鋼軌打磨技術

鋼軌打磨技術10/25/20241主要內容1.鋼軌打磨分類2.鋼軌預打磨的作用3.鋼軌預打磨參數(shù)4.鋼軌預打磨程序5.高速鐵路鋼軌的打磨l附件：客運專線鋼軌預打磨規(guī)范（草案）10/25/202421.鋼軌打磨分類10/25/20243鋼軌修理性打磨：打磨速度低，反復進行，基本去除鋼軌表面?zhèn)麚p或波磨，不能去除深度裂紋。鋼軌預防性的漸進打磨：從修理性打磨漸進過渡到預防性打磨。10/25/20244鋼軌打磨的分類鋼軌預打磨：開通運行前對新鋼軌的打磨；鋼軌預防性打磨：一次快速打磨，完全去除包含微裂紋的薄層，同時，形成或保持理想的輪廓。10/25/202452.鋼軌預打磨的作用10/25/20246鋼軌預打磨的作用：

1）形成適合輪軌接觸的軌頭形面；2）去除鋼軌表面脫碳層；3）去除因施工造成的軌面?zhèn)麚p；4）提高軌道平順性，與焊接接頭軌面渾然一體；5）預打磨后車輪走行光帶必須居中。10/25/202473.鋼軌預打磨參數(shù)10/25/202481)鋼軌預打磨廓面的設計由于我國鐵路軌底坡明顯偏?。?：40），新鋼軌鋪設上道與車輪未磨合時，直線鋼軌車輪走形光帶在距離軌距側10～30mm范圍內（軌面R80起點至R300約5mm），曲線鋼軌上股光帶則更趨近軌距角，如圖1和圖2所示。鋼軌上道后未磨合時相應的廓面如圖3所示。10/25/20249圖1西環(huán)線直線區(qū)段輪軌接觸光帶(2007年4月開通，2008年1月測量)10/25/202410圖2西環(huán)線曲線區(qū)段（R2000m）輪軌接觸光帶(2007年4月開通，2008年1月測量)10/25/202411圖3西環(huán)線直線區(qū)段鋼軌廓面（未打磨，2007年4月開通，2008年1月測量）10/25/202412當鋼軌較軟、列車輪重較大時，隨著車輪的不斷滾動碾壓鋼軌軌面被磨損，光帶逐漸變寬至整個軌面，輪軌通過自然磨損而磨合，逐漸形成共形接觸，見圖4。10/25/202413圖4U71Mn鋼軌磨合后的軌面狀態(tài)（成渝線鋪設的U71Mn鋼軌運行1年半后的光帶）10/25/202414而當鋼軌較硬、輪重較小，又未能及時進行大機打磨時，輪軌接觸長期在軌距側，會導致在該部位形成滾動接觸疲勞傷損（RCF），見圖5～圖10所示。輪軌磨合后的廓面情況如圖11和圖6-12所示。10/25/202415圖5廣深準高速鐵路下行線k14+600曲線上股軌面裂紋（PD3鋼軌）10/25/202416圖6既有線插入鋼軌的光帶10/25/202417圖7既有線鋼軌在軌距角處接觸產(chǎn)生魚鱗裂紋10/25/202418圖8既有線鋼軌在軌距角部位產(chǎn)生剝離掉塊10/25/202419圖9浙贛線鷹潭工務段朱家坎鋪設的進口奧鋼聯(lián)熱處理鋼軌使用約4億噸后在軌頂面R80部位出現(xiàn)嚴重的滾動接觸疲勞傷損而下道10/25/202420圖10鋪設在直線上的熱處理鋼軌由于輪軌長期難以磨合，在軌距角部位形成疲勞裂紋10/25/202421圖11K36+700準高速上行線上股U71Mn鋼軌廓面（2004年8月更換，2006年12月測量，表面光潔，輪軌已磨合，無RCF）10/25/202422圖12秦沈線k59+250上行左股進口軌（檢測時間2006.10，輪軌已磨合）10/25/202423因此，鋼軌預打磨形面應按圖13進行設計。10/25/202424鋼軌光帶居中,寬度35mm鋼軌光帶居中,寬度25mm圖13-1鋼軌預打磨廓面(1)圖13-2鋼軌預打磨廓面(2)

