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。轨道一般处于曲线地段，轨道对列车具有一定的导向作用，轮缘和钢轨难免会发生接触性的摩擦，而这种摩擦会导致曲线外股钢轨出现侧面磨耗。从现阶段来看，我国有关工务维修中心对于小半径曲线钢轨侧面磨耗非常的关注，《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

曲线半径直接影响着钢轨侧磨程度，而且钢轨侧磨发展速率会伴随曲线半径增大而减小。对此，要想进一步探究曲线侧磨规律的法案规律，需注意曲线半径的影响因素。

（二）轨距

轨距大小是轮轨之间接触点的重要影响因素，与轮轨间导向力与冲角密切相关。因此，需合理调整轨距大小，有效调整轮轨间受力，改善和优化轮轨接触关系，最大程度减小轮轨间磨耗力。结合实际，适度加大轨距值，缓解钢轨侧磨成都，充分考虑行车稳定性因素。

（三）轨底坡

科学、合理的轨底坡取值，有助于轮轨在轨顶、车轮踏面中部位置集中接触，一方面，减小接触应力，改善轮轨疲劳破损，减少轮轨磨耗，提升轮轨应用年限，保证列车形式稳定性和可靠性。另一方面，提高牵引黏着力，提升运行效率。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，有助于钢轨侧磨发展速率的降低。

（四）超高

超高，即列车行驶于圆曲线时，会在横向力或者离心力作用之下而发生一定的滑移，为消除车辆于圆曲线路段行驶期间生成的离心力，充分保障列车稳定、安全的通过圆曲线。超高设置往往会影响钢轨磨耗，并且钢轨侧磨发展速率会随着超高增加而变大，相较于均衡超高，欠超高更有助于钢轨侧磨减缓。

（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，钢轨侧磨发展速率会随之变大。对此，做好钢轨润滑，有利于钢轨侧磨发展速度的有效降低。可以考虑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。另外，运营期间更换新钢轨刚上道情况下，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（钢轨型面下16mm处）。

二、钢轨侧磨测量实际点位的布置

于直缓点、缓圆点附近，直线和缓和曲线相连，缓和曲线和圆曲线相连，由于曲率变化较大，线路附近状态通常比较复杂，若这两点线路方向不合理，那么这两个点附近一般会变为引发车辆横向振动的激扰点，当列车从直线进入到曲线情况下，直线段方向不合理，导致机车车辆于直线上出现横向振动激扰点，促进横向振动从直线带入曲线，引发钢轨侧磨。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

一直以来，钢轨磨耗检测都是我国工务部门中的重要工作，

如果探究各条曲线磨耗规律，并建立台账，会在较大程度上减缓磨耗，降低安全风险发生概率。通过定期测量，有利于相关人员深入了解并掌握曲线磨耗规律，从而为科学制定出有效、完善的维修保养计划提供可靠的参考根据。

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.