yán)或焊縫未對正,澆鑄時鋼水從縫隙處溢流出,在焊筋邊緣的鋼軌表面形 成 溢流飛邊,與鋼軌表面形成類似成疲勞裂紋,并發(fā)展成橫向斷裂,如圖2 9(a)所示。鋼水 的流 失,補縮量的不足,還可能導(dǎo)致在接頭最后的冷卻凝固部位出現(xiàn)收縮孔、疏松或夾渣等缺陷, 造 成鋼軌的低周疲勞斷裂,如圖2 9(b)所示。 當(dāng)焊劑成分異常有可能導(dǎo)致在焊縫區(qū)域出現(xiàn)粗大塊狀鐵素體或在焊縫全斷面出現(xiàn)馬氏 體等 異常組織,導(dǎo)致鋼軌從內(nèi)部產(chǎn)生疲勞裂紋,如圖2 9(c)所示,或發(fā)生脆性斷裂,如圖2 9(d) 所示
13、。 鋁熱焊縫處鑄造組織在高溫狀態(tài)下及凝固前, 穿晶擴(kuò)展形成裂紋。 熱裂紋處組織具有粗晶特征, 向 方向擴(kuò)展,斷口有發(fā)藍(lán)的氧化色或溫度色,如圖 鋁熱焊接過程中,鋼軌端面預(yù)熱溫度不夠或鋼水的溫度偏低時, 被 熔化,未能實現(xiàn)熔化結(jié)合,造成未焊合缺陷,如圖2 9(f)所示。 受拉應(yīng)力作用在晶界萌生裂紋并沿晶界或 通常位于焊縫尺寸較大的焊筋中部,沿橫 2 9(e)所示。 待焊鋼軌端面沒有完全 (a)佝 (d)(e)(0 圖推g宦熱焊接頭內(nèi)部旅陷 (二)鋼軌傷損處理 1 傷損復(fù)核 工務(wù)段接到探傷車探傷報告后3日內(nèi)應(yīng)完成對傷損的復(fù)核,并將復(fù)核結(jié)果報鐵路局工務(wù) 處和鋼軌探傷車。 工務(wù)段應(yīng)對探傷車探測結(jié)果和注意
14、觀察處所認(rèn)真復(fù)核,對復(fù)核確認(rèn)的傷損信息進(jìn)行保 存, 保存時間不少于2年,以備核查。 2 鋼軌綜合修理 (1) 為預(yù)防和整治鋼軌病害,改善輪軌匹配關(guān)系,延長鋼軌使用壽命,應(yīng)做好鋼軌修理 工作。 (2) 當(dāng)鋼軌出現(xiàn)如表2 15所列表面輕傷及其他表面?zhèn)麚p時,應(yīng)及時進(jìn)行修復(fù),或采用無 損 加固處理。一 2*15鋼軌病害龍洽眼度 軌頂面擦怖 深度尢于0飛mm A0” 3 mm 0. 2 mm 舉度大于Or 35 mrn 直尺、激虞尺釉罐 (3) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼軌內(nèi)部輕傷有發(fā)展時,應(yīng)采用無損加固處理。 (4) 傷損加固時,應(yīng)盡量使傷損部位處于夾板中部,嚴(yán)禁夾板與焊筋接觸。 (5) 鋼軌鉆孔位置應(yīng)在螺栓孔中心線上
15、,且必須倒棱。兩螺栓孔凈距不得小于大孔徑的 兩 倍。其他專業(yè)需在鋼軌上鉆孔或加裝設(shè)備時, 必須經(jīng)鐵路局工務(wù)處同意并委托工務(wù)部門施工。 (6) 嚴(yán)禁焊補鋼軌,嚴(yán)禁使用火焰切割鋼軌或燒孔,嚴(yán)禁使用剁子和其他工具強(qiáng)行截斷 鋼 軌及沖孔,嚴(yán)禁錘擊軌底。 3鋼軌重傷處理 發(fā)現(xiàn)鋼軌重傷時,應(yīng)立即進(jìn)行處理。 (1)對鋼軌核傷和焊縫重傷可加固處理,并在適宜溫度及時進(jìn)行永久處理;在實施永久處 理前應(yīng)加強(qiáng)檢查, 發(fā)現(xiàn)傷損發(fā)展時, 應(yīng)按照鋼軌折斷及時進(jìn)行緊急處理、 臨時處理或永久處 理。 (2) 對垂直裂紋和可能引起軌頭揭蓋的重傷,應(yīng)按照鋼軌折斷進(jìn)行緊急處理、臨時處理 或 永久處理。 (3) 對其他重傷可采取修理或
16、焊復(fù)方法處理,處理前可根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取限速措施。 4鋼軌折斷處理 發(fā)現(xiàn)鋼軌折斷時應(yīng)立即封鎖線路, 并根據(jù)現(xiàn)場情況分別采取緊急處理、 臨時處理或永久 處理。 (1)緊急處理 當(dāng)斷縫不大于 30 mm 時,可在斷縫處上夾板或臌包夾板,用急救器加固,擰緊斷縫前 后各 50 m 范圍內(nèi)的扣件,并派專人看守,按不超過45 km h 速度放行列車,且鄰線限速不超過 160 km h。 緊急處理后,應(yīng)在斷縫兩側(cè)軌頭非工作邊做出標(biāo)記(標(biāo)記間距一般為26 m),并準(zhǔn)確丈量 兩標(biāo)記間距離和軌頭非工作邊一側(cè)斷縫值,做好記錄。 (2) 臨時處理;、 當(dāng)鋼軌折斷嚴(yán)重、斷縫超過 30 mm 或緊急處理后不能及時進(jìn)行永
17、久處理時,應(yīng)切除傷 損 部分,在兩鋸口問插入長度不短于 6 m 的同型鋼軌,軌端鉆孔,安裝接頭夾板,用10 9 級螺栓 擰緊,擰緊短軌前后各 50 m 范圍內(nèi)的扣件,按不大于 160 kmh 速度放行列車。 臨時處理前,應(yīng)在斷縫兩側(cè)軌頭非工作邊做出標(biāo)記(標(biāo)記間距一般為 26 m) 、,并準(zhǔn)確丈 量 兩標(biāo)記間的距離和軌頭非工作邊一側(cè)斷縫值,做好記錄。 (3)永久處理 對緊急處理或臨時處理處所, 宜于當(dāng)日天窗內(nèi)采用原位焊復(fù)或插入短軌焊復(fù)處理。 進(jìn)行 焊復(fù)處理時,應(yīng)保持無縫線路鎖定軌溫不變。作業(yè)軌溫宜低于實際鎖定軌溫020 C。當(dāng)采 用插入短軌焊復(fù)時,短軌長度不得小于 20 m。 (4) 鋼軌焊接 鋼軌焊接應(yīng)按照鋼軌焊接 (TBT1632) 執(zhí)行,并滿足下列要求: 焊接宜采用具有拉伸、保壓功能的焊接設(shè)備。 焊接作業(yè)軌溫應(yīng)不低于5C,且應(yīng)避免大風(fēng)和雨雪等不良天氣。必須在不良天氣進(jìn)行 焊軌作業(yè)時,應(yīng)采取相應(yīng)措施,并使環(huán)境溫度高于5C 推凸后應(yīng)采用石棉或其他材料覆
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