10/25/2024252)鋼軌預打磨深度目前客運專線鋼軌的脫碳層深度多數(shù)小于0.3mm，個別為0.3～0.5mm，其中全脫碳的深度約為0.1～0.2mm，見圖14。10/25/202426圖14-1踏面脫碳層深度0.4mm

全脫碳層深度約0.2mm圖14-2軌角脫碳層深度0.4mm全脫碳層深度約0.2mm10/25/202427因此，為了減少因表面脫碳引起硬度降低等因素對鋼軌使用性能造成的影響，鋼軌應進行預打磨。為了去除鋼軌軌面的脫碳層，鋼軌預打磨的深度在非工作邊處應大于0.2mm，輪軌主要接觸部位應大于0.3mm。10/25/202428軌道施工中，有時工程車運行會造成軌面碾壓、擦傷，需要在正式運行前通過鋼軌的預打磨去除這些缺陷。10/25/202429無論是基地閃光焊接頭還是現(xiàn)場焊接頭，焊接接頭的平直度會超出標準規(guī)定的要求。當焊接接頭軌頂面平直度大于0.5mm/m時，應先采用仿形打磨車對焊接接頭進行局部打磨，而后采用大機打磨，使焊接接頭和鋼軌母材平直度基本趨于一致，達到標準規(guī)定的小于0.2mm/m，以提高軌道的平順性。10/25/202430

進行焊接接頭仿形打磨時，不應將焊頭1m范圍的平直度低于軌道鋼軌的其他部位；即不能只一味追求焊接接頭1m范圍達到標準要求，而是應該將焊接接頭放在整個軌道中來考慮問題，以免形成1m范圍的低接頭。10/25/2024313)鋼軌預打磨遍數(shù)為了形成預打磨廓面以及保證打磨后軌面的粗糙度，對48磨頭的打磨車，通常需要4遍左右，對96磨頭的需要2遍左右。10/25/2024324)預打磨軌面粗糙度法國高速鐵路規(guī)定，鋼軌打磨后的粗糙度要求小于5μm,英國要求小于7μm,，而我國鐵路參照歐洲標準規(guī)定為小于10μm。10/25/202433

目前鋼軌預打磨存在的問題目前我國客運專線鋼軌預打磨多數(shù)按鋼軌原始軌頭輪廓進行打磨，動車組運行時鋼軌光帶分布在軌距角。10/25/202434車輪長期在軌距角接觸，不僅會造成鋼軌提前發(fā)生傷損，會加快動車組車輪的磨耗，并形成凹磨。當車輪凹磨發(fā)展到一定程度時，在高速運行條件下，會造成動車組橫向失穩(wěn)而產(chǎn)生抖動，影響動車組的運行舒適度，并加快車輪的失效。10/25/202435為了使鋼軌預打磨有章可循，特提出客運專線鋼軌的預打磨規(guī)范，見附件。10/25/2024364.鋼軌打磨程序設計

