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摘 要:当前我国的地铁建设正在如火如荼的建设着,同时,很多城市已经建设了比较科学和完善的地铁运行系统,在这一过程中,城市钢轨打磨技术在研究的过程中也正在从原来的修理性打磨技术朝着预防性打磨技术前进,所以这也说明当前在地铁运行的过程中,人们更加重视的是铁轨抗磨的预防工作,在实际的工作中,对打磨的实际效果进行全面的对比分析,是非常关键的一部分,在这一过程中必须要做好两方面的工作,一个是对打磨效果进行定期的检查,另一个就是根据其实际的情况对其予以有效的处理。
关键词:城市轨道;钢轨;打磨技术
当前,我国的经济发展水平明显的提高,同时城市化质量也有了非常显著的变化,在这一过程中城市的交通建设成为了人们十分关心和关注的一个问题,我国的城市建设和发展中已经进入到了轨道交通迅速发展的时代,城市轨道交通在快速发展的过程中也出现了很多亟待解决的问题。钢轨型面一直是地铁钢轨系统中非常关键的一个部分,其自身的质量会使得车辆运行的质量和效率受到极大的影响,同时轮轨接触的順畅度也会受到一定的影响。所以如果能够在这一过程中选择性能和质量都比较好的钢轨型面一方面可以很好的保证车辆自身的性能得以充分的发挥,同时还减少了维修过程中的资金投入,钢轨自身的性能和寿命也得到了非常好的保障。
1、城市轨道钢轨打磨的必要性
当前,在城市发展的过程中,交通建设越来越成为影响一个城市发展的重要因素,而在其发展和运行的过程中,越来越多的地铁工程得到了建设和应用,但是在其应用的过程中,钢轨打磨一直是一个非常重要的环节,因为它会直接影响到地铁车辆运行的质量和效率,甚至还会影响到地铁运行的安全性,以下笔者结合自己的实际经验对城市轨道打磨的必要性进行简要的分析。
1.1对地铁新建线路进行打磨的必要性
对地铁新建线路进行打磨,可以修正钢轨制造公差和施工误差,改善轮轨接触。地铁轨道工程,普遍采用的是挂枕架轨法施工的整体道床,虽然铁垫板已经加工了相应的轨底坡,但由于各个轨枕是相对独立的短轨枕和施工中支撑的变形以及钢轨轨枕的制造公差等原因,使竣工后的轨底坡无法得到保证。《地下铁道工程施工及验收规范》规定,轨底坡的误差允许为1/50~1/30,1/50~1/30的轨底坡对应的倾斜角度为1°8′45"~1°54′33",根据实际的轮对踏面锥度,采用合适的打磨模式,正确的选择磨头的偏转角度和功率,可以在很大程度上消除这种施工误差,使轨面得到一个相对不变的钢轨倾斜度,从而改善轮轨接触关系。
在对新建地铁进行应用的过程中,采取有效的方式对其进行打磨处理可以体现出非常多的优点,从我国大多数城市地铁运行的情况来看,对地铁的钢轨面进行打磨处理能够很好的缩短轮轨磨合的时间,这样一来也就使整个钢轨的使用寿命得到了非常好的保证,对钢轨进行磨合处理之后,很多铁轨的轨迹吻合度明显的提高,钢轨的光带也从不稳定逐渐变得稳定,磨损的过程中其均匀性明显增强。
对新建线路进行打磨处理可以非常有效的去除新轨轨面上的毛刺或者是腐蚀的痕迹,这样也就使得钢轨运行面的光洁程度得到了保证,新轨轨面和轮轨之间的关系也更加的协调,这样也就使得地铁在运行的过程中不会出现大量的噪音,乘客乘车中的舒适度也大大的得到了提升,轨道面自身的性能也得到了更好的展现。
1.2对既有线进行打磨的必要性
