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地铁钢轨擦伤成因及防治

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【摘要】本文针对钢轨常见的伤损擦伤进行了浅显的成因分析,并结合成都地铁线网运营的实际情况提出了对钢轨擦伤的防治建议。

【关键词】成都地铁;钢轨擦伤;擦伤成因;预防整治

1概述

钢轨是地铁及轨道交通的行车基础设施,其设备状态直接关系到列车的行车安全性、舒适性和稳定性。成都地铁因其运营时间不长,同时车体本身较轻,行车最高速度仅为80km/h,所以目前出现的钢轨伤损情况不严重,对行车的影响也比较轻微。但随着运营时间的推移,钢轨在长期运营荷载作业过程中将越来越多地出现各种伤损,特别是钢轨擦伤作为一种危害较大的钢轨损伤类型,如果发现处治不及时,将给行车带来严重的安全隐患,同时大大增加轨道养护维修的成本,影响地铁的正常运营。

2钢轨擦伤成因

钢轨擦伤是发生在钢轨踏面的一种金属塑性变形和分离缺陷一般具有以下特征:擦伤深度0.5~2mm,长度20~100mm,宽度30~50mm。一般一根钢轨擦伤可达4~20处。钢轨擦伤以后常会产生堆高,堆高一般为2~5mm。根据成都地铁钢轨伤损统计,现阶段钢轨擦伤在站线前后及小半径曲线上较为集中。究其原因,主要有以下几个方面:

2.1地铁车辆在站前站后、车辆点停车场启动制动过程中,车辆轮对与钢轨承受的静摩擦力达到最大,极易打滑导致车轮空转、打滑,使轮轨接触区应力急速增大,产生高温,造或钢轨踏面局部过热和黏着,在列车驶过后,又急速冷却形成的金属塑变和分离。

2.2地铁线路上坡时,车辆牵引力将加大,并加剧擦伤的发生。一般在坡长大于500m、坡度大大于6‰的地段,伤损程度与坡长、坡度的大小成正比。

2.3在小半径曲线上,钢轨擦伤与钢轨垂磨及侧磨交互影响,形成恶性循环,在加剧擦伤发展的同时还加剧了垂磨和侧磨的发展,减少钢轨使用寿命。

2.4与机车、车辆轮对钢材的硬度不匹配。一般地铁钢轨多为锰钢制成,若机车、车辆轮对采用铸铁、碳素或者各种元素含量不一的锰钢制成,势必会导致相互磨耗增加。

2.5其他因素引起的钢轨擦伤,例如:道床不均匀沉降等原因引起的轨道平顺度降低;运营组织不当导致负荷长期严重超载;司机操作不当导致频繁起停等。

3钢轨擦伤危害钢轨擦伤

随着深度增加,其冲击附加力成倍增长,导致擦伤深度继续增加,进而形成恶性循环;同时,钢轨擦伤通常会引起钢轨其他伤损,如裂纹、核伤、剥落等,给地铁行车安全埋下隐患;随着钢轨擦伤轨道下沉、钢轨应力、道床顶面应力指标均成倍增大,加速了对线路整体强度的破坏,造成线路下沉、板结、轨枕压溃或裂纹等病害,加速了轨道的不平顺性,影响乘车舒适性。由此可见钢轨擦伤对地铁营运、线路设备维护非常不利,也大大增加了维修保养的成本。

4钢轨擦伤整治办法

4.1预防措施

4.1.1针对机车、车辆司机的操作不规范可能加速对钢轨擦伤的形成,应加强对司机进出站点、上下坡等行车操作的培训。对因司机操作不当引起的钢轨擦伤应对乘务部门等相关部门进行追责。

4.1.2对车站坡度坡度、长度、数量进行限制,在地铁修建过程中,应特别注重对施工过程进行把控,严防因施工方原因造成的放线调坡,在确需放线调坡时,需加强专家论证,同时充分考虑到对后期运营维保产生的不利影响。

4.1.3加强坡道、小半径曲线、进出站端门附近、钢轨道岔、接头等钢轨擦伤多发地段的探伤维护作业,提高线路几何尺寸的准确性和轨面平顺度,降低车辆起动或爬坡时的附加力。

4.1.4及时处理道床翻浆冒泥的病害,防止造成轨道不均匀下沉,轨向、水平、三角坑病害大量出现,进而加剧钢轨擦伤。

4.1.5在新线建设、既有线换轨时提高钢轨特别在大坡度、小半径曲线、道岔段的耐磨能力,采用合金规、全长淬火轨等。

4.2整治措施

4.2.1对达到重伤标准(钢轨顶面擦伤:容许速度大于120km/h的线路,深度达到1.0mm,其他线路深度超过2.0mm)的钢轨及时进行更换。

4.2.2对轻伤标准(钢轨顶面擦伤:容许速度大于120km/h的线路,深度达到0.5-1.0mm,其他线路达到1-2mm;容许速度大于120km/h的线路,波浪型磨耗谷深超过0.3mm,其他线路深度超过0.5mm)的钢轨进行焊补,彻底清楚擦伤部位下方可能出现的横向裂纹。目前KD-286焊条电焊法因其与喷焊相比具有设备携带方便,热影响区窄,钢轨不易变形,冷却速度快的优点被广泛采用。

4.2.3为了确保钢轨发生伤损时能够对钢轨进行应急处理,钢轨急救器是必不可少的工具。目前成都地铁使用的急救器为JGQ型,这种急救器是老型号,在国铁及许多城市的地铁都已经被淘汰,该型号作用力单一,紧固效果差,并且无法作用于轨底与道床间距过小的位置,若在该处发生重伤或断轨,我们将无法对其进行应急处理。

5结论

钢轨擦伤是钢轨损伤中最为常见的一种类型,随着地铁线路成网,线路运营负荷加大的发展趋势,将出现得更加频繁。通过深入了解其形成、发展的机理,研究各种防治手段的有效性,通过及时做出有效的养护维修处理,确保地铁运营安全。同时通过不断进行技术创新、加强地铁企业多部门的沟通协作,为维保工作提供更加有效可靠的技术、管理手段,保障行车安全。

参考文献

[1]白雁.城市轨道交通钢轨伤损的评价分析[J/OL].中国安全科学学报,2006.

作者:杨鑫 单位:成都地铁运营有限公司

地铁钢轨擦伤成因及防治责任编辑:张雨    阅读:人次