城軌小半徑曲線鋼軌波磨的成因與整治研究綜述

潘健英，李英奇，梁 旭，楊 光，許 鑫，劉豐收

城市軌道交通穿行城區，線路設計受限于城市規劃，存在較多小半徑曲線，曲線下股鋼軌波磨問題突出。鋼軌出現波磨傷損會使得輪軌之間振動加劇，增大車輛運行過程中的噪聲，影響線路沿線的生產生活及旅客乘坐舒適性，嚴重時還會對車輛部件、軌道部件造成損傷，加劇軌下基礎病害，增加線路的養護維修成本，甚至威脅列車運行安全。研究城軌小半徑曲線鋼軌波磨病害特征、產生機理、發展規律和整治措施，有助于為線路的新建設計預防鋼軌波磨及養護維修來緩解波磨提供指導。

1 鋼軌波磨病害特征及形成機理

1.1 波磨病害特征

鋼軌波磨種類較多，其分類方法也不同。根據波長特征，可以分為波長范圍在25～80 mm 的短波波磨及波長大于100 mm 的長波波磨[1-2]，此外，地鐵波磨波長在30～300 mm之間不等，而且波磨的幅值最大約1 mm。根據頻率特征，可以分為特征頻率在40～140 Hz 的低頻波磨、特征頻率在140～300 Hz的中頻波磨和特征頻率在300～1 500 Hz 的高頻波磨。鋼軌波磨分類還可以根據波磨出現所伴隨的軌道結構或者軌道形式進行具體特征劃分[3]，地鐵鋼軌波磨分類如表1所示。

表1 地鐵鋼軌波磨分類Tab.1 Classification of subway rail corrugation

Grassie 等[4]依據輪軌動力學建模分析，提出波長固定機理以及損傷機理，將鋼軌波磨分為6 個類型，波磨種類及特征如表2所示[2，4]。

表2 波磨種類及特征Tab.2 Types and features of rail corrugation

關慶華等[5]對世界各國地鐵鋼軌波磨進行系統梳理，對比總結波磨的出現位置、軌道類型、扣件類型以及波磨波長等基本特征，主要發生位置為小半徑曲線，波長范圍包含長波和短波，曲線處波磨病害主要出現在下股鋼軌。……