鋼軌打磨技術(shù)

1、2021/8/141鋼軌打磨技術(shù)鋼軌打磨技術(shù)2021/8/142 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1.鋼軌打磨分類鋼軌打磨分類 2.鋼軌預(yù)打磨的作用鋼軌預(yù)打磨的作用 3.鋼軌預(yù)打磨參數(shù)鋼軌預(yù)打磨參數(shù) 4.鋼軌預(yù)打磨程序鋼軌預(yù)打磨程序 5.高速鐵路鋼軌的打磨高速鐵路鋼軌的打磨l 附件：客運(yùn)專線鋼軌預(yù)打磨規(guī)范（草案）附件：客運(yùn)專線鋼軌預(yù)打磨規(guī)范（草案）2021/8/1431.鋼軌打磨分類鋼軌打磨分類2021/8/144 鋼軌修理性打磨：打磨速度低，反復(fù)進(jìn)鋼軌修理性打磨：打磨速度低，反復(fù)進(jìn)行，基本去除鋼軌表面?zhèn)麚p或波磨，不行，基本去除鋼軌表面?zhèn)麚p或波磨，不能去除深度裂紋。能去除深度裂紋。 鋼軌預(yù)防性的漸進(jìn)打磨：從

2、修理性打磨鋼軌預(yù)防性的漸進(jìn)打磨：從修理性打磨漸進(jìn)過渡到預(yù)防性打磨。漸進(jìn)過渡到預(yù)防性打磨。2021/8/145鋼軌打磨的分類 鋼軌預(yù)打磨：鋼軌預(yù)打磨： 開通運(yùn)行前對新鋼軌的打磨；開通運(yùn)行前對新鋼軌的打磨； 鋼軌預(yù)防性打磨：鋼軌預(yù)防性打磨： 一次快速打磨，完全去除包含微裂紋的薄一次快速打磨，完全去除包含微裂紋的薄層，同時(shí)，形成或保持理想的輪廓。層，同時(shí)，形成或保持理想的輪廓。2021/8/1462. 鋼軌預(yù)打磨的作用鋼軌預(yù)打磨的作用2021/8/147鋼軌預(yù)打磨的作用： 1）形成適合輪軌接觸的軌頭形面；）形成適合輪軌接觸的軌頭形面； 2）去除鋼軌表面脫碳層；）去除鋼軌表面脫碳層； 3） 去除因施工

3、造成的軌面?zhèn)麚p；去除因施工造成的軌面?zhèn)麚p； 4） 提高軌道平順性，與焊接接頭軌面渾提高軌道平順性，與焊接接頭軌面渾 然一體；然一體； 5） 預(yù)打磨后車輪走行光帶必須居中。預(yù)打磨后車輪走行光帶必須居中。2021/8/1483.鋼軌預(yù)打磨參數(shù)鋼軌預(yù)打磨參數(shù)2021/8/1491) 鋼軌預(yù)打磨廓面的設(shè)計(jì)鋼軌預(yù)打磨廓面的設(shè)計(jì) 由于我國鐵路軌底坡明顯偏?。ㄓ捎谖覈F路軌底坡明顯偏?。?：40），），新鋼軌鋪設(shè)上道與車輪未磨合時(shí)，直線鋼新鋼軌鋪設(shè)上道與車輪未磨合時(shí)，直線鋼軌車輪走形光帶在距離軌距側(cè)軌車輪走形光帶在距離軌距側(cè)1030mm范圍內(nèi)（軌面范圍內(nèi)（軌面R80起點(diǎn)至起點(diǎn)至R300約約5mm），），曲線

4、鋼軌上股光帶則更趨近軌距角，如圖曲線鋼軌上股光帶則更趨近軌距角，如圖1和圖和圖2所示。鋼軌上道后未磨合時(shí)相應(yīng)的廓所示。鋼軌上道后未磨合時(shí)相應(yīng)的廓面如圖面如圖3所示。所示。2021/8/1410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)2021/8/1411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)2021/8/1412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） 2021/8/1413 當(dāng)鋼軌較軟、列車輪重較大時(shí)，隨著車輪當(dāng)鋼軌較軟、列車輪重較大時(shí)，隨著車輪的不斷滾動碾壓鋼軌軌面被

