鋼軌打磨技術(shù)

鋼軌打磨技術(shù)10/25/20241主要內(nèi)容1.鋼軌打磨分類2.鋼軌預(yù)打磨的作用3.鋼軌預(yù)打磨參數(shù)4.鋼軌預(yù)打磨程序5.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）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(fù)進(jìn)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(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。10/25/20244鋼軌打磨的分類鋼軌預(yù)打磨：開通運(yùn)行前對(duì)新鋼軌的打磨；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層，同時(shí)，形成或保持理想的輪廓。10/25/202452.鋼軌預(yù)打磨的作用10/25/20246鋼軌預(yù)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(yù)打磨后車輪走行光帶必須居中。10/25/202473.鋼軌預(yù)打磨參數(shù)10/25/202481)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?。?：40），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)10～30mm范圍內(nèi)（軌面R80起點(diǎn)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(shí)相應(yīng)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(cè)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(cè)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(cè)量）10/25/202412當(dāng)鋼軌較軟、列車輪重較大時(shí)，隨著車輪的不斷滾動(dòng)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(shè)的U71Mn鋼軌運(yùn)行1年半后的光帶）10/25/202414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)，會(huì)導(dǎo)致在該部位形成滾動(dòng)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(zhǔn)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(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(dòng)接觸疲勞傷損而下道10/25/202420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10/25/202421圖11K36+700準(zhǔn)高速上行線上股U71Mn鋼軌廓面（2004年8月更換，2006年12月測(cè)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(jìn)口軌（檢測(cè)時(shí)間2006.10，輪軌已磨合）10/25/202423因此，鋼軌預(yù)打磨形面應(yīng)按圖13進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(yù)打磨廓面(1)圖13-2鋼軌預(yù)打磨廓面(2)

10/25/2024252)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0.3mm，個(gè)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(duì)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層，鋼軌預(yù)打磨的深度在非工作邊處應(yīng)大于0.2mm，輪軌主要接觸部位應(yīng)大于0.3mm。10/25/202428軌道施工中，有時(shí)工程車運(yùn)行會(huì)造成軌面碾壓、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。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(huì)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0.5mm/m時(shí)，應(yīng)先采用仿形打磨車對(duì)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0.2mm/m，以提高軌道的平順性。10/25/202430

進(jìn)行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；即不能只一味追求焊接接頭1m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)軌道中來考慮問題，以免形成1m范圍的低接頭。10/25/2024313)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的粗糙度，對(duì)48磨頭的打磨車，通常需要4遍左右，對(duì)96磨頭的需要2遍左右。10/25/2024324)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要求小于5μm,英國要求小于7μm,，而我國鐵路參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為小于10μm。10/25/202433

目前鋼軌預(yù)打磨存在的問題目前我國客運(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(dòng)車組運(yùn)行時(shí)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(huì)造成鋼軌提前發(fā)生傷損，會(huì)加快動(dòng)車組車輪的磨耗，并形成凹磨。當(dāng)車輪凹磨發(fā)展到一定程度時(shí)，在高速運(yùn)行條件下，會(huì)造成動(dòng)車組橫向失穩(wěn)而產(chǎn)生抖動(dòng)，影響動(dòng)車組的運(yùn)行舒適度，并加快車輪的失效。10/25/202435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。10/25/2024364.鋼軌打磨程序設(shè)計(jì)

10/25/202437非工作邊（外側(cè)）工作邊（內(nèi)側(cè)）10/25/202438第一遍重點(diǎn)內(nèi)側(cè)軌距角（40°~10°）第二遍內(nèi)外側(cè)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(hào)打磨模式：角度排列從45°～33°重疊分配24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。②號(hào)打磨模式：角度排列從44°～22°均勻分配24個(gè)砂輪，主要目的是打磨鋼軌內(nèi)側(cè)作用邊，并且比對(duì)①號(hào)打磨模式擴(kuò)大角度和進(jìn)行圓順。10/25/202441③號(hào)打磨模式：角度排列從23°～0°均勻分配24個(gè)砂輪，主要目的是連接②號(hào)打磨模式擴(kuò)大打磨面積到0°，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。10/25/202442④號(hào)打磨模式：角度排列從0°～負(fù)22°均勻分配24個(gè)砂輪，主要目的是連接③號(hào)打磨模式完成整個(gè)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(shí)打磨速度（12-14km/h），打磨功率(11-13kw)，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。10/25/202443⑤號(hào)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(duì)鋼軌打磨4遍后出現(xiàn)的不圓順等情況進(jìn)行第5遍完善性打磨，具體模式根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)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。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(duì)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3000~6000萬噸1次。每次4~6遍。嚴(yán)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(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(duì)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(jìn)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(yùn)專線鋼軌預(yù)打磨規(guī)范(草案)10/25/2024481總則鋼軌的預(yù)打磨是指鋼軌鋪設(shè)后,在線路正式開通運(yùn)營前對(duì)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)。本規(guī)范適用于新建時(shí)速200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?qǐng)?zhí)行。10/25/2024492鋼軌預(yù)打磨參數(shù)2.1打磨廓面設(shè)計(jì)鋼軌預(yù)打磨廓面按附圖1紅線所示，鋼軌打磨后，車輪走行光帶應(yīng)嚴(yán)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(cè)應(yīng)不小于0.2mm，在輪軌主要接觸部位應(yīng)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(yù)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(shí)機(jī)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。10/25/2024522.3其他參數(shù)預(yù)防性打磨遍數(shù)可控制在3～4遍以內(nèi)。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(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)。3.2打磨前應(yīng)對(duì)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)查并預(yù)先采取措施，以保證鋼軌打磨正常進(jìn)行。10/25/2024543.3打磨前應(yīng)對(duì)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＋0.5mm/m時(shí)，應(yīng)采用仿形打磨設(shè)備對(duì)焊接接頭進(jìn)行局部打磨。3.4根據(jù)打磨設(shè)備，在站場軌道進(jìn)行打磨參數(shù)調(diào)整試驗(yàn)，確定打磨廓面達(dá)到圖1要求后，開始進(jìn)行正式打磨。10/25/2024554打磨的檢驗(yàn)和驗(yàn)收4.1采用廓面儀對(duì)打磨廓面進(jìn)行檢查，確定是否符合打磨廓面設(shè)計(jì)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(yán)格居中。10/25/2024564.3打磨后焊頭平直度應(yīng)達(dá)