钢轨防断工作问题分析与对策研究

随着高速铁路和重载铁路的迅速发展,钢轨承受的荷载趋于复杂,尽管铁路在钢轨防断管理方面做了大量工作,但钢轨的伤损数量和伤损类型明显增多,断轨事故和故障屡屡发生,给行车安全造成一定威胁。特别是随着高铁运营时间的延长和运营里程的不断增加,高铁防断轨的需求更加紧迫。通过对钢轨防断工作存在问题的阐述和分析,从加强高铁防断安全管理、钢轨的使用管理、探伤专业技术管理、探伤队伍建设、探伤车的管理和使用等方面提出强化防断轨工作的建议和对策。     

大秦铁路75kg/m钢轨伤损变化及影响因素研究

研究目的:在大秦重载线多数货车轴重23～25 t情况下,2014年钢轨强度等级从980 MPa提高到1 280 MPa,2005年～2007年加强了钢轨内在质量和焊接控制、采用加强型弹条、热塑性弹性体垫板等技术加强了轨道结构,2011年后进行了预防性打磨。这些综合技术使钢轨伤损率发生极大变化,本文试图通过2006年、2010年和2016年三个时间节点钢轨伤损率统计分析,获得钢轨伤损类型和伤损率变化及其影响因素,为钢轨使用和管理部门进行大秦重载线伤损率控制及选用合适的钢轨强度等级提供依据。研究结论:(1) 980 MPa级的钢轨伤损率低于1 080 MPa和1 280 MPa级钢轨伤损率,累计通过总重17亿吨,980 MPa级钢轨伤损率比1 280 MPa级钢轨伤损率降低约17%;(2) 2016年钢轨焊接伤损率比2006年减少了9%;(3)钢轨内在质量和焊接质量提高、轨道结构加强综合技术作用下,累计通过总重10亿吨伤损率降低约65%;(4)采用钢轨预防性打磨技术,累计通过总重10亿吨钢轨伤损率降低约20%;(5)本研究成果可为钢轨使用和管理部门选用钢轨及维修决策提供依据。     

大秦重载铁路75kg/m钢轨伤损特点及规律

研究目的:为获得钢轨伤损类型、伤损沿钢轨横截面分布、钢轨伤损随月份(季节)分布规律、钢轨每公里重伤量与累计通过总重变化规律,本文利用太原局提供的大秦重载线2011年至2016年钢轨伤损台账及车站里程图,将线路分为线路区间和站区,进行钢轨自上道至下道完整使用周期内伤损统计分析。研究结论:(1)包含站区与不含站区钢轨伤损类型及其所占总伤损的百分比相差不大;(2)钢轨伤损主要是焊接伤损、核伤、擦伤和孔裂伤损,重车线钢轨伤损主要是焊接伤损;(3)钢轨伤损主要发生在轨底和轨头,轨腰伤损占比不足14%;(4)钢轨重伤量随月份变化,冬季12月～2月份钢轨重伤量是夏季6月～8月份钢轨重伤量的2.1倍;(5)钢轨上道初期伤损主要表现为冶金和焊接质量伤损,中后期表现为疲劳伤损,无论是母材还是焊接或者是总钢轨月度重伤量,都随累计通过总重呈波浪形波动;(6)无论是母材还是焊接或者是总钢轨累计每公里重伤量,都与累计通过总重呈二次函数关系,钢轨累计重伤量随累计通过总重呈二次函数关系上升,但不存在"突变点";(7)月钢轨重伤量高点变化决定累计钢轨重伤量与累计通过总重关系变化趋势;(8)本研究结果可为钢轨使用和管理部门进行伤损检查、维修决策提供决策依据,为制定重载铁路钢轨换轨周期奠定基础。     

低温下铁路钢轨抗脆断设计方法分析

研究目的:随着青藏铁路的开通,钢轨钢材在低温下安全性能研究的重要性随之凸现出来.为了防止钢轨钢材在低温条件下发生脆性断裂,提出一种实用的钢轨钢材低温下防断设计方法具有重要的现实意义.研究结论:钢轨钢材在低温下属于较为典型的脆性断裂,低温防断设计方法是以试验测量得到的平面应变断裂韧度KIC作为安全分析判据;从工程实际出发,进行低温下钢轨的抗断设计,得出钢轨常见裂纹的容许裂纹上限值aC,为钢轨的伤损检测提供了依据.     