5、磨損，光帶逐的不斷滾動碾壓鋼軌軌面被磨損，光帶逐漸變寬至整個(gè)軌面，輪軌通過自然磨損而漸變寬至整個(gè)軌面，輪軌通過自然磨損而磨合，逐漸形成共形接觸，見圖磨合，逐漸形成共形接觸，見圖4。2021/8/1414 圖4 U71Mn鋼軌磨合后的軌面狀態(tài)（成渝線鋪設(shè)的U71Mn鋼軌運(yùn)行1年半后的光帶）2021/8/1415 而當(dāng)鋼軌較硬、輪重較小，又未能及時(shí)進(jìn)而當(dāng)鋼軌較硬、輪重較小，又未能及時(shí)進(jìn)行大機(jī)打磨時(shí)，輪軌接觸長期在軌距側(cè)，行大機(jī)打磨時(shí)，輪軌接觸長期在軌距側(cè)，會導(dǎo)致在該部位形成滾動接觸疲勞傷損會導(dǎo)致在該部位形成滾動接觸疲勞傷損（RCF），見圖），見圖5圖圖10所示。輪軌磨合后所示。輪軌磨合后的廓面情況

6、如圖的廓面情況如圖11和圖和圖6-12所示。所示。2021/8/1416圖5廣深準(zhǔn)高速鐵路下行線k14+600曲線上股軌面裂紋（PD3鋼軌）2021/8/1417圖6 既有線插入鋼軌的光帶2021/8/1418圖7 既有線鋼軌在軌距角處接觸產(chǎn)生魚鱗裂紋2021/8/1419圖8 既有線鋼軌在軌距角部位產(chǎn)生剝離掉塊2021/8/1420圖9 浙贛線鷹潭工務(wù)段朱家坎鋪設(shè)的進(jìn)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(yán)重的滾動接觸疲勞傷損而下道2021/8/1421圖10 鋪設(shè)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2021/8/1422圖11 K36+700準(zhǔn)

7、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）2021/8/1423圖12 秦沈線k59+250上行左股進(jìn)口軌（檢測時(shí)間2006.10，輪軌已磨合）2021/8/1424 因此，鋼軌預(yù)打磨形面應(yīng)按圖因此，鋼軌預(yù)打磨形面應(yīng)按圖13進(jìn)行設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)。2021/8/1425鋼軌光帶居中,寬度35mm鋼軌光帶居中,寬度25mm圖13 -1鋼軌預(yù)打磨廓面(1) 圖13-2鋼軌預(yù)打磨廓面(2) 2021/8/1426 2) 鋼軌預(yù)打磨深度鋼軌預(yù)打磨深度 目前客運(yùn)專線鋼軌的脫碳層深度多數(shù)小于目前客運(yùn)專線鋼軌的脫碳層深度多數(shù)小于0.3mm，個(gè)別為

8、，個(gè)別為0.30.5mm，其中全脫碳，其中全脫碳的深度約為的深度約為0.10.2mm，見圖，見圖14 。2021/8/1427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0.2mm2021/8/1428 因此，為了減少因表面脫碳引起硬度降低因此，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，鋼軌等因素對鋼軌使用性能造成的影響，鋼軌應(yīng)進(jìn)行預(yù)打磨。為了去除鋼軌軌面的脫碳應(yīng)進(jìn)行預(yù)打磨。為了去除鋼軌軌面的脫碳層，鋼軌預(yù)打磨的深度在非工作邊處應(yīng)大層，鋼軌預(yù)打磨的深度在非工作邊處應(yīng)大于于0.2mm，輪軌主要接觸部位應(yīng)大于，輪

9、軌主要接觸部位應(yīng)大于0.3mm。2021/8/1429 軌道施工中，有時(shí)工程車運(yùn)行會造成軌面軌道施工中，有時(shí)工程車運(yùn)行會造成軌面碾壓、擦傷，需要在正式運(yùn)行前通過鋼軌碾壓、擦傷，需要在正式運(yùn)行前通過鋼軌的預(yù)打磨去除這些缺陷。的預(yù)打磨去除這些缺陷。2021/8/1430 無論是基地閃光焊接頭還是現(xiàn)場焊接頭，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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。焊接接頭的平直度會超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。 當(dāng)焊接接頭軌頂面平直度大于當(dāng)焊接接頭軌頂面平直度大于0.5mm/m時(shí)，時(shí)，應(yīng)先采用仿形打磨車對焊接接頭進(jìn)行局部應(yīng)先采用仿形打磨車對焊接接頭進(jìn)行局部打磨，而后采用大機(jī)打磨，使焊接接頭和