10/25/202437非工作邊（外側）工作邊（內側）10/25/202438第一遍重點內側軌距角（40°~10°）第二遍內外側第三遍軌頂面根據(jù)前三遍情況確定10/25/2024391.武廣PGM-96C型鋼軌打磨車參數(shù)打磨遍數(shù)2遍。第1遍：打磨速度：15-16km/h；打磨角度：+10°—+40°，-3°~-10°；打磨功率：50%；第2遍：拋光。打磨速度：18km/h；打磨角度：-10°—+45°；打磨功率：50%；10/25/202440秦沈線新軌打磨程序①號打磨模式：角度排列從45°～33°重疊分配24個砂輪，主要目的是增加切削量打磨車輪與鋼軌內側作用邊的接觸部位。②號打磨模式：角度排列從44°～22°均勻分配24個砂輪，主要目的是打磨鋼軌內側作用邊，并且比對①號打磨模式擴大角度和進行圓順。10/25/202441③號打磨模式：角度排列從23°～0°均勻分配24個砂輪，主要目的是連接②號打磨模式擴大打磨面積到0°，可根據(jù)實際情況減小或增加打磨功率以達到最佳光帶效果。10/25/202442④號打磨模式：角度排列從0°～負22°均勻分配24個砂輪，主要目的是連接③號打磨模式完成整個鋼軌打磨，以上4種打磨模式打磨后即完成鋼軌基本打磨，打磨時打磨速度（12-14km/h），打磨功率(11-13kw)，根據(jù)打磨地點鋼軌實際情況增減，使其達到最佳打磨效果。10/25/202443⑤號打磨模式：不設固定打磨模式。根據(jù)鋼軌本身硬度等不同的特殊性，針對鋼軌打磨4遍后出現(xiàn)的不圓順等情況進行第5遍完善性打磨，具體模式根據(jù)實際情況有針對性的選擇打磨模式，特殊情況可現(xiàn)場臨時編排打磨模式進行打磨。由此可見，秦沈線鋼軌打磨，在軌距角R13部位打得較多。10/25/2024445高速鐵路鋼軌的打磨高速鐵路鋼軌的打磨不同于重載鐵路，也不同于既有繁忙干線，其作用不同，周期和打磨方式也不同。對我國高速鐵路而言，通過預打磨形成輪軌匹配的合理的鋼軌形面后，可以采用軌頭全廓面打磨，提高平順性，減少噪音，其打磨周期可以按通過總重3000~6000萬噸1次。每次4~6遍。嚴格要求表面粗糙度。10/25/2024451)日本高速鐵路鋼軌的打磨作用：改善行車條件，延長鋼軌使用壽命；減少噪音；周期：更換鋼軌后1年內必須打磨；住宅密集區(qū)1年或3000萬噸打磨一次，其次按居民相對密度分為3000萬噸~6000萬噸打磨1次；每次打磨4~6遍；每遍0.05~0.10mm;1次打磨進度為4~6公里；10/25/2024462）德國高速鐵路鋼軌打磨，每4年1次；3）法國高速鐵路鋼軌打磨，根據(jù)軌面?zhèn)麚p情況決定；10/25/202447附件客運專線鋼軌預打磨規(guī)范(草案)10/25/2024481總則鋼軌的預打磨是指鋼軌鋪設后,在線路正式開通運營前對新鋪鋼軌進行的打磨，其作用是磨去鋼軌軌面的脫碳層以及施工中造成的鋼軌表面?zhèn)麚p，同時形成要求的打磨廓面，改善輪軌接觸狀態(tài)。本規(guī)范適用于新建時速200公里以上客運專線鐵路，既有鐵路鋼軌的預打磨可參照執(zhí)行。10/25/2024492鋼軌預打磨參數(shù)2.1打磨廓面設計鋼軌預打磨廓面按附圖1紅線所示，鋼軌打磨后，車輪走行光帶應嚴格居中，寬度在20～30mm之間（附圖2）。鋼軌打磨深度在軌頭非工作邊側應不小于0.2mm，在輪軌主要接觸部位應不小于0.3mm。打磨廓面范圍在-20°~＋45°（-15°~＋42°）之間（參見附圖3）。10/25/202450附圖1鋼軌預打磨軌頭廓面附圖2打磨后車輪走行光帶居中，寬度25～40mm10/25/2024512.2打磨時機鋼軌預打磨應在線路正式開通運營前或開展試驗運行前完成。10/25/2024522.3其他參數(shù)預防性打磨遍數(shù)可控制在3～4遍以內。鋼軌打磨速度根據(jù)打磨列車特性確定，通常采用8～12km/h。10/25/2024533打磨施工要求3.1打磨施工前應清除道床和軌道邊易燃物品，避免打磨施工時引起火災。3.2打磨前應對打磨地段影響正常打磨操作尤其是影響軌距角打磨的因素進行調查并預先采取措施，以保證鋼軌打磨正常進行。10/25/2024543.3打磨前應對焊接接頭軌面平直度進行檢查。當焊接接頭平直度超過＋0.5mm/m時，應采用仿形打磨設備對焊接接頭進行局部打磨。3.4根據(jù)打磨設備，在站場軌道進行打磨參數(shù)調整試驗，確定打磨廓面達到圖1要求后，開始進行正式打磨。10/25/2024554打磨的檢驗和驗收4.1采用廓面儀對打磨廓面進行檢查，確定是否符合打磨廓面設計要求。4.2采用軌頭廓面模板，確定鋼軌打磨后車輪走行光帶寬度是否在20～30mm之間，光帶是否嚴格居中。10/25/2024564.3打磨后焊頭平直度應達