地鐵軌道養護中打磨技術的應用

甘霖

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，近些年城市人口越來越多，給本就擁擠的城市交通帶來了更大的壓力。為了緩解交通壓力，各大城市都逐步開始修建地鐵，地鐵運行過程雖然客運量比較大，但是軌道經過一段時間使用之后卻容易出現各種損傷，包括磨耗和磨損等，若不及時采取措施可能會引發安全事故，如果頻繁更換軌道造價又太高，而且也無法從根本上解決軌道磨損問題。在此背景下軌道養護打磨技術應運而生，通過對該項技術的合理運用，不僅有效緩解了地鐵軌道的損耗，同時還避免了軌道運行事故的發生。本文就地鐵軌道養護打磨技術應用的必要性和具體應用做出了簡要闡述。

關鍵詞：地鐵軌道;養護;打磨技術;應用

1 地鐵軌道打磨技術應用的必要性

鋼軌打磨技術對地鐵車輛的實際運行效率和運行質量都具有很大的影響，和地鐵運行安全性也關系緊密，下面就地鐵軌道打磨技術應用的必要性進行分析：

1.1 新建地鐵軌道打磨的必要性

對新建地鐵軌道實施打磨處理可以很好地修正鋼軌的施工誤差和制造公差，改善車輪和軌道之間的接觸。我國目前大多數地鐵工程都采取掛枕架軌法施工的整體道床方式，雖然每節鐵墊板都加工了軌底坡，可是因為每個軌枕都是相對獨立的，再加上軌枕長度比較短，軌枕制造公差及施工支撐變形等因素的影響，很難保證軌底坡最終竣工質量。《地下鐵道工程施工及驗收規范》中對地鐵工程軌底坡的誤差范圍做出了明確規定，施工中必須將軌底坡的誤差控制在1/50～1/30范圍之內，對應的傾斜角度控制在1°8'45"～1°54'33"之間。實際養護打磨過程中，工作人員應該結合車輪對踏面錐度選擇恰當的打磨方式和適當功率和偏轉角度的磨頭，盡可能減小甚至消除施工誤差，促使鋼軌傾斜度達到一個相對不變的狀態，從而實現改善輪軌接觸的效果。

對新建地鐵鋼軌實施打磨處理體現出非常多的優勢，首先，大大縮短了輪軌磨合時間，從而在一定程度上延長鋼軌的實際使用年限。其次，經過打磨處理的鋼軌軌跡吻合度得到了顯著提升，鋼軌光帶也更加穩定，同時還增強了鋼軌磨損過程的均勻度。再次，打磨處理可以有效去除新鋼軌軌面上的腐蝕痕跡和毛刺，使鋼軌表面更加光潔，進一步使輪軌和新軌軌面之間更加協調。另外，打磨處理之后的鋼軌在地鐵運行過程中有效降低了噪音，同時提高了乘客的乘車舒適度，很好地展現了軌道面的自身性能優勢。

1.2 既有地鐵軌道打磨的必要性

地鐵軌道經過長時間使用之后，難免會出現掉塊、使剝落、擦傷或者是飛邊等質量缺陷的出現，特別是那些曲線地段更容易發生程度較為嚴重的波磨。我國目前絕大多數地鐵都采取ATO運行模式，車輛類型也較為單一，軸重和統一區段的車速也都一樣，行車頻率非常高，這就使鋼軌反復受到同樣的作用力，鋼軌一旦發生某種質量問題往往會在很短時間內就迅速發展擴大，波磨地段體現得尤為明顯。地鐵車輛行駛過程中頻繁顛簸也會對隧道道床和鋼軌扣件造成嚴重的磨損。

根據以往經驗總結，既有地鐵鋼軌在使用一段時間之后都會出現一定程度的疲勞損傷和磨耗現象，主要病害體現在以下幾個方面：首先，鋼軌滑動和波磨病害，這就導致列車在經過此路段的時候會產生更大的振動和噪音，不僅影響乘客的乘車舒適度，而且還會給周邊居民造成一定的影響[1]。其次，接觸性疲勞損傷屬于地鐵鋼軌的一種物質轉化，不僅硬化表面層加深，而且表面還會出現魚鱗損傷和裂縫病害，甚至還有可能引發鋼軌發生斷裂。再次，鋼軌表面如果出現鐵銹或者其他污染，都會對輪軌接觸造成一定的不良影響，同時也會影響列車運行過程信號系統的安全性。通過打磨處理可以消除鋼軌上的腐蝕和其他污染，在保證地鐵安全運行的同時，還延長了軌道線路的使用壽命。

