高铁钢轨预打磨效果及轨面不平顺分析.pdf

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1、第29卷第2期华东交通大学学报、，01．29NO．22012年4月JournalofEastChinaJiaotongUniversityApr．，2012文章编号：1005—0523(2012)02—0001．05高铁钢轨预打磨效果及轨面不平顺分析王庆方，许玉德，周宇(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804)摘要：高铁的高平顺性要求在线路开通前要进行钢轨预打磨，以沪宁城际高铁为样本，通过分析钢轨打磨前状态，发现新轨上道后存在光带不在轨顶中部，甚至有两点接触等问题，借鉴欧洲铁路在研究轮轨噪声时制定的轨面粗糙度水平标准和钢轨

2、打磨、铣磨作业标准，利用1／3倍频和各波长范围的幅值统计，对钢轨预打磨后轨面不平顺状态进行评价．结果表明钢轨预打磨能够有效改善了轨面的不平顺状态。关键词：高速铁路；钢轨打磨；轨面不平顺中图分类号：U216．424文献标志码：A高速铁路线路区别于一般铁路或重载铁路最关键的特点是对轨道平顺性的严格要求，如果轨道平顺性不良，将引起机车车辆剧烈振动，轮轨动作用力成倍增大，严重危害轨道和机车车辆部件，影响列车速度的提高，甚至引起列车脱轨倾覆，危及行车安全]。钢轨由于其本身生产过程及工艺的原因，生产出厂后不可避免地存在折叠、划痕、脱碳层、轧痕、结疤、耳

3、子等表面缺陷，这些缺陷会使钢轨出现早期伤损，另外钢轨贮运过程中也可能产生锈皮、碰伤等表面病害，这些病害对钢轨的平顺性有很大影响。钢轨打磨是消除轨面不平顺的有效手段，为了消除钢轨上道后的这些缺陷，需要对新轨进行预打磨。1国内外研究现状国内外不少学者在钢轨打磨方面进行了诸多的探索和研究。郭福安等通过对日本、法国、德国和瑞典高速铁路钢轨打磨作业分析，根据我国铁路钢轨打磨作业实际，建议开展客运专线线路开通前的钢轨预打磨、开通后的钢轨预防性打磨及保养性打磨等研究和试验，制定钢轨打磨各种形式与参数、打磨程序、条件和验收标准。许永贤等b介绍了欧洲标准中钢

4、轨打磨的程序、条件和验收标准，对我国新建客运专线新轨打磨的质量控制和验收，特别是对新型打磨设备及检测设备的引进及国内既有相关设备的改进、配套和利用提供参考。缪闯波通过介绍钢轨打磨的理论基础和必要性，阐明了钢轨打磨能综合提高轨面平顺度，改善轮轨接触，取得轮轨问连续均匀接触的效果。毛文力等通过分析打磨车作业控制原理，标定相关系统，找出打磨后波磨深度变化的临界值。熊卫东等n综述了高速铁路的轨道平顺性与钢轨平顺性的关系，介绍了高速铁路对钢轨平顺性的要求及高速铁路发达国家在钢轨生产、焊接和使用过程中提高钢轨平顺性的措施，分析了国产钢轨平顺性的现状及其

5、与高速铁路钢轨要求的差距，提出了我国钢轨生产企业为适应高速及快速铁路发展应予重视的有关问题的建议。郭俊等利用三维弹性体非Hertz滚动接触理论及数值程序CONTACT分析了钢轨轨头非对称打磨对轮轨接触斑行为的影响。结果表明，打磨后轮轨磨耗数有所增加，有利于预防钢轨疲劳裂纹的形成。王文健等根据广深线钢轨斜裂纹的形成与发展特点，提出采用非对称打磨技术控制和减缓钢轨斜裂纹的形成，并进行了数值计算和现场打磨试验。数值计算结收稿日期：2o12．Ol一13基金项目：国家自然科学基金项目(50908179)；高等学校博士学科点专项科研基金项目(20080

6、2471003)作者简介：王庆方(1984一)，男，硕士研究生，研究方向为轨道工务管理。2华东交通大学学报果表明：钢轨非对称打磨可以改变轮轨接触几何参数，使轮轨接触点向钢轨顶面中心移动，远离钢轨轨肩位置，并降低轮轨接触应力。现场打磨试验验证了数值计算结果，试验结果表明钢轨非对称打磨能改变钢轨光带，使接触点向钢轨踏面中心移动。马良民针对出现CRH3型动车组转向架构架横向振动加速度报警限速的情况进行深入分析，据此确定了对钢轨进行打磨的对策，制订了打磨工艺参数。通过实施打磨后，改善了轮轨匹配关系，解决了动车组转向架构架横向振动加速度报警限速问题，

7、提高了动车组运行品质。上述研究的对象主要是国外高速铁路打磨情况、打磨及验收标准的介绍，高速铁路钢轨打磨理论和高速铁路开通高后的病害整治，对于高铁钢轨预打磨之后的效果尚缺乏针对性的研究。基于此，针对沪宁城际高铁在开通前后的预打磨情况进行相应的打磨效果进行研究，分析高铁经过预打磨后轨面平顺性，钢轨初始缺陷的消除情况，轮轨关系的匹配情况，为提高高铁钢轨预打磨效果提供保障。2沪宁城际高铁预打磨方法在新轨上道以后，线路开通前需要进行联调联试和综合试验，在此过程中钢轨已有一定的磨耗量，沪宁城际高铁开通前的轨面平顺状态，可以看出钢轨上面的光带较宽，钢轨光

8、带中线较轨面中线出现了一定的偏移，轨距角处有一定的磨耗，形成轮轨之间在同一钢轨断面的两处接触，即“双光带”。这说明未经打磨的钢轨型面与车轮踏面之间的轮轨接触不良，导致钢轨光带偏离