地铁线上的轨道在长期不停歇的运营之后,一部分会轨段会出现剥落和掉块以及飞边和擦伤等质量缺陷,尤其是在曲线地段,这一地段会出现非常大的波磨。大部分的地铁在运行的过程中采用的是ATO运行的方式,所以在车辆类型方面并不具备非常强的多样性,轴重是完全相同的,统一区段的车速也完全相同,行车的频率过高,这样也就使得轨道反复的受到同样的作用力,所以如果轨道出现了一定的质量缺陷,同种病害会在短时间之内发展扩大,尤其是波磨地段。列车的频繁颠簸会造成比较严重的隧道道床病害和钢轨扣件病害。
2、钢轨打磨技术的分类
轨道平顺是列车平稳、安全运行的基础。轨道不平顺分为长波不平顺及短波不平顺。长波不平顺又分为轨道结构在外力作用下的残余变形,如轨距、水平、高低、扭曲等几何状态的变化和钢轨在轧制、校直过程中产生的周期性变化。这两类不平顺的消除方法完全不同;前者通过改道消除;后者随着钢轨生产工艺的改进在钢厂即可消除。短波不平顺分为周期性不平顺和非周期性不平顺:周期性不平顺即为波浪磨耗和波纹磨耗等。钢轨打磨一般是指消除钢轨周期性和非周期性短波不平顺而进行的作业。高速铁路平顺性是能否实现高速行车的关键,钢轨打磨也就显得格外重要。根据不同养护目的、不同时间进行分类:
2.1预备性打磨
由于钢轨的打磨具有显著的社会效益和经济效益,在新线交付验收时对轨面进行的打磨,钢轨铺设后,除去钢轨表面的脱炭层或者由于压延在表面产生的损失层而进行的打磨,目的是提供平滑的车辆运行表面。
2.2预防性打磨
预防性打磨是在钢轨轨头裂纹开始扩展前就把裂纹萌生区打磨掉,防止接触疲劳型波磨的产生和发展。这种打磨方式主要运用于消除钢轨表面缺陷、曲线地段和容易出现钢轨接触疲劳纹的地段。掉块、焊缝鞍形磨耗、肥边、擦伤、轨头表面由于冷作硬化出现轨道表面金属的破坏等缺陷地段,预防性打磨可以起到良好的效果。周期性的打磨,将会大大减缓波磨的发展速度,通常情况下预防性打磨,控制在0.2mm的范围内较为适宜。预防性打磨也是预防和消除钢轨表面疲劳纹的有效方式,其打磨周期短,在钢轨表面裂纹萌生时就予以消除。预防性打磨与修复性打磨相比,打磨频率高,但对钢轨打磨的总量小,能够延长钢轨的使用寿命。
2.3修理性打磨
修理性打磨是打磨已经产生的钢轨表面病害,在重载铁路上用于去除钢轨塌陷,在高速铁路上为去除波浪形磨耗和减少焊接部的凹凸而采取的方法。重载铁路更多侧重于以打磨消除轨面各种伤损,以延长钢轨使用寿命。高速铁路更多侧重于以预防性打磨和打磨消除轨面不平顺,提高列车运行的平稳性。
3、应用分析
某市地铁1号线某区间小半经曲线(R=300m)进行对比打磨分析。(1)采用修理性打磨后,测得轨检车车体的垂向加速度为0.1~0.22g,平均振动频率为1.67Hz。该振动具有低频率、大波幅的特点,列车通过时乘客感觉较强烈,乘坐舒适度较差;采用预防性打磨后,测得轨检车车体的垂向加速度为0.08~0.15g,平均振动频率为2.60Hz。该振动具有高频率、小波幅的特点,列车通过时乘客感觉较微弱,乘坐舒适度较好。(2)与修理性打磨相比,预防性打磨能有效减缓钢轨侧磨、疲劳和波磨的发展速度,从而改善轮轨接触状况,降低轮轨噪声,提高乘坐舒适度。
4、结论
当前,我国对钢轨打磨技术研究的方向已经有了非常明显的变化,已经从以往的修理打磨朝着计划性打磨的方向在前进,在这一过程中需要做好打磨前的维修和打磨后的检查和调查,而从整体上来说,对于预防性打磨技术,我国的研究依然还处在初级阶段,所以,在实际的工作中,我们需要继续努力,对其做更加深入的探讨和研究,只有这样,才能更好的带动打磨技术的发展。■
参考文献
