軌道結(jié)構(gòu)病害

1、工務(wù)檢查與檢測(cè)技術(shù)工務(wù)檢查與檢測(cè)技術(shù)工務(wù)養(yǎng)護(hù)的基本任務(wù)工務(wù)養(yǎng)護(hù)的基本任務(wù)l以鐵路運(yùn)輸為中心，在技術(shù)上，最大可能地減小永久變形的積累，經(jīng)常保持線橋設(shè)備狀態(tài)的均衡完好，保證類(lèi)此能按規(guī)定的最高容許速度，安全平穩(wěn)和不間斷地運(yùn)行；經(jīng)濟(jì)上，以最少的人力、物力和財(cái)力獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，最大限度地延長(zhǎng)大中維修周期和設(shè)備使用壽命。第一節(jié)第一節(jié) 軌道部件常見(jiàn)病害與狀態(tài)檢測(cè)軌道部件常見(jiàn)病害與狀態(tài)檢測(cè)一、鋼軌傷損與狀態(tài)檢測(cè)l 鋼軌傷損的定義 銹蝕、折斷、裂紋及其他限制使用性能的傷損。斷裂淺層狀剝離掉塊淺層狀剝離掉塊第一節(jié)第一節(jié) 軌道部件常見(jiàn)病害與狀態(tài)檢測(cè)軌道部件常見(jiàn)病害與狀態(tài)檢測(cè)一、鋼軌傷損與狀態(tài)檢測(cè)l 鋼軌傷損的原

2、因:l有鋼軌在冶煉過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷l運(yùn)輸過(guò)程中l(wèi)使用過(guò)程中出現(xiàn)的破損軌2、典型的鋼軌傷損、典型的鋼軌傷損 我國(guó)鐵路將鋼軌傷損根據(jù)其在鋼軌斷面上的位置、傷損外貌及傷損原因等分為9類(lèi)32種，用兩位數(shù)編號(hào)，十位數(shù)表示傷損的部位和狀態(tài)，個(gè)位數(shù)表示造成傷損的原因。l鋼軌銹蝕l鋼軌折斷l(xiāng)鋼軌磨耗l軌頭核傷l軌頭表面接觸疲勞損傷l軌腰螺栓孔裂紋2.1 鋼軌銹蝕l鋼軌銹蝕主要發(fā)生在隧道內(nèi)及易受鹽堿侵蝕地段的線路。在摸清銹蝕情況、特征、規(guī)律和成因的基礎(chǔ)上選用合適的防銹材料和采用嚴(yán)格的施涂工藝，能夠取得良好的效果。故銹蝕不是決定鋼軌使用壽命的主要因素。2.2 鋼軌折斷l(xiāng)因折斷而更換的數(shù)量，雖然不超過(guò)更換總數(shù)的12

3、，但它是在運(yùn)營(yíng)中突然發(fā)生，對(duì)行車(chē)安全威脅極大，應(yīng)立即更換。l出現(xiàn)下述任何一種情況可判斷為折斷：l鋼軌 全斷面斷裂；l裂縫貫通整個(gè)軌頭截面；l裂縫貫通整個(gè)軌底截面；l允許速度大于160km/h區(qū)段鋼軌頂面有長(zhǎng)度大于50mm且深度大于10mm的掉塊；l允許速度大于160km/h區(qū)段鋼軌頂面有長(zhǎng)度大于30mm且深度大于5mm的掉塊鋼軌折斷主要原因主要原因l一是：鋼軌材質(zhì)問(wèn)題，鋼軌在生產(chǎn)過(guò)程中存在缺陷(如裂紋、氣泡等)，這些缺陷在鋼軌使用過(guò)程中發(fā)展擴(kuò)大導(dǎo)致鋼軌折斷；l 二是：鋼軌在巨大重復(fù)動(dòng)荷載作用下造成疲勞傷損，隨著行車(chē)速度的提高和機(jī)車(chē)車(chē)輛軸重的增加，鋼軌折斷發(fā)生的幾率更大。l 因鋼材具有冷脆性，在

