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地铁钢轨轨道伤损原因及维护
摘要:轨道交通建设是促进城市建设发展以及提高城市交通能力的关键,而在地铁的日常运行当中,地铁钢轨轨道会很容易因为环境、老化和过度使用产生一定的损伤,进而给地铁的安全运行带来一定的风险。因此本文对地铁钢轨轨道伤损情况发生的原因和条件进行了一定的分析,并且提出了相应的维护和保养措施,以便于减少钢轨轨道的伤损情况,对严重风险展开预防,同时加强钢轨轨道的使用年限,为保障地铁安全运行打好坚实的基础。
关键词:轨道交通;钢轨轨道;伤损原因和维护
由于我国城市规模的不断扩大和人口的增多,人们出行的要求也越来越高,而地铁作为一种便捷、快速、环保、廉价的出现方式,因此成为了很多城市居民最主要的出行交通工具。而钢轨作为确保地铁正常运行的重要组成部分,其质量和工作状态会直接对地铁运行的安全和舒适性造成影响,而随着运营年限的增加以及环境的影响,钢轨也必然会发生一定的伤损,而如何对地铁钢轨轨道展开合理的维护和保养则是地铁运营部门需要重视的问题。
1、地铁钢轨伤损原因分析和维护的重要性
毕竟地铁钢轨是地铁交通系统最重要的组成部分之一,如果地铁钢轨出现伤损而且没有及时进行维修和控制的话,则很容易出现小问题变成大问题的情况,进而影响到钢轨的耐久度和使用年限,甚至会造成地铁运行事故的产生。因此地铁工务专业技术人员必须要掌握钢轨伤损检测分析的相关技术,技术人员通过对钢轨伤损问题的分析可以掌握影响钢轨伤损的因素,进而得知钢轨伤损的规律。而工作人员也可以根据钢轨伤损的规律来对检测周期进行合理安排,进而第一时间发现伤损的动态,并且根据伤损的发生规律以及结合检测数据来进行针对性维护和维修。同时在面对同期铺设而且通过重量相同的钢轨时,合理的伤损分析能够及时且准确地发现伤损具体区域,并且让技术人员能够第一时间展开养护工作以及提出维修方案。而对新轨进行伤损分析是能够根据早期伤损的产生频率来对新轨道的质量进行评估,以便于向生产厂商反馈新轨质量信息,确保生产厂商能够改进生产工艺。
所以地铁的日常的工务工作中对于钢轨伤损检测工作是非常重视的,其中就包括了对各线路钢轨伤损探测数据的收集和纪录、钢轨损伤情况纪录和钢轨设备的相关资料、对钢轨损伤的每月探查以及月报的反馈、定期开会讨论钢轨伤损情况以及提出保养和维护的相关工作、对重点和薄弱处进行现场调查和分析,并且根据实际检查情况提出重点控制方案和相关维护措施。
2、地铁钢轨伤损原因分析
2.1钢轨伤损机理分析
在对地铁钢轨伤损宏观特点和形成机理进行分析后我们可以得知,钢轨伤损的产生以及发展可以分为三个主要阶段:
首先是钢轨表面塑性变形的阶段,此时的表现主要是地铁车轮和钢轨表面相接触的表层金属出现塑性变形情况,进而造成钢轨断面的几何形态产生轻微变化,例如轨头踏面损伤等,造成这一现象的主要原因是由于长期运行而造成的疲劳损伤,主要是由于长期作用的成绩荷载而出现应力集中的情况,当集中应力到达钢轨表面金属材料的负荷极限时则会造成钢轨塑性变形的情况。
第二个阶段是钢轨表面出现剥离伤损阶段,也就是在钢轨表面出现塑性变形而且达到一定深度时,钢轨的作用变会产生一定的鱼鳞裂纹甚至会出现剥离掉块的情况。这种鱼鳞状裂纹的方向和车辆行驶的方向是一致的,同时和铁轨轨道的水平夹角能够达到15度左右。如果在这种情况下进一步发展,鱼鳞状裂纹和剥离掉块很容易产生纵向裂纹,而且剥离裂纹和纵向裂纹以及残余裂纹很容易出现往更深处发展的可能,进而造成更深的裂纹,例如形成轨头横向裂纹等。造成这类伤损的原因主要是在长期交变接触压力的情况下,钢轨表面产生严重的疲劳性损坏,进而出现腐蚀、浅层或者深层剥落的情况。
