地鐵軌道養(yǎng)護(hù)中打磨技術(shù)的應(yīng)用

甘霖

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近些年城市人口越來越多，給本就擁擠的城市交通帶來了更大的壓力。為了緩解交通壓力，各大城市都逐步開始修建地鐵，地鐵運(yùn)行過程雖然客運(yùn)量比較大，但是軌道經(jīng)過一段時(shí)間使用之后卻容易出現(xiàn)各種損傷，包括磨耗和磨損等，若不及時(shí)采取措施可能會引發(fā)安全事故，如果頻繁更換軌道造價(jià)又太高，而且也無法從根本上解決軌道磨損問題。在此背景下軌道養(yǎng)護(hù)打磨技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過對該項(xiàng)技術(shù)的合理運(yùn)用，不僅有效緩解了地鐵軌道的損耗，同時(shí)還避免了軌道運(yùn)行事故的發(fā)生。本文就地鐵軌道養(yǎng)護(hù)打磨技術(shù)應(yīng)用的必要性和具體應(yīng)用做出了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：地鐵軌道;養(yǎng)護(hù);打磨技術(shù);應(yīng)用

1 地鐵軌道打磨技術(shù)應(yīng)用的必要性

鋼軌打磨技術(shù)對地鐵車輛的實(shí)際運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量都具有很大的影響，和地鐵運(yùn)行安全性也關(guān)系緊密，下面就地鐵軌道打磨技術(shù)應(yīng)用的必要性進(jìn)行分析：

1.1 新建地鐵軌道打磨的必要性

對新建地鐵軌道實(shí)施打磨處理可以很好地修正鋼軌的施工誤差和制造公差，改善車輪和軌道之間的接觸。我國目前大多數(shù)地鐵工程都采取掛枕架軌法施工的整體道床方式，雖然每節(jié)鐵墊板都加工了軌底坡，可是因?yàn)槊總€(gè)軌枕都是相對獨(dú)立的，再加上軌枕長度比較短，軌枕制造公差及施工支撐變形等因素的影響，很難保證軌底坡最終竣工質(zhì)量。《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中對地鐵工程軌底坡的誤差范圍做出了明確規(guī)定，施工中必須將軌底坡的誤差控制在1/50～1/30范圍之內(nèi)，對應(yīng)的傾斜角度控制在1°8'45"～1°54'33"之間。實(shí)際養(yǎng)護(hù)打磨過程中，工作人員應(yīng)該結(jié)合車輪對踏面錐度選擇恰當(dāng)?shù)拇蚰シ绞胶瓦m當(dāng)功率和偏轉(zhuǎn)角度的磨頭，盡可能減小甚至消除施工誤差，促使鋼軌傾斜度達(dá)到一個(gè)相對不變的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)改善輪軌接觸的效果。

對新建地鐵鋼軌實(shí)施打磨處理體現(xiàn)出非常多的優(yōu)勢，首先，大大縮短了輪軌磨合時(shí)間，從而在一定程度上延長鋼軌的實(shí)際使用年限。其次，經(jīng)過打磨處理的鋼軌軌跡吻合度得到了顯著提升，鋼軌光帶也更加穩(wěn)定，同時(shí)還增強(qiáng)了鋼軌磨損過程的均勻度。再次，打磨處理可以有效去除新鋼軌軌面上的腐蝕痕跡和毛刺，使鋼軌表面更加光潔，進(jìn)一步使輪軌和新軌軌面之間更加協(xié)調(diào)。另外，打磨處理之后的鋼軌在地鐵運(yùn)行過程中有效降低了噪音，同時(shí)提高了乘客的乘車舒適度，很好地展現(xiàn)了軌道面的自身性能優(yōu)勢。

1.2 既有地鐵軌道打磨的必要性

地鐵軌道經(jīng)過長時(shí)間使用之后，難免會出現(xiàn)掉塊、使剝落、擦傷或者是飛邊等質(zhì)量缺陷的出現(xiàn)，特別是那些曲線地段更容易發(fā)生程度較為嚴(yán)重的波磨。我國目前絕大多數(shù)地鐵都采取ATO運(yùn)行模式，車輛類型也較為單一，軸重和統(tǒng)一區(qū)段的車速也都一樣，行車頻率非常高，這就使鋼軌反復(fù)受到同樣的作用力，鋼軌一旦發(fā)生某種質(zhì)量問題往往會在很短時(shí)間內(nèi)就迅速發(fā)展擴(kuò)大，波磨地段體現(xiàn)得尤為明顯。地鐵車輛行駛過程中頻繁顛簸也會對隧道道床和鋼軌扣件造成嚴(yán)重的磨損。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，既有地鐵鋼軌在使用一段時(shí)間之后都會出現(xiàn)一定程度的疲勞損傷和磨耗現(xiàn)象，主要病害體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，鋼軌滑動和波磨病害，這就導(dǎo)致列車在經(jīng)過此路段的時(shí)候會產(chǎn)生更大的振動和噪音，不僅影響乘客的乘車舒適度，而且還會給周邊居民造成一定的影響[1]。其次，接觸性疲勞損傷屬于地鐵鋼軌的一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化，不僅硬化表面層加深，而且表面還會出現(xiàn)魚鱗損傷和裂縫病害，甚至還有可能引發(fā)鋼軌發(fā)生斷裂。再次，鋼軌表面如果出現(xiàn)鐵銹或者其他污染，都會對輪軌接觸造成一定的不良影響，同時(shí)也會影響列車運(yùn)行過程信號系統(tǒng)的安全性。通過打磨處理可以消除鋼軌上的腐蝕和其他污染，在保證地鐵安全運(yùn)行的同時(shí)，還延長了軌道線路的使用壽命。

