線路大修換軌后軌道質量、使用壽命探討

黃祖亮

摘要：鐵路軌道質量與鐵路運輸安全通暢有著密切關系。特別是在鐵路軌道線路大修換軌之后，如果不能夠確保軌道質量，那么就會對鐵路運輸安全通暢帶來嚴重的影響。為此，在文中主要就對鐵路軌道線路大修換軌之后如何確保軌道質量與延長使用壽命進行探討。

關鍵詞：鐵路軌道；軌道質量；鋼軌使用壽命

保障鐵路運輸安全暢通是設備管理部門開展安全生產的服務根本，線路設備作為基礎設備來說其質量狀態直接關系到鐵路的發展速度，其重要性不言而喻。成都鐵路局至2008-2016年以來，路局利用災害復舊和大修資金累計更換新軌3951.93km，平均每年僅更換439.1 km新軌，當前已欠鋼軌大修周期平均量120Km/年，2016年經路局統一調整，截止12月02日大修換新軌量累計達到1026.53 km，2016年全局更換鋼軌1200Km。反映出目前鋼軌的檢養方式方法上急需進一步的思考提高，延長鋼軌使用周期。本文主要以“線路大修換軌后，如何保證軌道質量、延長鋼軌使用壽命”為主題，由鋼軌狀態的影響因素展開討論，結合輪軌關系從鋼軌的廓形管理、線路線型技術參數兩大方面重點進行收集整理，努力拓寬思路、發掘檢修細修，提出相對適宜于操作實施的方案建議。

1相關的現狀及存在的問題

1.1鋼軌廓形管理方面

1.1.1目前我局范圍鋼軌檢養的現狀

（1）鋼軌狀態。目前我局范圍內的鋼軌養護狀態較管理周期質量目標存在一定差距，從現場反映的情況來看，因受限于認知水平和生產能力，鋼軌的預防性打磨、保養性（輪廓性）打磨和校正性（修理性）打磨的貫穿設計、作用連接效果不明顯，各個大修周期的鋼軌都不同程度的出現本可以通過鋼軌修理而延緩的病害現象，在一些地段甚至出現病害影響占主要因素，摻雜其他原因發生的鋼軌折斷影響行車安全的情況。根據調研，在現場抽樣客貨混跑、年通過總重58.1Mtkm/km（2015年數據）、曲線半徑為300m、超高100m（線型技術條件相對不利）大修不到半年的地段（廓形軌、全斷面淬火），已經出現以下具有反映全局的代表性問題：

一是上下股的鋼軌光帶作用面反映出磨耗的不同步，受力不均勻，無明顯的側磨痕跡（不考慮車輪的踏面不規則對鋼軌光帶的的復雜影響，鑒于混跑線路的車輪客觀不足，廓形設計作用面的實際磨耗程度應略小于車輪理想狀態下碾壓理論磨耗的程度）。整體鋼軌在接觸受力下發生自然磨耗為主（鋼軌本身剛度未出現問題，也未變形產生肥邊）。

二是鋼軌頂面開始出現麻面和輕微魚鱗紋。這種情況是鋼軌疲勞導致的材質反映，鋼軌表面疲勞裂紋的增長率受到輪軌間的接觸壓力水平的影響。微小裂紋萌生于壓力頻繁接觸的鋼軌表面，并向鋼軌淺層慢慢地擴展。

三是大修地段與待大修地段的連接焊縫光帶突變明顯，過渡不好，導致機車在通過該處時的走行軌跡相應發生突變，轉向架帶動車輪對焊縫前后一個相對固定的位置形成較大的側向沖擊力，在鋼軌側面形成一定寬度但是不明顯的壓印，一旦發展加劇，存在應力集中的受損風險。

1.1.2鋼軌檢修的任務安排及技術標準設計

目前工務站段層面對鋼軌的檢查項目和方式對于鋼軌的全過程監管存在多處空白，雖然已經意識到了，但在現場實際操作上面仍然比較受限，主要對使用標準和方法理解深入程度不足，導致一些好的理念浮于現狀之上，通過現場調研，主要有以下不足。