而第三阶段则是疲劳伤损阶段,此阶段并不会产生过于某明显的变形或者突然断裂的情况,不过该阶段的钢轨端口会出现疲劳源头、疲劳区和瞬间断裂区三个不同的断口区域,如果钢轨步入到该阶段,其主要表现是轨头的内部出现裂纹,而且只要在裂纹面积较大或者发展到快速断裂的阶段时才会呈现到轨头表面,进而造成断轨的情况,所以这类损伤通常不会出现表面的伤损,不过一旦呈现到表面则可能会产生轨道突然断裂的情况,其危险性是非常大的。
2.2钢轨伤损形成原因分析
造成钢轨损伤的原因可以分为踏面压,裂纹和鱼鳞伤以及掉块的情况。其中导致踏面压溃损伤的原因主要是由钢轨集中应力所造成的,也就是由于轨道线路的铺设不平顺而造成大幅度的冲击动荷载,而钢轨在多次冲击的作用下,其表面会产生塑性变形,因此想要有效控制这类伤损情况,首要目标是要对线路和轨道表面的平顺性进行优化和改善,除了要保持良好的线路几何形态外,还需要对已经产生波浪形磨损的钢轨轨面进行打磨,以减少车辆在运行过程中出现冲击动荷载过大的情况。
而裂纹、鱼鳞伤和掉块的情况主要由于线路曲率半径问题,加上下坡的总线路加强了这类损伤的产生,由于轨道和车轮的接触,其接触点会受到三个方向的压应力,而在长时间压应力接触的情况下,钢轨必然会出现局部塑性变形的情况,久而久之则会产生裂纹和鱼鳞伤,进而出现掉块的情况。而在面对这类伤损时,首先需要确保轮轨接触面积能够控制在合理的范围之内,尤其是在小半径曲线段要避免因为接触面积过小而造成接触应力过大的情况,或者出现长期过量滚动摩擦的情况。而在地铁目前已经确定的行车条件下,技术人员需要根据实际情况来对钢轨的地坡进行调整,并且对轨面磨光带的位置进行优化和改善,确保轮轨接触范围更加正常,以减少由于磨光带长期靠近轮缘而产生破损的情况。
3、地铁钢轨轨道伤损的维护措施
3.1钢轨伤损加固急救装置的主要功能
钢轨的内部和外部伤损情况都有可能受到车轮压力或者温度应力的影响而出现断轨的情况,因此在利用钢轨伤损加固急救装置时,必须要确保装置具有如下功能:首先是要确保其具有预防断轨的功能,钢轨断裂是非常严重的事故,因此当钢轨出现伤损情况时必须安装钢轨伤损加固急救装置来预防断裂情况,确保行车安全;其次则是断轨应急处理,如果线路突然发生钢轨断裂的情况,则可以利用钢轨伤损加固急救装置对钢轨进行应急加固,确保列车能够在限速情况下继续运行,并且在合适的时间展开针对性处理;同时还需要要具备多种适应性,第一是要确保能够适用于多种钢轨伤损情况,能够有效处理焊接接头损伤和多类型钢轨的母材损伤、第二则是要适应多种安装方式,包括夹具安装、螺栓安装和胶接安装等等、第三则是能够满足各种伤损和断轨发生的位置需求,确保钢轨在任何位置出现伤损和断轨的情况时,钢轨伤损加固急救装置不会受到其他轨道部件的英雄,能够快速展开加固;最后则是能够适应有碎和无碎轨道的使用。
3.2钢轨修整技术
在钢轨的各种伤损和缺陷产生的主要形式中,轨端出现不均匀模式、掉块以及擦伤是最主要的情况,这些损伤很容易对车辆运行安全产生影响,因此在加强钢轨表面病害修整时,利用磨修和焊接是最有效的方法。磨修是利用砂轮打磨机来消除轨头表面不均匀的磨损和掉块,如果轨面的不均匀磨损、掉块和擦伤等损失接近或者大于一毫米时则需要以焊接维修为主,因此技术人员需要选择合适的修整方法,以确保能够满足钢轨轨道的维修需求。
4、结语
总的来说,地铁钢轨轨道伤损是地铁运行过程非常常见的问题,为了确保能够及时发现并且第一时间进行修补,技术人员需要做好日常的检查和伤损分析,并且选择合适的维护措施,以确保钢轨轨道的质量和使用寿命能够得到保障。
参考文献
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