小半径曲线钢轨侧磨测量标准研究

小半径曲线钢轨侧磨测量标准研究

吴舜博、姜凯

宁波市轨道交通集团运营分公司 浙江 宁波315000

摘要：随着城市轨道交通的快速发展，小半径曲线钢轨侧磨作为影响轨道运行质量的重要因素，其准确测量与评估对于确保轨道交通安全运营和延长钢轨使用寿命具有重要意义。

关键词：小半径曲线；侧面磨耗；测量标准

前言：轮轨磨耗是轨道交通轮轨系统反复相互作用所致，不仅会消耗大量金属，同时还会提高线路养护维修成本，影响车轮与轨道可靠性。轨道在曲线地段，由于轨道对列车的导向作用，轮缘与钢轨不可避免的产生接触摩擦，而这种摩擦会导致曲线外股钢轨出现侧面磨耗。宁波轨道交通运营分公司工务维修中心对小半径曲线钢轨侧面磨耗非常重视，《轨道设施维修规程》要求测量R≦500m小半径曲线磨耗并做好记录，但对钢轨侧磨测量点位标准、达到或接近轻伤时加密测量要求以及影响钢轨侧磨的相关因素考虑描述不多。本次研究主要探讨小半径曲线钢轨侧面磨耗的相关影响因素、实际测量点位的布置和钢轨侧面磨耗达到或接近轻伤时加密测量要求，以期指导小半径曲线钢轨侧磨现场测量工作，为其现场测量要求和标准提供相关依据并完善补充小半径曲线钢轨侧磨测量作业记录。

一、小半径曲线钢轨侧磨的影响因素

(一)曲线半径

曲线半径大小直接影响着钢轨侧磨程度，而且钢轨侧磨发展速率会随着曲线半径的增大而减小。因此要想进一步探究曲线侧磨规律时需考虑曲线半径的影响因素。

（二）轨距

轨距的大小会影响轮轨之间的导向力和冲角，直接影响轮轨间接触点的位置，合理控制轨距可以有效的调整轮轨受力状态，改善轮轨接触关系，减少轮轨间的磨耗作用。因此适度加大轨距值可以减缓钢轨侧磨的发展，同时也需要考虑行车的稳定性。

（三）轨底坡

科学、合理的设置轨底坡大小，能使轮轨接触集中于轨顶及车轮踏面的中部，一方面能减小接触应力，改善轮轨疲劳损伤，降低轮轨磨耗，提高轮轨生命周期，保证列车行驶安全和稳定；另一方面能提升牵引黏着力，提高运行效率。钢轨侧磨发展前期，轨底坡越小，侧磨发展速率越小，然而当钢轨侧磨达一定数值时，会发生突变，通常左右轨同时为 1：40 的轨底坡有助于减缓钢轨侧磨的发展速率。

（四）超高

超高指的是列车在圆曲线上行驶时，受横向力或离心力作用会产生滑移，为抵消车辆在圆曲线地段行驶时所产生的离心力，需在曲线外股钢轨设置超高，保证列车能满足设计速度安全、稳定、舒适的通过圆曲线。超高的设置往往会影响钢轨磨耗，钢轨侧磨发展速率会随着超高增大而变大，相较于均衡超高，欠超高更有助于减缓钢轨侧磨。

（五）摩擦系数

摩擦系数与钢轨侧磨发展存在着密切的联系，伴随摩擦系数的不断增大，钢轨侧磨发展速率也会随之变大。因此加强轮轨的润滑能有效降低钢轨侧磨的发展速率，可以在小半径曲线外轨部位装设钢轨润滑装置，同时保持轮轨摩擦系数在0.3范围之内。

（六）动态情况

如上所述，曲线超高的调整、轨距的加宽、轨底坡的调整、涂油器开启和出油频率设置变化都会引起钢轨侧磨的变化。此外新更换的钢轨轮轨接触一般处于轨距角以上位置，磨耗还未到达到侧磨位置处（钢轨踏面下16mm处）。

二、钢轨侧磨测量实际点位的布置

在直缓点和缓圆点附近，由于直线与缓和曲线连接及缓和曲线与圆曲线连接，曲率变化大使线路附近的状态较为复杂，如果这两点的线路方向不良，则在这两点附近往往成为车辆横向振动的激扰点，在列车由直线进入曲线时，直线段方向不良使机车车辆在直线上产生横向振动的激扰点，使横向振动由直线带入曲线，从而造成钢轨侧磨。故钢轨侧磨实际点位在曲线要素点位必须布置，同时按列车行进方向从圆曲线起点处按照20m一个点位进行布置，缓和曲线中间布置一点。

三、钢轨侧磨周期

宁波市轨道交通集团运营分公司企业标准《轨道设施维修规程》要求每季度测量R≦500m小半径曲线磨耗并做好记录，但对侧磨达到伤损标准时是否加密，加密周期未做规定，经参考其他兄弟地铁，建议对差1mm达到轻伤标准时，应加设钢轨侧磨值临时点，每月监测一次；对差1mm达到重伤标准时，应每周监测一次。

四、钢轨侧磨测量实际应用

以1号线世纪大道-海晏北路下行起止里程k16+458-k16+938小半径曲线450米为例，3-4月份每月对小半径曲线进行测量，数据如下：

地点海晏北路站上下行下行 检查日期2024年3月18日             

曲线半径R=450m曲线长度L=474.46m缓和曲线长度I=70/70m超高=120mm

地点 海晏北路站 上下行 下行 检查日期 2024年4月18日             

曲线半径R= 450m曲线长度L=474.46m缓和曲线长度I=70/70m 超高=120mm

五 结论

钢轨磨耗检测工作一直都是工务部门的重点工作，如果可以探究出每条曲线的磨耗规律并建立台账，能有效的降低由磨耗带来的安全风险。通过定期测量可以掌握曲线的磨耗规律，为制定维修保养计划提供有力依据。

本次研究探讨钢轨侧面的影响因素如曲线半径、轨距、轨底坡、超高等以及如何在钢轨侧磨检查记录表中体现上述因素，以便更直观地了解现场实际情况;探讨钢轨侧磨测量实际点位的布置特别是曲线要素必须测量以及侧磨达到伤损标准时加密周期建议，以期为其现场测量要求和标准提供相关依据。

参考文献：

[1]潘健英,李英奇,梁旭,等. 城轨小半径曲线钢轨波磨的成因与整治研究综述[J]. 铁道运输与经济,2023,45(7):76-82.

[2]郭晶. 缓和曲线对小半径曲线钢轨磨耗的影响研究[J]. 能源科技,2024,22(1):79-82.