2 地鐵軌道養(yǎng)護(hù)中打磨技術(shù)的應(yīng)用

2.1 預(yù)防性打磨

預(yù)防性打磨是針對新鋪鋼軌的一種養(yǎng)護(hù)打磨方式，其主要目的是消除鋼軌表面的脫碳層，因?yàn)樵搶游镔|(zhì)會影響鋼軌機(jī)械性能的發(fā)揮，而且還會降低鋼軌硬度，抗疲勞性和耐磨性。通過預(yù)防性打磨操作能夠很好地消除鋼軌在生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工等多個(gè)環(huán)節(jié)中殘留的一些表面質(zhì)量缺陷，改善鋼軌焊接接頭的平順性。無論是新建軌道還是擴(kuò)建軌道，在使用之前就需要進(jìn)行打磨處理，如果因?yàn)橐恍┨厥庠驔]有對新鋼軌實(shí)施打磨處理，在使用6個(gè)月之內(nèi)還需要再次安排補(bǔ)打。曲線地段由于外軌和內(nèi)軌長度存在差異，所以更加容易引發(fā)波磨問題，所以施工人員應(yīng)該重點(diǎn)對該路段實(shí)施定期打磨，最大程度避免波磨病害的進(jìn)一步發(fā)展[2]。預(yù)防性打磨標(biāo)準(zhǔn)通常是將打磨范圍控制在0.2毫米，在打磨過程中如果發(fā)現(xiàn)鋼軌表面存在深度比較小的一些裂紋，養(yǎng)護(hù)工作人員則應(yīng)該按照0.05到0.075毫米的控制標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施打磨，對打磨深度進(jìn)行嚴(yán)格把控。針對鋼軌外軌邊緣和內(nèi)軌外側(cè)打磨標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該按照0.15毫米的控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 焊接后粗磨

粗磨是指針對鋼軌焊接之后焊頭表面的焊瘤進(jìn)行打磨處理，打磨范圍主要包括軌腰、軌頭和其兩側(cè)的踏面以及軌底。粗磨操作通常情況下多采用手持式砂輪機(jī)，需要注意的是，打磨過程中砂輪機(jī)一定要沿著鋼軌長度方向移動，切不可橫

向打磨，鋼軌和砂輪之間的接觸壓力也不能太大，打磨結(jié)束之后鋼軌表面不可出現(xiàn)發(fā)黑和發(fā)藍(lán)現(xiàn)象[3]。除此之外，粗打磨主要是對焊瘤余量的打磨，盡量保留焊頭母材，具體打磨范圍應(yīng)該控制在35毫米以上。要求打磨之后的焊頭輪廓圓順無尖角和凸凹坑，打磨面光潔平整。

2.3 修復(fù)性打磨

這種打磨主要是針對已經(jīng)出現(xiàn)病害的鋼軌，通過修復(fù)性打磨可以對軌頭的輪廓形狀起到一定的修正作用，消除波紋、滾動接觸疲勞和擦傷等各類病害。針對半徑比較小的曲線波磨路段，可以通過修復(fù)性打磨修復(fù)鋼軌，但是該打磨方式實(shí)際操作過程會使鋼軌出現(xiàn)較大的磨損量，可以說就是通過磨削鋼軌來實(shí)現(xiàn)對鋼軌的修復(fù)性打磨。所以在打磨曲線路段鋼軌的時(shí)候一定要嚴(yán)格把控好具體打磨量。打磨力度太小起不到很好的修復(fù)作用，而打磨力度太大又會對鋼軌造成嚴(yán)重的磨損，影響鋼軌的使用年限。這就要求對粗打磨參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，工作人員最好是借助CI指數(shù)對波磨的具體程度做出準(zhǔn)確的判斷，在此基礎(chǔ)之上合理控制具體打磨量[4]。將波磨的長度、深度、鋼軌區(qū)段長度和區(qū)段抑制次數(shù)分別確定為L/D/S/N，然后利用CI指數(shù)計(jì)算公式便可以得出鋼軌實(shí)際需要的打磨量和修復(fù)程度，而且確保在實(shí)際打磨過程中不會對鋼軌造成太大的影響。如果進(jìn)一步縮小CI，就需要增加鋼軌的打磨量，如此一來就會嚴(yán)重影響鋼軌的實(shí)際使用壽命，這也正是250毫米以內(nèi)的波浪型磨耗波長可以簡單消除的原因，若波深在0.8毫米以上會大大增加消除難度，此時(shí)應(yīng)該將打磨深度控制在0.1毫米到0.3毫米之間。

3 結(jié)束語

總而言之，在地鐵軌道養(yǎng)護(hù)工作中采取恰當(dāng)?shù)拇蚰ゼ夹g(shù)，可以很好地改善輪軌之間的關(guān)系，降低軌道維護(hù)成本，降低車輛運(yùn)行振動和噪音，優(yōu)化地鐵車輛行駛條件。過去只有在鋼軌出現(xiàn)波形磨耗的時(shí)候才用到打磨技術(shù)，近些年其已經(jīng)成為一種常見的軌道養(yǎng)護(hù)技術(shù)。由于該項(xiàng)技術(shù)在我國的發(fā)展時(shí)間不長，所以還不夠成熟，需要相關(guān)人員進(jìn)一步深入研究，不斷提高打磨養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，促使軌道行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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