10、打磨，而后采用大機(jī)打磨，使焊接接頭和鋼軌母材平直度基本趨于一致，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)鋼軌母材平直度基本趨于一致，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的小于規(guī)定的小于0.2mm/m，以提高軌道的平順，以提高軌道的平順性。性。2021/8/1431 進(jìn)行進(jìn)行 焊接接頭仿形打磨時(shí)，不應(yīng)將焊頭焊接接頭仿形打磨時(shí)，不應(yīng)將焊頭1m范圍的平直度低于軌道鋼軌的其他部位；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即不能只一味追求焊接接頭1m范圍達(dá)到標(biāo)范圍達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而是應(yīng)該將焊接接頭放在整個(gè)軌準(zhǔn)要求，而是應(yīng)該將焊接接頭放在整個(gè)軌道中來考慮問題，以免形成道中來考慮問題，以免形成1m范圍的低接范圍的低接頭。頭。2021/8/143

11、2 3) 鋼軌預(yù)打磨遍數(shù)鋼軌預(yù)打磨遍數(shù) 為了形成預(yù)打磨廓面以及保證打磨后軌面為了形成預(yù)打磨廓面以及保證打磨后軌面的粗糙度，對的粗糙度，對48磨頭的打磨車，通常需要磨頭的打磨車，通常需要4遍左右，對遍左右，對96磨頭的需要磨頭的需要2遍左右。遍左右。2021/8/1433 4) 預(yù)打磨軌面粗糙度預(yù)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法國高速鐵路規(guī)定，鋼軌打磨后的粗糙度要求小于要求小于5m, 英國要求小于英國要求小于7m,，而我，而我國鐵路參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為小于國鐵路參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為小于10m。2021/8/1434 目前鋼軌預(yù)打磨存在的問題目前鋼軌預(yù)打磨存在的問題 目前我國客運(yùn)

12、專線鋼軌預(yù)打磨多數(shù)按鋼軌目前我國客運(yùn)專線鋼軌預(yù)打磨多數(shù)按鋼軌原始軌頭輪廓進(jìn)行打磨，動車組運(yùn)行時(shí)鋼原始軌頭輪廓進(jìn)行打磨，動車組運(yùn)行時(shí)鋼軌光帶分布在軌距角。軌光帶分布在軌距角。2021/8/1435 車輪長期在軌距角接觸，不僅會造成鋼軌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，提前發(fā)生傷損，會加快動車組車輪的磨耗，并形成凹磨。當(dāng)車輪凹磨發(fā)展到一定程度并形成凹磨。當(dāng)車輪凹磨發(fā)展到一定程度時(shí)，在高速運(yùn)行條件下，會造成動車組橫時(shí)，在高速運(yùn)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(yùn)行舒向失穩(wěn)而產(chǎn)生抖動，影響動車組的運(yùn)行舒適度，并加快車輪的失效。適度，并加快車輪

13、的失效。2021/8/1436 為了使鋼軌預(yù)打磨有章可循，特提出客運(yùn)為了使鋼軌預(yù)打磨有章可循，特提出客運(yùn)專線鋼軌的預(yù)打磨規(guī)范，見附件。專線鋼軌的預(yù)打磨規(guī)范，見附件。2021/8/14374.鋼軌打磨程序設(shè)計(jì)鋼軌打磨程序設(shè)計(jì)2021/8/1438非 工 作 邊非 工 作 邊（外側(cè)）（外側(cè)）工作邊工作邊 （內(nèi)側(cè)）（內(nèi)側(cè)）2021/8/1439 第一遍重點(diǎn)內(nèi)側(cè)軌距角（第一遍重點(diǎn)內(nèi)側(cè)軌距角（4010） 第二遍內(nèi)外側(cè)第二遍內(nèi)外側(cè) 第三遍軌頂面第三遍軌頂面 根據(jù)前三遍情況確定根據(jù)前三遍情況確定2021/8/14401. 武廣武廣PGM-96C型鋼軌打磨車參數(shù)型鋼軌打磨車參數(shù) 打磨遍數(shù)打磨遍數(shù)2遍。遍。 第