2 地鐵軌道養護中打磨技術的應用

2.1 預防性打磨

預防性打磨是針對新鋪鋼軌的一種養護打磨方式，其主要目的是消除鋼軌表面的脫碳層，因為該層物質會影響鋼軌機械性能的發揮，而且還會降低鋼軌硬度，抗疲勞性和耐磨性。通過預防性打磨操作能夠很好地消除鋼軌在生產、運輸和施工等多個環節中殘留的一些表面質量缺陷，改善鋼軌焊接接頭的平順性。無論是新建軌道還是擴建軌道，在使用之前就需要進行打磨處理，如果因為一些特殊原因沒有對新鋼軌實施打磨處理，在使用6個月之內還需要再次安排補打。曲線地段由于外軌和內軌長度存在差異，所以更加容易引發波磨問題，所以施工人員應該重點對該路段實施定期打磨，最大程度避免波磨病害的進一步發展[2]。預防性打磨標準通常是將打磨范圍控制在0.2毫米，在打磨過程中如果發現鋼軌表面存在深度比較小的一些裂紋，養護工作人員則應該按照0.05到0.075毫米的控制標準實施打磨，對打磨深度進行嚴格把控。針對鋼軌外軌邊緣和內軌外側打磨標準應該按照0.15毫米的控制標準。

2.2 焊接后粗磨

粗磨是指針對鋼軌焊接之后焊頭表面的焊瘤進行打磨處理，打磨范圍主要包括軌腰、軌頭和其兩側的踏面以及軌底。粗磨操作通常情況下多采用手持式砂輪機，需要注意的是，打磨過程中砂輪機一定要沿著鋼軌長度方向移動，切不可橫

向打磨，鋼軌和砂輪之間的接觸壓力也不能太大，打磨結束之后鋼軌表面不可出現發黑和發藍現象[3]。除此之外，粗打磨主要是對焊瘤余量的打磨，盡量保留焊頭母材，具體打磨范圍應該控制在35毫米以上。要求打磨之后的焊頭輪廓圓順無尖角和凸凹坑，打磨面光潔平整。

2.3 修復性打磨

這種打磨主要是針對已經出現病害的鋼軌，通過修復性打磨可以對軌頭的輪廓形狀起到一定的修正作用，消除波紋、滾動接觸疲勞和擦傷等各類病害。針對半徑比較小的曲線波磨路段，可以通過修復性打磨修復鋼軌，但是該打磨方式實際操作過程會使鋼軌出現較大的磨損量，可以說就是通過磨削鋼軌來實現對鋼軌的修復性打磨。所以在打磨曲線路段鋼軌的時候一定要嚴格把控好具體打磨量。打磨力度太小起不到很好的修復作用，而打磨力度太大又會對鋼軌造成嚴重的磨損，影響鋼軌的使用年限。這就要求對粗打磨參數進行嚴格控制，工作人員最好是借助CI指數對波磨的具體程度做出準確的判斷，在此基礎之上合理控制具體打磨量[4]。將波磨的長度、深度、鋼軌區段長度和區段抑制次數分別確定為L/D/S/N，然后利用CI指數計算公式便可以得出鋼軌實際需要的打磨量和修復程度，而且確保在實際打磨過程中不會對鋼軌造成太大的影響。如果進一步縮小CI，就需要增加鋼軌的打磨量，如此一來就會嚴重影響鋼軌的實際使用壽命，這也正是250毫米以內的波浪型磨耗波長可以簡單消除的原因，若波深在0.8毫米以上會大大增加消除難度，此時應該將打磨深度控制在0.1毫米到0.3毫米之間。

3 結束語

總而言之，在地鐵軌道養護工作中采取恰當的打磨技術，可以很好地改善輪軌之間的關系，降低軌道維護成本，降低車輛運行振動和噪音，優化地鐵車輛行駛條件。過去只有在鋼軌出現波形磨耗的時候才用到打磨技術，近些年其已經成為一種常見的軌道養護技術。由于該項技術在我國的發展時間不長，所以還不夠成熟，需要相關人員進一步深入研究，不斷提高打磨養護質量，促使軌道行業的可持續發展。

參考文獻：

[1]彭峰.地鐵軌道鋪設施工方法與質量控制[J].低碳世界，2020，10（5）：142-143.

[2]陳曉偉.地鐵軌道結構大修周期及施工關鍵技術的研究[J].價值工程，2017，36（21）：116-118.

[3]汪洋.軌道交通高性能吸音板的優化與生產工藝研究[D].廣西科技大學，2015.

[4]徐代祥.分析在地鐵軌道設備養修中軌檢車的應用[J].城市地理，2015（8）：232.