大秦万吨列车通道钢轨伤损发展分析及对策

分析大秦线及与其相关连的北同蒲线钢轨伤损的快速发展趋势,以及各类伤损情况和产生的原因,提出在伤损严重地段进行换轨大修的建议;根据伤损情况分析,明确适应重载运输条件下的探伤周期,并提出加强管理、提高设备维修养护质量、减少钢轨伤损及故障应急处理能力的对策和建议.     

高速铁路钢轨隐伤的特性及现场检查监测方法

由于高速铁路具有列车运行速度快、轴重轻、线路平顺性好等特点,其引起的钢轨垂直磨耗和水平磨耗均较小,因而钢轨与轮对相互作用产生的钢轨滚动接触疲劳伤损成为目前高速铁路钢轨主要的伤损形式,突出表现为隐伤,且目前的探伤手段很难发现,严重威胁行车安全。本文以京沪高速铁路蚌埠工务段管内钢轨伤损为例,总结分析了近年来隐伤发展规律。现场通过人工目视法结合小型测厚仪检查光带异常的方法来弥补大型探伤车与人工探伤仪器对钢轨隐伤存在探伤盲区的不足。本文总结的经验可为高速铁路钢轨静态检查和钢轨防断措施提供参考。     

重载铁路钢轨伤损原因探析与预防措施

随着神华铁路运量的大幅提升,钢轨病害增多,疲劳伤损程度加重,换轨周期缩短,运营成本增加,严重影响了企业的运输安全。通过对重载铁路常见的钢轨伤损分析,提出延长重载铁路钢轨使用寿命的综合技术措施。     

北美重载铁路钢轨技术及发展趋势

从北美铁路钢轨标准、钢轨的选用及使用寿命、美国交通运输技术中心及试验场钢轨试验、钢轨焊接和伤损修复技术、钢轨养护维修技术、换轨周期等方面,介绍北美重载铁路钢轨技术。通过标准的变化、钢轨技术的变化和钢轨寿命的延长,分析北美重载铁路钢轨技术发展趋势。在对比分析我国与北美重载铁路钢轨技术的基础上,提出我国重载铁路钢轨技术发展建议。     

铁路道岔钢轨激光纳米表面强化技术的研究

针对铁路道岔的伤损情况,分析道岔钢轨伤损失效原因。研究钢轨表面强化处理技术,研制个性化纳米级材料,采用激光对钢轨表面进行强化,实现了道岔钢轨使用寿命、表面硬度及耐磨性的提高,该技术适用于各类轨件,可为重载线路道岔钢轨寿命延长提供新手段。     

钢轨探伤车检出可疑伤损的综合分析方法

钢轨探伤车超声检测发现B型图异常后,依据伤损形态和走势下发一级、二级、三级报警,目前的伤损报警等级判定只针对B型图伤损波形,未考虑伤损危害性。朔黄铁路重载综合检测车包括轨道检测、轨道巡检、钢轨波磨、断面磨耗、路基道床检测及钢轨探伤等功能,可同步提供工务各专业数据。对钢轨可疑伤损分析评定时,结合线路技术状况,综合应用钢轨波磨、断面磨耗、轨道巡检、轨道几何、路基道床检测等数据,多专业、全方位综合分析伤损的严重程度和危害性,同时分析钢轨伤损成因,形成一套成熟的综合分析方法,在实际应用中取得良好效果。     

延长大秦重载铁路钢轨使用寿命措施的研究

对大秦重载铁路钢轨伤损的调查和分析表明,钢轨及焊接接头伤损加大了线路养护和维修工作量,缩短了钢轨大修换轨周期。提出设置欠超高、科学润滑、采用热处理轨、提高轨道弹性、改善轨道平顺性、提高钢轨强韧性和纯净性、采用焊后热处理、研制新钢种、提高钢轨性能、采用新型热塑性弹性体垫板、加强钢轨打磨、及时治理钢轨不平顺和接触疲劳伤损等延长钢轨使用寿命的技术措施,现场应用效果良好。     

基于双谱的重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统

针对重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统采集的声发射信号有较强背景噪声的现状,给出了一种基于双谱的声发射信号表征及特征提取方法,利用双谱能有效抑制高斯噪声的特性成功实现背景噪声抑制。试验数据、现场数据都验证了双谱能实现道岔区背景噪声的抑制。重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统在大秦重载铁路迁安北站18~#道岔试用期间成功捕捉到轨顶掉块伴生的声发射信号。     

大秦线运量逐年递增情况下的钢轨伤损分析及对策

大秦重载铁路运量增加及速度的提高、钢轨焊接工艺不良、线路维修周期得不到满足是造成重伤钢轨大量发生的主要原因。伤损主要表现为曲线上股侧磨、曲线下股剥离掉块、压溃、钢轨核伤。强化设备维修、定期打磨是当前有效降低钢轨伤损的主要手段。     