4、氣候寒冷季節(jié)鋼軌更容易折斷，特別是在無(wú)縫線路地段，到了低溫季節(jié)會(huì)在長(zhǎng)鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生巨大的溫度拉力，在綜合因素作用下導(dǎo)致鋼軌折斷。 軌頭核傷軌頭核傷l 軌頭核傷是對(duì)行車(chē)威脅最大的一種鋼傷損。在冶煉過(guò)程中，高溫的鋼水，把的水氣分解成氫氣和氧氣，氫氣在軋鋼過(guò)程中一直留在鋼中，鋼固化后氫氣被封閉在微小的氣孔內(nèi)，這些小孔里的氣壓很高，而要放散這些氫氣，就必將出現(xiàn)細(xì)小的裂紋。l在列車(chē)荷載的反復(fù)作用下，使細(xì)小裂紋橫向擴(kuò)展成核傷，直至核傷周?chē)匿摬膹?qiáng)度不足，鋼軌就突然脆斷。2.3 鋼軌磨耗及產(chǎn)生原因鋼軌磨耗及產(chǎn)生原因l鋼軌與車(chē)輪接觸面表層發(fā)生的磨損，由于輪軌間滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦的結(jié)果。l滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的原因是列車(chē)

5、制動(dòng)時(shí)輪軌間產(chǎn)生的滑動(dòng)；同一輪對(duì)的兩個(gè)車(chē)輪搖擺而引起的滑動(dòng)；曲線上由于內(nèi)外兩輪的行程差，迫使內(nèi)輪向后的滑動(dòng)；列車(chē)通過(guò)曲線時(shí)外輪對(duì)外軌側(cè)面的摩擦等。l鋼軌的磨耗是不斷發(fā)生發(fā)展的，是決定鋼軌使用壽命的最主要因素。每年結(jié)合秋檢全面檢查一次。2.3 鋼軌磨耗類(lèi)型鋼軌磨耗類(lèi)型l垂直磨耗l波浪形磨耗（波磨）l側(cè)面磨耗（側(cè)磨）第第1212頁(yè)頁(yè) 共共 20 頁(yè)頁(yè)鋼軌斷面磨耗鋼軌斷面磨耗l垂直磨耗：標(biāo)準(zhǔn)鋼軌斷面寬度內(nèi)側(cè)1/3 處實(shí)際鋼軌垂向磨耗。l側(cè)面磨耗：標(biāo)準(zhǔn)鋼軌頂面以下16mm處實(shí)際鋼軌垂向磨耗。l總磨耗：垂直磨耗+1/2側(cè)面磨耗側(cè)面磨耗側(cè)面磨耗鋼軌磨耗尺鋼軌磨耗尺鋼軌的波磨(Corrugation) l

6、波磨是鋼軌磨耗常見(jiàn)類(lèi)型之一。所謂波磨是指:鋼軌頂面出現(xiàn)的規(guī)律性高低不平的類(lèi)似波浪形狀的不平順現(xiàn)象，實(shí)質(zhì)是波浪形的壓潰。 鋼軌的波磨(Corrugation) l 波磨會(huì)引起很高的輪軌動(dòng)力作用，加速機(jī)車(chē)車(chē)輛及軌道部件的損壞，增加養(yǎng)護(hù)維修成本；此外列車(chē)的劇烈振動(dòng)，會(huì)使旅客不適，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅到行車(chē)安全；波磨也是噪音的來(lái)源。我國(guó)一些貨運(yùn)干線上，出現(xiàn)了嚴(yán)重的波磨，其發(fā)展速度比側(cè)磨還快，成為換軌的主要原因。 波磨的成因尚不明確波磨的成因尚不明確l目前，關(guān)于波磨成因的理論有數(shù)十種，大致可分為兩類(lèi)：動(dòng)力類(lèi)成因理論和非動(dòng)力類(lèi)成因理論?？偟膩?lái)說(shuō)，動(dòng)力作用是鋼軌波磨形成的外因，鋼軌材質(zhì)性能是波磨的內(nèi)因。l動(dòng)力成因

7、認(rèn)為輪軌系統(tǒng)振動(dòng)式波磨產(chǎn)生，引起波磨的振動(dòng)可分為自激、共振和反饋振動(dòng)三類(lèi)，波磨波長(zhǎng)與輪軌系統(tǒng)中某一或某幾種振動(dòng)形式相關(guān)聯(lián)。波磨多發(fā)地段的特點(diǎn)波磨多發(fā)地段的特點(diǎn)l波磨多數(shù)出現(xiàn)在曲線地段 曲線半徑越小, 形成和發(fā)展的速率越快。直線地段極少出現(xiàn)波磨。說(shuō)明波磨與曲線地段輪軌所特有的某種或某幾種振動(dòng)形式相關(guān)聯(lián), 這些振動(dòng)形式在直線上不存在或振動(dòng)強(qiáng)度較小不足以引發(fā)波磨, 因此, 輪軌系統(tǒng)橫向的振動(dòng)值得關(guān)注。l制動(dòng)地段波磨嚴(yán)重 說(shuō)明輪軌間的切向力、粘著和滑動(dòng)過(guò)程直接影響波磨的形成和發(fā)展, 因此, 輪對(duì)的扭轉(zhuǎn)和彎曲等振動(dòng)值得關(guān)注。l軌道彈性對(duì)波磨的發(fā)生發(fā)展影響較大 石質(zhì)路基和板結(jié)道床上的波磨較為嚴(yán)重; 木枕地