14、第1遍：打磨速度：遍：打磨速度： 15-16km/h；打磨角度：；打磨角度：+10+40，-3 -10 ；打磨功率：；打磨功率：50%； 第第2遍：拋光。打磨速度：遍：拋光。打磨速度： 18km/h；打磨；打磨角度：角度：-10+45；打磨功率：；打磨功率：50%；2021/8/1441 秦沈線新軌打磨程序秦沈線新軌打磨程序 號打磨模式：角度排列從號打磨模式：角度排列從4533重重疊分配疊分配24個(gè)砂輪，主要目的是增加切削量個(gè)砂輪，主要目的是增加切削量打磨車輪與鋼軌內(nèi)側(cè)作用邊的接觸部位。打磨車輪與鋼軌內(nèi)側(cè)作用邊的接觸部位。 號打磨模式：角度排列從號打磨模式：角度排列從4422均均勻分配勻分配2

15、4個(gè)砂輪，主要目的是打磨鋼軌內(nèi)個(gè)砂輪，主要目的是打磨鋼軌內(nèi)側(cè)作用邊，并且比對側(cè)作用邊，并且比對號打磨模式擴(kuò)大角號打磨模式擴(kuò)大角度和進(jìn)行圓順。度和進(jìn)行圓順。2021/8/1442 號打磨模式：角度排列從號打磨模式：角度排列從230均勻均勻分配分配24個(gè)砂輪，主要目的是連接個(gè)砂輪，主要目的是連接號打磨號打磨模式擴(kuò)大打磨面積到模式擴(kuò)大打磨面積到0，可根據(jù)實(shí)際情況，可根據(jù)實(shí)際情況減小或增加打磨功率以達(dá)到最佳光帶效果。減小或增加打磨功率以達(dá)到最佳光帶效果。2021/8/1443 號打磨模式：角度排列從號打磨模式：角度排列從0負(fù)負(fù)22均均勻分配勻分配24個(gè)砂輪，主要目的是連接個(gè)砂輪，主要目的是連接號打號打

16、磨模式完成整個(gè)鋼軌打磨，以上磨模式完成整個(gè)鋼軌打磨，以上4種打磨模種打磨模式打磨后即完成鋼軌基本打磨，打磨時(shí)打式打磨后即完成鋼軌基本打磨，打磨時(shí)打磨速度（磨速度（12-14km/h），打磨功率），打磨功率(11-13kw)，根據(jù)打磨地點(diǎn)鋼軌實(shí)際情況增減，根據(jù)打磨地點(diǎn)鋼軌實(shí)際情況增減，使其達(dá)到最佳打磨效果。使其達(dá)到最佳打磨效果。2021/8/1444 號打磨模式：不設(shè)固定打磨模式。根據(jù)號打磨模式：不設(shè)固定打磨模式。根據(jù)鋼軌本身硬度等不同的特殊性，針對鋼軌鋼軌本身硬度等不同的特殊性，針對鋼軌打磨打磨4遍后出現(xiàn)的不圓順等情況進(jìn)行第遍后出現(xiàn)的不圓順等情況進(jìn)行第5遍遍完善性打磨，具體模式根據(jù)實(shí)際情況有針

17、完善性打磨，具體模式根據(jù)實(shí)際情況有針對性的選擇打磨模式，特殊情況可現(xiàn)場臨對性的選擇打磨模式，特殊情況可現(xiàn)場臨時(shí)編排打磨模式進(jìn)行打磨。時(shí)編排打磨模式進(jìn)行打磨。 由此可見，秦沈線鋼軌打磨，在軌距角由此可見，秦沈線鋼軌打磨，在軌距角R13部位打得較多。部位打得較多。2021/8/1445 5 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(yù)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30006000萬噸1次。每次46遍。嚴(yán)格要求表面粗糙度。2021/

18、8/1446 1)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(nèi)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46遍；每遍0.050.10mm;1次打磨進(jìn)度為46公里；2021/8/1447 2）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；2021/8/1448 附件附件 客運(yùn)專線鋼軌預(yù)打磨規(guī)范客運(yùn)專線鋼軌預(yù)打磨規(guī)范(草案草案)2021/8/1449 1 總則總則 鋼軌的預(yù)打磨是指鋼軌鋪設(shè)后鋼軌的預(yù)打磨是指鋼軌鋪設(shè)后,在線路正式在線路

