韓原線鋼軌擦傷地段廓形修復的研究和實施

高國海

摘 要：為了適應韓原線提速運行的要求，針對韓原線部分地段鋼軌頂面擦傷、垂磨、肥邊、光帶不均勻等實際病害和車間班組人員、機具等現實情況，積極組織相關技術人員進行現場調查，并結合鋼軌修理的理念，確定了鋼軌“廓形修復”的思路，制定了詳細的打磨修理作業方案并組織實施，及時消除了行車安全隱患，同時，為韓原線提速運行奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：韓原線；鋼軌；廓形修復；打磨修理作業方案

中圖分類號：U213.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.119

2017-02下旬，接到路局緊急通知，我段管內韓原線計劃分階段提速至160 km/h運行。針對上下行k158+200～k159+000間800 m范圍內鋼軌頂面擦傷多達59處（上行42處、下行17處）的嚴重病害，我段在線路科成立了韓原線鋼軌修理管理小組。管理小組組織對病害地段進行了鋼軌廓形修復性打磨，在消除了既有病害的同時，有效改善了輪軌關系。下面，筆者簡要介紹目前打磨修理現狀及原因分析，鋼軌廓形修復性修理技術的研究和組織實施情況以及取得的成效。

1 車間打磨修理工作現狀及原因分析

1.1 現狀

目前，車間開展打磨修理作業的主要目的是打磨鋼軌肥邊、魚鱗傷和鋁熱焊縫，所以，打磨修理主要是針對傷損的局部區域和范圍進行的，而且打磨過程中除了鋼板尺和塞尺，沒有任何精確的檢查和檢測工具，打磨修理作業標準不高，進而引發打磨修理作業質量不高，打磨修理工作滯后等一系列問題。

1.2 原因分析

1.2.1 認識不到位

出現這些情況的原因之一是工作人員對打磨修理的重要性認識不到位，對打磨修理，特別是預防性打磨修理不夠重視。一直以來，車間和班組對“打磨修理”，特別是“修理”的重要性認識不到位，所以，打磨修理一直停留在“打磨”上，根本談不上“修理”，更談不上預防性打磨修理了。經調查了解發現，韓原線擦傷病害發生于2014年韓原線聯調聯試初期，在開通運營后3年以來，下官院線路車間一直未組織進行有效的打磨修理。這是造成不均勻磨耗等次生病害發生的直接原因。

1.2.2 打磨修理形不成規模

打磨修理機械動力設備和擦傷、磨耗檢查檢測工具配備不足，導致車間的打磨修理形不成規模。目前，各車間和班組配備的打磨機主要有道岔仿形打磨機和鋰電磨光機。受打磨機械機力和性能等客觀條件的限制和影響，很多車間日常除了組織對嚴重低塌的鋁熱焊縫進行打磨修理外，基本不安排其他任何打磨修理作業。另外，車間除了側磨尺，基本沒有任何精確的檢查檢測工具，致使車間在沒有準確了解和掌握鋼軌病害情況時，打磨修理作業過程得不到有效的監控和管理。

1.2.3 打磨修理技術力量薄弱

近年來，總公司和路局對鋼軌打磨修理的要求越來越高，我段為了進一步提高車間班組的鋼軌打磨修理水平，也曾多次邀請打磨機械廠家專業技術人員來我段進行打磨技術普及培訓。但是，由于車間班組對打磨修理不重視，打磨修理人員不固定等種種原因，打磨修理人員一直未能對打磨修理技術有一個全面、系統的了解和認識。這就出現了各車間、班組打磨修理技術力量薄弱的情況。

2 鋼軌“廓形修復性”打磨修理的生產組織

提出“鋼軌廓形修復”的修理思路后，我段及時成立了鋼軌修理管理小組，管理小組由主管維修生產的副段長任主管，線路科主管工程師任組長，相關技術人員任組員。鋼軌修理管理小組全面負責全段鋼軌修理工作的統一協調和管理，監控記錄鋼軌修理的生產組織、打磨修理的方法和作業質量等全程，及時與標準軌頭廓形比對，實時修正打磨修理的角度和方法，確保修理作業的有效性。我段在道岔整修隊和綜合機修車間分別組建了一個打磨修理工班，工班的日常打磨修理作業在線路科鋼軌修理管理組的統一安排和部署下實施。

3 廓形修理的組織實施情況

3.1 引進新型廓形打磨機械和廓形檢查、檢測設備

為了提高勞動生產率和打磨修理的作業質量，根據鋼軌廓形修理需求，我段積極與廠家溝通協商，成功引進新型多功能垂直打磨機4臺、鋼軌波紋打磨機2臺、數控鋼軌精磨機2臺。同時，為了精確測量鋼軌廓形，實時為打磨修理作業方案提供依據，我們還及時購買了新式廓形尺和鋼軌軌頭全斷面檢測儀，為韓原線鋼軌的全方位打磨修理和檢查（測）提供強有力的硬件支持。