8、段的波磨明顯較混凝土枕地段輕微。說(shuō)明輪軌系統(tǒng)的垂向振動(dòng)也是影響波磨的重要因素。波磨的分類(lèi)及發(fā)生特點(diǎn)l波磨按其波長(zhǎng)、特征及出現(xiàn)部位不同大致可分為三類(lèi), 即: 波長(zhǎng)小于100 mm 的波紋磨耗, 波長(zhǎng)100200 mm 的中長(zhǎng)波磨耗, 波長(zhǎng)大于200 mm 的長(zhǎng)波磨耗。l波紋磨耗一般出現(xiàn)在高速輕軸直線線路。l波長(zhǎng)200 700 mm 的長(zhǎng)波磨耗總是出現(xiàn)在重載曲線外軌。l緩和曲線地段的外軌上發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)150 mm 且波深波長(zhǎng)非常均勻的中長(zhǎng)波。l曲線內(nèi)軌上出現(xiàn)波長(zhǎng)約80 mm 且波長(zhǎng)和波深均勻的短波紋。2.1.2 側(cè)磨側(cè)磨l曲線側(cè)面磨耗：輪緣與鋼軌側(cè)面直接的滑動(dòng)摩擦造成。l影響因素：曲線半徑、外軌超高、

9、曲線軌距加寬、輪軌間摩擦系數(shù)、輪軌間游間以及曲線軌道狀態(tài)等。l減緩措施：設(shè)置合理的軌底坡、超高、軌距和科學(xué)涂油潤(rùn)滑。2.3 軌頭表面接觸疲勞損傷軌頭表面接觸疲勞損傷l軌距角處的魚(yú)鱗狀玻璃裂紋和剝離掉塊l斜線狀剝離裂紋l踏面剝離裂紋l淺層掉塊l踏面碾寬或局部壓潰凹陷l由斜裂紋產(chǎn)生的斷裂曲線上股軌距角剝離裂紋和淺層剝離掉塊 曲線上股鋼軌的斜裂紋及斷裂 由斜裂紋產(chǎn)生的鋼軌橫向斷裂魚(yú)鱗狀剝離裂紋擴(kuò)展形貌 斜裂紋擴(kuò)展形貌 曲線下股踏面剝離裂紋及掉塊軌頭接觸疲勞傷損的影響因素軌頭接觸疲勞傷損的影響因素l造成鋼軌軌頭產(chǎn)生接觸疲勞傷損的原因是輪軌接觸應(yīng)力過(guò)大，超過(guò)安定極限值使其產(chǎn)生塑性流變后產(chǎn)生疲勞損傷。因此

10、接觸疲勞傷損的產(chǎn)生和發(fā)展與線路條件(曲線半徑等)、運(yùn)營(yíng)條件（速度和載重）及鋼軌強(qiáng)度級(jí)別等有直接關(guān)系。l曲線半徑的影響：理論上來(lái)講曲線半徑越小，鋼軌所承受的輪軌接觸應(yīng)力越大，即曲線半徑與輪軌接觸應(yīng)力值成反比關(guān)系，當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)鋼軌的接觸疲勞裂紋萌生抗力時(shí)，將導(dǎo)致踏面裂紋的形成和發(fā)展。l列車(chē)速度的影響：隨著列車(chē)速度的提高，列車(chē)在曲線上通過(guò)時(shí)的接觸應(yīng)力受離心力的影響將增大，將可能促使接觸疲勞裂紋的形成和發(fā)展。l如果曲線鋼軌的圓順度不良或不平順也可能使輪對(duì)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變和導(dǎo)致車(chē)輪導(dǎo)向力和沖角的變化，導(dǎo)致車(chē)輛蛇行失穩(wěn)，從而使線路的局部鋼軌承受較大的接觸應(yīng)力，也可能促使局部鋼軌接觸疲勞裂紋的形成和發(fā)展