19、正式開通運(yùn)營前對新鋪鋼軌進(jìn)行的打磨，其作開通運(yùn)營前對新鋪鋼軌進(jìn)行的打磨，其作用是磨去鋼軌軌面的脫碳層以及施工中造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(shí)形成要求的打磨成的鋼軌表面?zhèn)麚p，同時(shí)形成要求的打磨廓面，改善輪軌接觸狀態(tài)。廓面，改善輪軌接觸狀態(tài)。 本規(guī)范適用于新建時(shí)速本規(guī)范適用于新建時(shí)速200公里以上客運(yùn)專公里以上客運(yùn)專線鐵路，既有鐵路鋼軌的預(yù)打磨可參照執(zhí)線鐵路，既有鐵路鋼軌的預(yù)打磨可參照執(zhí)行。行。2021/8/1450 2 鋼軌預(yù)打磨參數(shù)鋼軌預(yù)打磨參數(shù) 2.1 打磨廓面設(shè)計(jì)打磨廓面設(shè)計(jì) 鋼軌預(yù)打磨廓面按附圖鋼軌預(yù)打磨廓面按附圖1紅線所示，鋼軌打紅線所示，鋼軌打磨后，車輪

20、走行光帶應(yīng)嚴(yán)格居中，寬度在磨后，車輪走行光帶應(yīng)嚴(yán)格居中，寬度在2030mm之間（附圖之間（附圖2）。）。 鋼軌打磨深度在軌頭非工作邊側(cè)應(yīng)不小于鋼軌打磨深度在軌頭非工作邊側(cè)應(yīng)不小于0.2mm，在輪軌主要接觸部位應(yīng)不小于，在輪軌主要接觸部位應(yīng)不小于0.3mm。打磨廓面范圍在。打磨廓面范圍在-2045（ -1542 ）之間（參見附圖）之間（參見附圖3）。）。2021/8/1451附圖1 鋼軌預(yù)打磨軌頭廓面 附圖2 打磨后車輪走行光帶居中，寬度2540mm 2021/8/1452 2.2 打磨時(shí)機(jī)打磨時(shí)機(jī) 鋼軌預(yù)打磨應(yīng)在線路正式開通運(yùn)營前或開鋼軌預(yù)打磨應(yīng)在線路正式開通運(yùn)營前或開展試驗(yàn)運(yùn)行前完成。展試驗(yàn)

21、運(yùn)行前完成。2021/8/1453 2.3 其他參數(shù)其他參數(shù) 預(yù)防性打磨遍數(shù)可控制在預(yù)防性打磨遍數(shù)可控制在34遍以內(nèi)。遍以內(nèi)。 鋼軌打磨速度根據(jù)打磨列車特性確定，鋼軌打磨速度根據(jù)打磨列車特性確定，通常采用通常采用812km/h。2021/8/1454 3 打磨施工要求打磨施工要求 3.1 打磨施工前應(yīng)清除道床和軌道邊易燃物打磨施工前應(yīng)清除道床和軌道邊易燃物品，避免打磨施工時(shí)引起火災(zāi)。品，避免打磨施工時(shí)引起火災(zāi)。 3.2打磨前應(yīng)對打磨地段影響正常打磨操作打磨前應(yīng)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(jìn)行調(diào)查并尤其是影響軌距角打磨的因素進(jìn)行調(diào)查并預(yù)先采取措施，以保證鋼軌打磨正常進(jìn)行。預(yù)先采取措施，以保證鋼軌打磨正常進(jìn)行。2021/8/1455 3.3打磨前應(yīng)對焊接接頭軌面平直度進(jìn)行檢打磨前應(yīng)對焊接接頭軌面平直度進(jìn)行檢查。當(dāng)焊接接頭平直度超過查。當(dāng)焊接接頭平直度超過0.5mm/m時(shí)，時(shí)，應(yīng)采用仿形打磨設(shè)備對焊接接頭進(jìn)行局部應(yīng)采用仿形打磨設(shè)備對焊接接頭進(jìn)行局部打磨。