3.2 邀請專業技術人員為打磨修理組人員培訓

引進新型打磨機械設備和鋼軌軌頭全斷面檢測儀后，我段先后分別邀請燕紅達鐵路設備有限公司和山西普煜科貿有限公司專業技術人員，從理論和實做2個方面對管理組和修理工班人員進行了全面的培訓和現場指導，讓所有成員系統地了解和認識廓形修理的相關內容，為鋼軌修理提供了有效的技術支持。

3.3 工作量的精細調查

鋼軌的廓形修復性打磨必須有詳細且準確的工作量調查。為此，在打磨修理實施前，線路科鋼軌管理組及時組織工班負責人，利用鋼軌磨耗檢查尺和鋼軌軌頭全斷面檢測儀全面調查現場鋼軌擦傷、磨損、肥邊等情況，并詳細登記每一處擦傷，為其拍照，并將擦傷深度標注在對應的軌腰位置。另外，每隔20 m測量一下鋼軌軌頭全斷面廓形，以準確掌握病害情況。經調查，該段線路主要病害有以下3點。

3.3.1 鋼軌頂面擦傷

檢查統計發現，韓原線上行k158+200～k158+900間頂面擦傷共計42處，其中，擦傷深度1 mm及以下23處，深度1～2 mm間19處；下行k158+150～k158+300間擦傷共計17處，其中，擦傷深度1 mm及以下1處，1～2 mm間16處。圖1、圖2分別為韓原線上行k158+675處右股鋼軌擦傷照片和軌頭全斷面廓形，擦傷深度1.92 mm，長度40 mm。

3.3.2 垂直磨耗

自韓原線開通運營后，一直未組織進行鋼軌大機打磨修理，軌頂普遍存在0.8～1.1 mm的垂直磨耗。圖2為韓原線上行k158+675處右股鋼軌軌頭全斷面圖，該處垂直磨耗達1.08 mm。

3.3.3 肥邊

該段為曲線地段，經過列車碾壓，該段鋼軌工作邊普遍有1～1.5 mm的肥邊。圖2為韓原線上行k158+675處右股鋼軌軌頭全斷面圖，該處工作邊肥邊達1.6 mm。

3.4 制訂詳細的打磨修理作業方案

3.4.1 選擇合理的打磨機械搭配模式

廓形精細化修理一般需要垂直打磨機、波紋打磨機和數控精磨機組合使用。因為垂直打磨機、波紋打磨機、數控精磨機3臺機械的打磨功率、打磨覆蓋范圍、打磨精度有所不同，所以，每次打磨修理應根據現場鋼軌傷損情況的不同，選擇不同的機械搭配模式。鑒于韓原線軌頂擦傷病害突出的實際情況，經過分析研究，鋼軌打磨修理組選擇了“4+2+2”的組合搭配模式，即“4臺多功能垂直打磨機+2臺鋼軌波紋打磨機+2臺數控鋼軌精磨機”模式。垂直打磨機主要打磨修理軌頭-30°～40°范圍；波紋打磨機主要打磨修理鋼軌軌頭0°～25°范圍；數控精磨機因為內置鋼軌軌面打磨程序，預設軌面打磨曲線，并在1 m范圍內有一個從0—0.2—0的平滑過渡，所以，數控精磨機用于配合垂直打磨機和波紋打磨機對軌頭-60°～60°范圍進行精細打磨修理。

3.4.2 據使用打磨機臺數選擇作業單元

如果打磨修理范圍比較大，為了確保進度和質量，作業前，應根據使用打磨機械的多少（臺數），劃定合理的作業單元（一般在70～150 m之間）。在韓原線打磨的過程中，鑒于組織的機械比較多，確定每一個打磨單元為120 m。另外，韓原線圖定天窗為5：20—7：20，大部分作業時間在夜間，為了確保打磨修理均勻，在劃定范圍的兩端設置了爆閃燈，防止每個往返打磨的開始和結束節點不準引發的次生病害， 進而確保不同作業單元之間的有效銜接。

3.4.3 選擇打磨起始角度和角度調整范圍

通過對韓原線k158～k159既有鋼軌廓形的測量分析，可以直觀了解軌頭每個角度需打磨修理的深度。因此，工作人員在打磨時，垂直打磨機從軌頭-30°開始打磨修理，數控精磨機從軌頭-60°開始，每打磨修理完成一個往返。以上2個打磨機的打磨角度各調整2°，波磨機從軌頭的0°開始打磨修理，每打磨修理完成一個往返，調整1°。

3.4.4 利用工具隨時檢查（測）廓形

在整個打磨修理過程中，每個打磨修理工班帶班人攜帶一把廓形尺，隨時檢查打磨修理效果。另外，針對每次打磨修理作業，由線路科鋼軌管理小組指派一名檢測人員，在打磨修理單元范圍內選擇一個檢測點，利用鋼軌全斷面檢測儀在每一個打磨往返完成通過后，及時檢測鋼軌軌頭廓形，并與標準廓形圖和原始廓形圖或上一次檢測廓形圖對比分析，以求直觀掌握和了解打磨修理的作業質量和進度，為下一輪打磨修理方案的制訂提供依據。