（1）鋼軌設備檢查的要求不能滿足全過程監控的實質需要。一是目前絕大多數工務站段對鋼軌的檢查主要項目職責依附在探傷作業過程，基于探傷人員的責任制考核內容和主要質量風險點、周期任務壓力，只能停留在抓傷和出現輕傷之后的傷損系列管理。二是設備管理車間、班組人員的巡檢要求上主要還是針對幾何尺寸、零配件、道床等方面進行強化落實，在這一部分的落實效果上，已經偶爾會出現力不從心的情況，因此在鋼軌的磨耗情況、細微局部的變化上也沒法再進行工作量的加碼。

（2）人工打磨的組織管理水平進步緩慢。一是人工打磨生產組織還存在多樣性，最優化的組織方式不同程度上還有待于進一步摸索。二是對于外包打磨的質量控制存在一定的局限性。一方面是雙方在約定上對質量的相關內容，主要只涉及了在打磨過程中不造成鋼軌傷損，對驗收標準只有頂面和側面兩項平直度要求，在保質期、打磨地段的光帶變化等比較重要的方面缺乏進一步溝通；另一方面車間沒有相對固定的人員對打磨承攬作業隊伍進行質量監控，采取的是所在設備工區綜合自身生產安排配合防護和帶工人員，質量驗收力度較弱，段層面主管科室的抽查組織也比較困難。三是線路工區的零星打磨作業人員的專業水平不能全部適應于打磨質量目標需要，難以避免順坡不足、過度打磨等情況。

1.2線路線型技術標準方面

技術管理缺乏源頭及過程控制，難以保證技術參數的準確及實用性。

1.2.1無縫線路技術管理不到位

一是在大修換軌施工過程中，因技術管理環節不嚴謹，導致新設置的單元軌條與無縫線路技術卡片上的實際單元軌條不一致，技術管理人員又未結合現場實際情況進行修訂，最后導致無縫線路技術卡片存在偏差。二是在日常養護維修過程中，因扣件的松緊隨意，導致一個單元軌條中形成多個應力單元，造成鋼軌的應力管理混亂。三是在處理重傷設備方面，因技術參數收集不到位，現場進行無縫線路應力調整（放散）時，導致鎖溫整治不到位。

1.2.2曲線超高的設置，直接影響鋼軌的使用壽命

為了平衡列車行駛在曲線上所產生的離心力，故在曲線上設置超高。但對于工務部門來說，設置最優的曲線超高不僅為滿足行車安全及舒適度，而且還能延長鋼軌的使用壽命。以曲線半徑400m，線路允許速度80Km/h，曲線超高100mm，緩和曲線長度90m，客貨混跑線路，客車通過該曲線時，線路允許速度可達到80Km/h，該曲線欠超高為88.8mm（《修規》第3.7.1條明確規定“未被平衡欠超高不應大于75mm，困難情況下不應大于90mm……”），因此Hc≤90mm取一個困難條件符合設計要求，該段鋼軌為2014年上道，通過現場觀察，該曲線鋼軌上股無傷損、磨耗。由此可見，最優的超高可以延長鋼軌的使用壽命。endprint

2相關建議措施

2.1相關技術參數方面

在線路大修及日常維修中，專業技術人員必須從生產源頭、生產過程中人手，全面的抓好技術管理。

2.1.1無縫線路技術管理

一是準確掌握無縫線路鎖定軌溫，針對無縫線路鎖定軌溫不準確的地段，由段成立專門的隊伍，采用鎖定軌溫測量儀對單元軌條進行全面的測量，確保鎖溫要準。二是在大修換軌過程中，嚴把過程控制，組織專業技術人員（大修車間及線路車間技術員）相互對換軌過程中的技術資料進行全面復核，重點復核現場焊接質量、應力放散是否按照設計放散到位，每個觀測點嚴格按照位移量控制到位，及時拍照發專業技術管理群，同時線路車間嚴格比照現場的放散資料及時修訂無縫線路技術卡片，并報技術科備案。三是各級生產者應嚴格按照無縫線路管理規定組織生產，減少無用或過分道床、扣件擾動，盡量保持無縫線路穩定性。四是重傷設備開斷除按照要求填寫《無縫線路開斷審批單》外，重點要做好現場技術參數的收集，在收集技術參數時，必須采用照片方式進行收集，并上報相關部門更新技術資料，至少保持到該區段應力調整（放散）完畢。