神朔铁路重载道岔病害成因分析及整治措施

道岔区病害形式多种多样,重载铁路由于其大轴重、高密度和大运量的性质,道岔部件的伤损更为严重,因而其平均使用寿命要短于普通线路相同型号的道岔。通过对神朔重载铁路现场调研,发现重载铁路道岔常见的几种病害有尖轨与基本轨不密贴,轨距、水平超限,钢轨剥离掉块,钢轨疲劳裂纹,扣件及轨枕伤损等。通过道岔病害产生机理分析,提出定期检测、更换和调整部件、定期打磨钢轨等一系列整治措施,并对重载道岔养护维修方式提出建议。     

大秦铁路道岔疲劳伤损病害整治及打磨周期的探讨

通过对典型重载通道道岔的观测,对特定重载铁路钢轨病害如接头轨端冒沿、鱼鳞伤、钢轨侧磨、肥边等随时间推移的发展变化进行了重点统计分析,掌握设备伤损变化规律,同时对此类道岔的钢轨打磨周期给予初步提出,促进科学维修养护研究。     

采用250m长轨条单侧更换曲线磨耗轨施工探讨

铁路提速、重载，加剧了曲线钢轨的伤损和磨耗超限，缩短了钢轨的使用寿命。本文介绍了在超长无线路地段以250m长轨条更换曲线磨耗轨并同时焊接，降低了成本延长钢轨的使用寿命，增加了旅客列车的舒适度。     

通霍铁路钢轨廓形打磨效果分析

随着重载铁路高速发展,钢轨磨耗快、疲劳伤损增加等问题严重困扰铁路工务部门。为解决通霍铁路钢轨磨耗、伤损发展、焊缝低塌等问题,针对通霍铁路货车、客车、机车车轮踏面及钢轨廓形情况,设计适合通霍铁路的钢轨廓形,根据个性化设计的钢轨廓形对通霍铁路廓形进行修正,有针对性地解决钢轨疲劳伤损及焊缝低塌等问题,并基于CONTACT数值计算程序对打磨前后轮轨接触情况进行分析。结果表明,通过廓形打磨可改善轮轨接触关系,降低钢轨磨耗速率,有效控制钢轨病害的产生和发展,延长钢轨使用寿命,降低维护成本。     

中国重载铁路轨下垫板的探讨

目前中国重载铁路轨下垫板均采用橡胶垫板,在大轴重、高密度长大重载列车的作用下,垫板伤损严重,失效加快,直接影响钢轨的使用寿命。指出了轨下垫板存在的问题,分析了轨下垫板伤损、失效的原因,介绍了热塑性弹性体轨下垫板,探讨了重载铁路轨下垫板发展的方向,并提出建议。     

神朔铁路钢轨使用寿命研究

神朔铁路是我国西煤东运的重要通道之一,为国家Ⅰ级双线电气化重载铁路,重车线铺设U75V和U78Cr V热处理75 kg/m钢轨,空车线主要采用U71Mn和U76Cr热轧60 kg/m钢轨。随着运量的逐年增加,重车线部分区段钢轨已接近或超过维修规范的使用要求。钢轨伤损出现概率呈现明显随机性,伤损类型呈多样化。本文采用威布尔模型,统计分析重车线伤损发展的规律,预测钢轨寿命。结果表明,以每km伤损3~4根钢轨作为失效标准,当直线区段钢轨通过总质量达到13亿~17亿t时,应进行更换。基于神朔铁路分公司线路实际情况和现有的养护维修模式,拟以通过总质量14亿t为参考指标制定钢轨更换维修计划。对曲线区段而言,根据曲线半径的不同制定相应的养护维修标准。     

客货混跑普速铁路钢轨防断工作探讨

自从铁路大面积提速以来,中国铁路广州局集团有限公司京广线、沪昆线等主要干线已由普通无缝线路全部升级为跨区间无缝线路。这些线路均为客货共线运行线路,线路条件复杂,部分线路道床弹性差,小半径曲线多,伤损发展变化快,给钢轨防断工作带来压力。针对客货共线运行普速铁路钢轨防断工作中存在的无缝线路养护水平不高、焊接质量把控不严、探伤标准化作业控制不到位等问题,详细阐述加强源头控制、线路养护、探伤作业标准化等防止钢轨折断工作。建议断轨发生后要"一事一分析",建立线路养修、探伤、焊接综合防断体系,确保运输安全。