3.4.5 油刷

每個打磨修理天窗完成后，油刷打磨修理地段軌頭選點，通過觀察光帶進一步檢查修理質量。為了直觀地觀察打磨修理后的軌面光帶，每一個修理天窗點結束設備開通前，組織下官院車間在打磨地段起點和終點，以及中間每隔20 m處，用自噴漆（白色）在鋼軌軌面噴印1個15～20 cm的色帶，便于在列車碾壓24 h后通過觀察光帶進一步檢查和確認打磨修理質量。

4 打磨修理過程管理措施

4.1 全面普及“廓形修理”的思想

傳統的打磨修理作業只是針對病害進行局部打磨，實際上只完成了“打磨”，根本談不上是“修理”。這種粗放的作業方法往往不能從根本上解決問題，也很難做好順坡，甚至會造成次生病害。這在120 km/h及以下線路中表現得不太明顯，但是，對于160 km/h的線路來說，是非常明顯的。所以，從打磨修理的第一個天窗點開始，就不斷在打磨修理作業人員中普及“廓形修理”的理念。另外，在打磨修理過程中，要引導打磨作業人員識讀軌頭全斷面廓形圖，通過對比廓形圖和光帶等讓他們認識到鋼軌廓形修理的重要性和必要性。

4.2 嚴格打磨修理作業標準

在整個打磨修理過程中，每2個人為1組，負責1臺打磨機，打磨操作人員始終站在機器的操作邊，且右手要一直抓住砂輪盤，隨時掌握打磨下刀深度。打磨起步時，先啟動打磨機，下砂輪時，第一刀速度一定要緩慢，避免因為下刀太深擦傷鋼軌。打磨結束時，要緩慢轉動砂輪盤，調起砂輪。

4.3 明確專人管理打磨機械

在每個打磨工班，指定一名人員每天打磨結束返回車間后負責全面檢查和保養打磨機具，同時，根據實際情況加油、更換砂輪，確保次日打磨工作能夠正常進行。

5 取得的效果

5.1 消除病害的同時恢復鋼軌廓形

通過對韓原線k158～k159段擦傷鋼軌的修復性打磨修理，該段線路既有擦傷、垂磨和肥邊等病害得到了有效處理，鋼軌軌頭廓形得到了有效恢復，光帶得到了有效調整。圖3為修理前后軌頭廓形對比情況。

5.2 節省了線路維修成本

由工作量調查結果可知，上下行鋼軌軌面擦傷深度>1 mm的多達35處。根據《鐵路線路修理規則》第3.4.3條鋼軌輕傷和重傷標準來看，雖然這35處按照目前列車運行120 km/h允許速度來看沒有達到重傷標準，但是，列車提速160 km/h運行后，這35處就達到了重傷標準。如果對達到重傷標準的地段進行換軌焊聯，至少需要新配25 m標準鋼軌10根，僅材料費就達7.05萬余元。由此可見，經過此次打磨修理，在消除鋼軌病害的同時大大節省了維修成本。

5.3 改變了以往的打磨修理理念

鋼軌廓形修理的提出和實施并取得成功，讓干部職工對鋼軌修理工作有了更深入的認識和理解。過去，車間和班組組織的修理作業主要打磨焊縫和肥邊，都是針對具體病害進行的局部修理。這樣的打磨修理往往是勞而無功，治標不治本。而廓形修理旨在修復鋼軌軌頭廓形，有效改善輪軌匹配關系，使鋼軌受力均勻、居中，進而從根本上預防滾動接觸疲勞、波浪（波紋）磨耗等病害的產生和進一步發展。

5.4 為段培養了一批新型鋼軌修理人才

為了進一步適應鋼軌廓形修復的需要，針對我段所屬車間和班長打磨修理技術薄弱的實際情況，在鋼軌打磨修理管理組成立伊始，段主要領導就提出明確要求，必須通過此次韓原線廓形修理工作，為段培養一批新型鋼軌修理和管理人才。為此，我段從一開始就邀請廠家專業技術人員從各個打磨機的工作原理、操作規程、維修保養等方面為所有參加修理的人員進行系統的培訓。另外，在修理期間，我段再次邀請廠家專業技術人員一同參加天窗工作，累計對5個天窗點進行了全過程跟班指導，讓管理組和修理工班所有人員都熟悉掌握了廓形修理技術，從而為我段今后的鋼軌打磨修理和管理奠定良好的基礎。

6 結束語

從此次韓原線擦傷地段打磨修理所取得的效果來看，改變傳統的打磨修理方法，樹立“廓形修復”新理念，落實“以鋼軌廓形修復為原則，以改善輪軌關系為目的”的打磨修理是非常必要的，這也是我段各車間迫切需要加強和推進的工作之一。鋼軌管理組將在下一步的修理作業和管理過程中不斷總結教訓，積累經驗，進一步提升廓形修理水平。

〔編輯：白潔〕