延緩鋼軌波磨發展與降低噪聲的試驗研究

王二中，郭星利，張麗平

(蘇州市軌道交通集團有限公司，江蘇 蘇州 215006)

延緩鋼軌波磨發展與降低噪聲的試驗研究

王二中，郭星利，張麗平

(蘇州市軌道交通集團有限公司，江蘇 蘇州 215006)

通過試驗研究了在鋼軌軌頂涂覆摩擦調節劑對延緩鋼軌波磨發展與降低噪聲的作用。首先驗證了在鋼軌軌頂涂覆摩擦調節劑對列車制動無影響，隨后驗證了在鋼軌軌頂涂覆摩擦調節劑能在一定程度上抑制鋼軌波磨的發展和降低噪聲。研究結果為解決城市軌道交通延緩鋼軌波磨發展與降低噪聲提供了一種途徑。

軌道交通 摩擦劑 鋼軌波磨 噪聲

城市軌道交通中小半徑曲線容易發生鋼軌波磨。由于鋼軌的波浪磨耗，列車行駛時將產生附加振動噪聲，影響旅客舒適度，且對軌道設備沖擊較大，行車安全受到影響。所以如何延緩波磨的發展，降低噪聲，是城市軌道交通迫在眉睫的一項課題。在鋼軌軌頂涂覆摩擦調節劑是現在試用較多的一種方法，但是涂覆摩擦調節劑對列車制動是否有影響、對鋼軌波磨的發展是否有延緩作用等問題需要進行試驗研究。

1 涂覆摩擦劑對列車制動的影響

1.1 試驗準備

制動試驗選擇在蘇州軌道交通1號線天平車輛段試車線進行。列車采用的是4節編組的B型車。調節材料選擇的是艾賓福斯特鐵路科技公司(LB Foster Rail Technologies Corp．)生產的軌頂摩擦調節劑KELTRACK。

1.2 試驗方法

在軌頂干燥和軌頂涂覆摩擦調節劑兩種不同情況下，檢驗空車在不同速度(40，50，60 km/h)下的常用制動或者緊急制動時的制動性能(制動距離)。

1.3 試驗結果

不同條件下的制動試驗結果如圖1所示。

通過數據觀察可知，在正常噴涂甚至大量噴涂摩擦調節劑的情況下對比干軌狀態下列車的制動性能(綜合制動距離和制動時減速度列車制動性能)，都不會對列車的制動性能產生負面影響。

圖1 不同制動條件下的列車制動距離比較

2 涂覆摩擦調節劑對波磨延緩發展的效果

2.1 試驗準備

本次試驗選擇在蘇州軌道交通1號線玉山路站至汾湖路站區間上行左JD4曲線。曲線參數為曲線半徑350 m，緩和曲線長60 m，曲線長512 m，曲線超高為100 mm。試驗前對試驗曲線進行了修復性打磨，消除了現有波磨，以免以往波磨對試驗效果產生影響。同時，在該曲線緩直點處上下股鋼軌的外側成功安裝軌頂調節劑涂覆裝置，在涂覆板前3～5 m處安裝車輪感應器，如圖2所示。

圖2 安裝現場

2.2 試驗結果對比

2.2.1 涂覆摩擦調節劑前后波磨失度對比

對比同條曲線涂覆摩擦調節劑前后9個月的波磨發展情況如表1、圖3、圖4所示。

表1 同條曲線涂覆摩擦調節劑前后9個月的波磨發展數據

圖3 波磨矢度最大值

圖4 波磨矢度平均值

由表1、圖3、圖4可知，涂覆摩擦調節劑后，波磨失度的發展明顯有所延緩。

2.2.2 涂覆摩擦調節劑前后噪聲對比

對比同條曲線涂覆摩擦調節劑前后9個月的噪聲數據如表2所示。對比曲線如圖5所示。

由表2和圖5可知，涂覆摩擦調節劑前噪聲為79.0～90.6 dB，涂覆摩擦調節劑后，噪聲變為77.6～81.4 dB，明顯降低。

表2 同條曲線涂覆摩擦調節劑前后9個月的噪聲數據

圖5 涂覆摩擦調節劑前后噪聲對比

3 結論與建議

1)正常噴涂甚至大量噴涂摩擦調節劑的情況下對比干軌狀態下列車的制動性能(綜合制動距離和制動時減速度列車制動性能)，都不會對列車的制動性能產生負面影響。

2)涂覆摩擦調節劑后，波磨失度的發展明顯有所延緩。

3)涂覆摩擦調節劑后，噪聲明顯降低。

4)根據實際情況，軌頂涂覆摩擦調節劑，部分列車會出現打滑情況。

5)摩擦調節劑成本較高。

綜合考慮試驗結果與經濟性，建議在城市軌道交通中對減振降噪要求比較高的地段可以考慮使用。

［1］金學松，溫澤峰，肖新標．曲線鋼軌初始波磨形成的機理分析［J］．機械工程學報，2008(3):7-8．

［2］盧祖文．高速鐵路鋼軌材質選擇［J］．中國鐵路，2004(10): 28-30．

［3］張立民，張衛華．輪軌波磨形成機理與再現試驗［J］．西南交通大學學報，2005(4):435-436．

［4］趙國堂．高速鐵路無碴軌道結構［M］．北京:中國鐵道出版社，2006．

［5］何鋒，任建強．曲線鋼軌抗磨耗損傷技術的研究［J］．鐵道建筑，2005(11):69-70．

［6］周奇才，李振海，陳揚新．山區鐵路鋼軌磨損情況調查與防治技術試驗研究［J］．中國工程機械學報，2006(1):93-95．

［7］溫澤峰，金學松．鋼軌波浪形磨損研究［J］．中國鐵道科學，2007(1):139-140．

［8］黃玉純，曲銘，許玉德．城市軌道交通鋼軌傷損分析［J］．城市軌道交通研究，2007(4):54-56．

(責任審編 孟慶伶)

U213.4+22

:ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2015．08．31

2015-04-01;

:2015-06-10

王二中(1980— )，男，安徽宿州人，工程師。

1003-1995(2015)08-0109-03