钢轨侧面磨耗观测及解析
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摘要:列车行驶过程中，轮轨的的反复相互作用引起了轮轨的磨耗。轮轨磨耗增加了线路的养护费用，同时降低了车轮与轨道的可靠性。对于城市轨道交通而言，轮轨磨耗对营运安全影响较大，也对列车行驶的舒适度造成了较大影响。本文通过对广州地铁四号线小半径曲线侧面磨耗的成因进行剖析，并结合四号线所处的实际情况，制定出详细的整治措施，在对侧面磨耗的预防及整治过程中取得了较好的效果。
关键字:小半径曲线 钢轨侧面磨耗城市轨道交通
1、概述
四号线作为广州市南北交通的主要通道，目前在运营正线线路46.8km，其主要由地下线路和高架线路组成。线路上下行共设有86条曲线，其中R?300的曲线为6条。四号线作为全国首例采用直线电机的线路，列车采用四节编组，总计120T，轴重约为13T。
2、选取观测段
本次观测选择广州地铁四号线黄村站-车陂站下行，车陂-车陂南下行及万盛围-官洲区间作为观测跟踪对象。其中前两个观测点为2010年开通运营，第三个观测点为2005年开通，全部采用L型车，四节编组。跟踪点曲线情况如表一。
表一 观测点情况
3、侧面磨耗数据
分析
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2013年3月―2013年8月间，采用钢轨磨耗测量仪对钢轨进行了定点连续测量，测量点间隔为20m，每月进行一次检测，共计检测6次。由于城市轨道交通曲线半径较小，列车行车密度大，致使曲线外轨受侧面磨耗影响较大，具体数据如表二。
表二 观测数据
表三 每日变化量
由表二中的数据看到，曲线外轨侧面磨耗的最大值以不均匀递增为主，曲线三由于半径较大，其出现的磨耗增长量较小，外轨磨耗相对较为缓慢。而表三中出现的7月份侧面磨耗发展量变化较大的现象，经了解，该月车辆部门对车轮进行了镟修，对钢轨磨耗有影响较大。
4、原因分析
4.1 曲线高低、水平、圆顺度不良
经现场实地对该三处曲线的测量，三处测量点均存在有不同程度的轨距、水平及曲线圆顺度不良的情况。钢轨轨头的侧磨主要是由于导向力和冲角引起的，曲线的轨道状态不良、圆顺度不良是轮轨横向力的一个激励源，激励源使轮轨的运行状态发生变化，从而造成其导向力和冲角增大，加剧钢轨侧磨。
4.2 小半径曲线和大坡度的叠加加剧了钢轨侧面磨耗的发展
根据现场实际情况查看，三处观测点均处于大坡度路段，其中曲线一为下坡，坡度为48.6‰，曲线二也为下坡，坡度为33.7‰，曲线三为上坡，坡度为37‰.列车在曲线上制动时制动力有一横向分力直向曲线外轨，曲线半径越小，指向力越大，对轨头侧磨就越严重，在整条四号线中，出线此类叠加现象的地段较多，在这些地段中普遍存在侧面磨耗较为严重的现象。
4.3 曲线超高设置不够
四号线设计速度为100km?h，实际运行最高速度为=85km?h，全线运营平均速度约为=76km?h。以曲线二为例，其实际应设超高
4.4部分扣件失效
根据图纸显示，三处观测点位置均铺设有60kg?m弹条?型分开式扣件。据现场检查，部分扣件存在失效现象，以此出现钢轨空吊。在列车经过此类位置是，出现较大的横向力，对曲线外轨造成较大的磨耗损害。
5、结语
钢轨侧面磨耗是造成钢轨伤损的一大主要原因，在对轨道交通小半径曲线钢轨磨耗进行养护时，要结合钢轨磨耗的规律，及时做到以下几点:
5.1 及时检查和保持良好的曲线线型，特别是曲线的圆顺度，保证曲线段扣件的弹性及扣押力;
5.2 加强钢轨的减磨措施，定期对小半径曲线外轨进行润滑作业。同时要对结合钢轨实际的磨耗情况，进行合理的打磨作业，以延缓钢轨磨好的发展;
5.3 加强也车辆等相关部门的沟通联系，加强车辆车轮踏面的检测和镟修工作，保持车轮良好的圆顺度，减少车轮踏面伤损和假轮缘等对钢轨的影响。
5.4 耐磨钢轨的使用可在一定程度上保证列车行驶的运营安全，目前广州地铁正在研究耐磨轨在小曲线半径中应用的可行性。
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