2.1.2合理設置曲線超高

曲線超高不僅是為了平衡離心力，為旅客提供良好的舒適度，同時合理設置曲線超高可有效的延長鋼軌使用壽命。超高設置的主要因素取決于欠、過超高，而小半徑曲線上未被平衡欠超高越小，旅客舒適度越好（數據證實Hc=60mm時，a≈0.4m/s2，旅客基本上感覺不出，意識不到列車在曲線上運行；Hc=75mm時，a≈0.5m/s2，有感覺，能適應；Hc=90mm時，a≈0.6m/s2，感覺有橫向力，但比較容易克服。因此可見，在小半徑曲線上欠超高按照60mm設置，旅客舒適度較好），但貨車通過時對鋼軌造成的傷損較為嚴重。因此，在日常養護過程中，技術人員應定期對曲線超高進行檢算，在客貨混跑的小半徑曲線上建議欠超高比照60mm設置，這樣以來，不僅保證了旅客的舒適度，而且有效的減少了鋼軌傷損、磨耗。

2.1.3專業技術人才的管理

目前，工務系統，專業技術人員缺乏，專業技術管理工作有待提升及加強，因此，各站段首先應抓好專業技術人才的培養，使技術管理人才明白自己的崗位責任，對待工作崗位做到“可敬、可怕、可畏”；其次建立專業技術干部考核機制，對專業技術干部管理的技術工作、責任范圍定期進行考核驗收，不達標的納人問責處置，促使專業技術干部自覺對自己所管的技術工作定期進行自查，確保技術管理工作的準確性、嚴謹性。

2.2鋼軌修理方面

2.2.1鋼軌大機打磨

（1）根據路局的大機打磨任務安排，提前充分做好現場設備調查，編制科學的任務安排。一是周期性的大機預防打磨必須嚴格執行，如前文提到的現場小半徑曲線，超高設置已是目前技術標準中論證的最優化，但鋼軌已開始出現輕微病害表征，只能依靠預防打磨進行及時修復。二是要做好各區段的優先級次，以備受天窗兌現情況影響縮短作業天窗數的情況造成重點區段未作業。三是在排序依據上參照磨耗與疲勞的對沖關系，按照肥邊一魚鱗一側磨一波磨的順序進行排列，同時考慮區段之間的轉場、運輸等保障作業的連貫性，避免重復掛運現象太多。四是在自身生產能力允許的條件下，提前對大機打磨區段的重點焊縫（平直度、肥邊突出）處所進行打磨。

（2）加強鋼軌打磨的廓形設計科學性和過程控制。一是在迅速明確作業任務后，負責廓形設計的部門要對任務地段的鋼軌狀態、重點線路線型（如曲線超高）、列車運行速度（如大站場兩端的正線曲線）充分調查抽樣，基于鋼軌的廓形現狀、光帶集中情況、疲勞程度做出接近于“一點一案”模式的模板文件，盡量避免“一刀切”的情況。二是設計人員、大機作業人員、工務施工人員在作業前應充分交流，針對不同的打磨機車狀態和設計的打磨量，磨合出最合適的走行速度、砂輪排布角度。三是設備管理單位的配合人員應做到相對固定，除了熟悉相關的安全標準外，要有意識的對平直度進行抽查，尤其是在直曲線過渡段、因傷損插人鋼軌磨耗不匹配焊縫處、打磨車啟停位置結合處更要引起足夠的重視。

（3）做好打磨后一定時期的跟蹤檢查和數據運用。建議至少在運量相同、鋼軌大修同批次、速度相同的一個區段范圍內至少建一個直線和曲線檢測點，除記錄作業前后的數據外、以半年或一年為周期進行觀測、對比、總結，為復雜多樣的線路環境提供更可靠的經驗數據參考。

軌道質量和鋼軌壽命兩者始終是統一變化、相互影響的，因此與其相關的項目基本上涵蓋了工務日常線路生產組織中的各個方面，本文主要根據現場各類因素的影響權重和操作性出發，來圈定的一些項目進行研討并提出一些重點環節要求和一些方法思路及建議。endprint