11、。l鋼軌性能的影響：采用強(qiáng)度級(jí)別高的鋼軌可以提高鋼軌的抗塑性變形的能力，即提高安定極限值，延緩塑性流變和裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。2.4 焊縫、焊點(diǎn)傷損焊縫、焊點(diǎn)傷損l對(duì)無(wú)縫線路而言。新建城市地鐵均采用一次鋪成無(wú)縫線路，對(duì)北京地鐵的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，最長(zhǎng)軌條達(dá)到5310m，且貫穿高架線、地面線、地下線等多種線路結(jié)構(gòu)。2.5 軌腰螺栓孔裂紋軌腰螺栓孔裂紋l軌腰鉆孔，強(qiáng)度消弱l螺栓孔周?chē)鷳?yīng)力集中l(wèi)疲勞損傷的一種3、 鋼軌探傷鋼軌探傷l使用鋼軌探傷車(chē)和超聲波鋼軌探傷儀軌鋼軌內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。這種車(chē)輛利用超聲波法進(jìn)行鋼軌傷損探測(cè)，能夠探測(cè)鋼軌的軌頭和軌腰范圍內(nèi)（包括接頭附近）的疲勞缺陷和焊接缺陷，有的還能檢測(cè)擦傷

12、、軌頭壓潰和波浪形磨耗，以及軌底銹蝕和月牙掉塊。這種車(chē)輛裝有自動(dòng)記錄設(shè)備，能把鋼軌傷損信號(hào)、里程信號(hào)和線路特征信號(hào)（橋梁、隧道、接頭、軌枕類(lèi)別等）等記錄在同一紙帶或膠片上。根據(jù)記錄可分析確定傷損的大小和在鋼軌內(nèi)的位置，也可確定傷損所在的線路里程。 鋼軌探傷車(chē)組是具有能夠獨(dú)立自行的鋼軌檢測(cè)車(chē)輛，它能與中國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛連掛。車(chē)組是由兩節(jié)車(chē)組成，每節(jié)車(chē)都裝有一套獨(dú)立的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和兩個(gè)兩軸轉(zhuǎn)向架，其中一個(gè)轉(zhuǎn)向架為動(dòng)力轉(zhuǎn)向架。 美國(guó)進(jìn)口探傷車(chē)美國(guó)進(jìn)口探傷車(chē)l中國(guó)鐵路采用國(guó)產(chǎn)的配有三個(gè)不同角度探頭的超聲波鋼軌探傷小車(chē)，探傷效果很好。l無(wú)縫線路和道岔鋼軌除按規(guī)定周期探傷外，應(yīng)用專(zhuān)用儀器對(duì)焊縫全斷面探傷，每

13、半年不少于1次。l對(duì)鋼軌、道岔磨耗情況，每年結(jié)合秋檢應(yīng)全面檢查1次。4、鋼軌裂紋部位及名稱、鋼軌裂紋部位及名稱5、鋼軌傷損標(biāo)記、鋼軌傷損標(biāo)記傷損種類(lèi)傷損分為及標(biāo)記說(shuō)明連續(xù)傷損一點(diǎn)傷損輕傷用白鉛油做標(biāo)記輕傷有發(fā)展 重傷 二、軌枕常見(jiàn)病害及二、軌枕常見(jiàn)病害及狀態(tài)檢測(cè)狀態(tài)檢測(cè)l腐朽（防腐枕木）l機(jī)械磨損l裂縫1、軌枕常見(jiàn)病害 1.1 木枕1.2 普通混凝土枕普通混凝土枕l軌下截面出現(xiàn)過(guò)大橫向裂縫l軌下截面壓潰l軌枕中間部分出現(xiàn)過(guò)大橫向裂縫l軌枕中間部分壓潰l軌枕縱向裂縫l軌枕龜裂l中間部分斜裂及扭傷l擋肩破損l軌枕腐蝕2、軌枕狀態(tài)檢查、軌枕狀態(tài)檢查l軌枕頂面螺栓孔附近或兩螺栓間的縱向裂紋l頂面螺栓孔附近橫向裂紋l中部頂面橫向和側(cè)面垂直裂紋l擋肩水平裂紋及損壞、空吊枕三、道床常見(jiàn)病害及三、道床常見(jiàn)病