[1]金学松,杜星,郭俊,崔大宾.钢轨打磨技术研究进展[J].西南交通大学学报.2010(01)
[2]崔大宾,李立,金学松,肖广文.基于轮轨法向间隙的车轮踏面优化方法[J].机械工程学报.2009(12)
[3]郭俊,刘启跃,王文健.钢轨打磨对轮轨滚动接触斑行为影响研究[J].铁道建筑.2009(12)
关键词:城市轨道;钢轨;打磨技术
当前,我国的经济发展水平明显的提高,同时城市化质量也有了非常显著的变化,在这一过程中城市的交通建设成为了人们十分关心和关注的一个问题,我国的城市建设和发展中已经进入到了轨道交通迅速发展的时代,城市轨道交通在快速发展的过程中也出现了很多亟待解决的问题。钢轨型面一直是地铁钢轨系统中非常关键的一个部分,其自身的质量会使得车辆运行的质量和效率受到极大的影响,同时轮轨接触的順畅度也会受到一定的影响。所以如果能够在这一过程中选择性能和质量都比较好的钢轨型面一方面可以很好的保证车辆自身的性能得以充分的发挥,同时还减少了维修过程中的资金投入,钢轨自身的性能和寿命也得到了非常好的保障。
1、城市轨道钢轨打磨的必要性
当前,在城市发展的过程中,交通建设越来越成为影响一个城市发展的重要因素,而在其发展和运行的过程中,越来越多的地铁工程得到了建设和应用,但是在其应用的过程中,钢轨打磨一直是一个非常重要的环节,因为它会直接影响到地铁车辆运行的质量和效率,甚至还会影响到地铁运行的安全性,以下笔者结合自己的实际经验对城市轨道打磨的必要性进行简要的分析。
1.1对地铁新建线路进行打磨的必要性
对地铁新建线路进行打磨,可以修正钢轨制造公差和施工误差,改善轮轨接触。地铁轨道工程,普遍采用的是挂枕架轨法施工的整体道床,虽然铁垫板已经加工了相应的轨底坡,但由于各个轨枕是相对独立的短轨枕和施工中支撑的变形以及钢轨轨枕的制造公差等原因,使竣工后的轨底坡无法得到保证。《地下铁道工程施工及验收规范》规定,轨底坡的误差允许为1/50~1/30,1/50~1/30的轨底坡对应的倾斜角度为1°8′45"~1°54′33",根据实际的轮对踏面锥度,采用合适的打磨模式,正确的选择磨头的偏转角度和功率,可以在很大程度上消除这种施工误差,使轨面得到一个相对不变的钢轨倾斜度,从而改善轮轨接触关系。
在对新建地铁进行应用的过程中,采取有效的方式对其进行打磨处理可以体现出非常多的优点,从我国大多数城市地铁运行的情况来看,对地铁的钢轨面进行打磨处理能够很好的缩短轮轨磨合的时间,这样一来也就使整个钢轨的使用寿命得到了非常好的保证,对钢轨进行磨合处理之后,很多铁轨的轨迹吻合度明显的提高,钢轨的光带也从不稳定逐渐变得稳定,磨损的过程中其均匀性明显增强。
对新建线路进行打磨处理可以非常有效的去除新轨轨面上的毛刺或者是腐蚀的痕迹,这样也就使得钢轨运行面的光洁程度得到了保证,新轨轨面和轮轨之间的关系也更加的协调,这样也就使得地铁在运行的过程中不会出现大量的噪音,乘客乘车中的舒适度也大大的得到了提升,轨道面自身的性能也得到了更好的展现。
1.2对既有线进行打磨的必要性
地铁线上的轨道在长期不停歇的运营之后,一部分会轨段会出现剥落和掉块以及飞边和擦伤等质量缺陷,尤其是在曲线地段,这一地段会出现非常大的波磨。大部分的地铁在运行的过程中采用的是ATO运行的方式,所以在车辆类型方面并不具备非常强的多样性,轴重是完全相同的,统一区段的车速也完全相同,行车的频率过高,这样也就使得轨道反复的受到同样的作用力,所以如果轨道出现了一定的质量缺陷,同种病害会在短时间之内发展扩大,尤其是波磨地段。列车的频繁颠簸会造成比较严重的隧道道床病害和钢轨扣件病害。
2、钢轨打磨技术的分类
轨道平顺是列车平稳、安全运行的基础。轨道不平顺分为长波不平顺及短波不平顺。长波不平顺又分为轨道结构在外力作用下的残余变形,如轨距、水平、高低、扭曲等几何状态的变化和钢轨在轧制、校直过程中产生的周期性变化。这两类不平顺的消除方法完全不同;前者通过改道消除;后者随着钢轨生产工艺的改进在钢厂即可消除。短波不平顺分为周期性不平顺和非周期性不平顺:周期性不平顺即为波浪磨耗和波纹磨耗等。钢轨打磨一般是指消除钢轨周期性和非周期性短波不平顺而进行的作业。高速铁路平顺性是能否实现高速行车的关键,钢轨打磨也就显得格外重要。根据不同养护目的、不同时间进行分类:
2.1预备性打磨
由于钢轨的打磨具有显著的社会效益和经济效益,在新线交付验收时对轨面进行的打磨,钢轨铺设后,除去钢轨表面的脱炭层或者由于压延在表面产生的损失层而进行的打磨,目的是提供平滑的车辆运行表面。
2.2预防性打磨
预防性打磨是在钢轨轨头裂纹开始扩展前就把裂纹萌生区打磨掉,防止接触疲劳型波磨的产生和发展。这种打磨方式主要运用于消除钢轨表面缺陷、曲线地段和容易出现钢轨接触疲劳纹的地段。掉块、焊缝鞍形磨耗、肥边、擦伤、轨头表面由于冷作硬化出现轨道表面金属的破坏等缺陷地段,预防性打磨可以起到良好的效果。周期性的打磨,将会大大减缓波磨的发展速度,通常情况下预防性打磨,控制在0.2mm的范围内较为适宜。预防性打磨也是预防和消除钢轨表面疲劳纹的有效方式,其打磨周期短,在钢轨表面裂纹萌生时就予以消除。预防性打磨与修复性打磨相比,打磨频率高,但对钢轨打磨的总量小,能够延长钢轨的使用寿命。
2.3修理性打磨
修理性打磨是打磨已经产生的钢轨表面病害,在重载铁路上用于去除钢轨塌陷,在高速铁路上为去除波浪形磨耗和减少焊接部的凹凸而采取的方法。重载铁路更多侧重于以打磨消除轨面各种伤损,以延长钢轨使用寿命。高速铁路更多侧重于以预防性打磨和打磨消除轨面不平顺,提高列车运行的平稳性。
3、应用分析
某市地铁1号线某区间小半经曲线(R=300m)进行对比打磨分析。(1)采用修理性打磨后,测得轨检车车体的垂向加速度为0.1~0.22g,平均振动频率为1.67Hz。该振动具有低频率、大波幅的特点,列车通过时乘客感觉较强烈,乘坐舒适度较差;采用预防性打磨后,测得轨检车车体的垂向加速度为0.08~0.15g,平均振动频率为2.60Hz。该振动具有高频率、小波幅的特点,列车通过时乘客感觉较微弱,乘坐舒适度较好。(2)与修理性打磨相比,预防性打磨能有效减缓钢轨侧磨、疲劳和波磨的发展速度,从而改善轮轨接触状况,降低轮轨噪声,提高乘坐舒适度。
4、结论
当前,我国对钢轨打磨技术研究的方向已经有了非常明显的变化,已经从以往的修理打磨朝着计划性打磨的方向在前进,在这一过程中需要做好打磨前的维修和打磨后的检查和调查,而从整体上来说,对于预防性打磨技术,我国的研究依然还处在初级阶段,所以,在实际的工作中,我们需要继续努力,对其做更加深入的探讨和研究,只有这样,才能更好的带动打磨技术的发展。■
参考文献
[1]金学松,杜星,郭俊,崔大宾.钢轨打磨技术研究进展[J].西南交通大学学报.2010(01)
[2]崔大宾,李立,金学松,肖广文.基于轮轨法向间隙的车轮踏面优化方法[J].机械工程学报.2009(12)
[3]郭俊,刘启跃,王文健.钢轨打磨对轮轨滚动接触斑行为影响研究[J].铁道建筑.2009(12)