鋼軌行車鋼軌起重軌工程建筑鐵路軌
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用途應用
折疊鋼軌傷損
鋼軌傷損是指鋼軌在使用過程中,發生折斷、裂紋及其它影響和限制鋼軌使用性能的傷損。
為便于統計和分析鋼軌傷損,需對鋼軌傷損進行分類。根據傷損在鋼軌斷面上的位置、傷損外貌及傷損原因等分為九類32種傷損,用兩位數編號分類,十位數表示傷損的部位和狀態,個位數表示造成傷損的原因。鋼軌傷損分類具體內容可見"鐵道工務技術手冊(軌道)"。
鋼軌折斷是指有下列情況之一者:鋼軌全截面至少斷成兩部分;裂縫已經貫通整個軌頭截面或軌底截面;鋼軌頂面上有長大于50mm、深大于10mm的掉塊。鋼軌折斷直接威脅行車安全,應及時更換。鋼軌裂紋是指除鋼軌折斷之外,鋼軌部分材料發生分離,形成裂紋。
鋼軌傷損種類很多,常見的有磨耗、剝離及軌頭核傷、軌腰螺栓孔裂紋等。下面介紹幾種常見的鋼軌傷損情況。
折疊鋼軌磨耗
鋼軌磨耗主要是指小半徑曲線上鋼軌的側面磨耗和波浪磨耗。至于垂直磨耗一般情況下是正常的,隨著軸重和通過總重的增加而增大。軌道幾何形位設置不當,會使垂直磨耗速率加快,這是要防止的,可通過調整軌道幾何尺寸解決。
(1)側面磨耗
側面磨耗發生在小半徑曲線的外股鋼軌上,是現在曲線上傷損的主要類型之一。列車在曲線上運行時,輪軌的磨擦與滑動是造成外軌側磨的根本原因。列車通過小半徑曲線時,通常會出現輪軌兩點接觸的情況,這時發生的側磨。側磨的大小可用導身力與沖擊角的乘積,即磨耗因子來表示。改善列車通過曲線的條件,如采用磨耗型車輪踏面,采用徑向轉向架等會降低側磨的速率。
從工務角度來講,應改善鋼軌材質,采用耐磨軌,例如高硬稀土軌其耐磨性是普通軌的2倍左右,淬火軌為1倍以上。
加強養護維修,設置合適的軌距、外軌超高及軌底坡,增加線路的彈性,在鋼軌側面涂油等,都可以減小側面磨耗的效果。
(2)波浪形磨耗
波浪形磨耗是指鋼軌頂面上出現的波浪狀不均勻磨耗,實質上是波浪形壓潰。波磨會引起很高的輪軌動力作用,加速機車車輛及軌道部件的損壞,增加養護維修費用;此外列車的劇烈振動,會使旅客不適,嚴重時還會威脅到行車安全;波磨也是噪音的來源。我國一些貨運干線上,出現了嚴重的波磨。其發展速度比側磨還快,成為換軌的主要原因。
波磨可以其波長分為短波(或稱波紋)和長波(或稱波浪)兩種。波紋為波長約50~100mm,波幅0.1~0.4mm的周期性不平順;長波為波長100mm以上,3000mm以下,波幅2mm以內的周期性不平順。
波磨主要出現在重載運輸線上,尤其是運煤運礦線上特別嚴重,在高速高客運線上也有不同程度的發生,城市地鐵上也較普遍。列車速度較高的鐵路上,主要發生波紋磨耗,且主要出現在直線和制動地段。在車速較低的重載運輸線上主要發波浪磨耗,且一般出現在曲線地段。影響鋼軌波磨發展的因素很多,涉及到鋼軌材質、線路及機車輛條件等多個方面。世界各國都在致力于鋼軌波形磨耗成因理論研究。關于波磨成因的理論有數十種,大致可分為兩類:動力類成因理論和非動力類成因理論。總的來說,動力作用是鋼軌波磨形成的外因,鋼軌材質性能是波磨的內因。事實上單靠某一方面的分析來概括鋼軌波磨的所有成因是相當困難的,而必須把車輛和軌道作為一個系統,研究多種振動形成,從整體上進行多方面、多學科的研究,才能把握波磨成因的全貌。
折疊鋼軌類型
鋼軌的類型是以每米長的鋼軌質量千克數表示的。我國鐵路上使用的鋼軌有75kg/m、60kg/m、50kg/m,43kg/m和38kg/m等幾種。
鋼軌的斷面形狀采用具有抗彎性能的工字形斷面,有軌頭、軌腰以及軌底三部分組成。為使鋼軌更好地承受來自各方面的力,保證必要強度條件,鋼軌應有足夠的高度,其頭部和底部應有足夠的面積和高度、腰部和底部不宜太薄。
以上各種類型鋼軌中,38kg/m鋼軌現已停止生產,60kg/m、50kg/m鋼軌在主要干線上鋪設,站線及專用線一般鋪設43kg/m鋼軌。對于重載鐵路和特別繁忙區段鐵路,則鋪設75kg/m鋼軌。
此外,為了適應道岔、特大橋和無縫線路等結構的需要,我國鐵路還采用了特種斷面(與中軸線不對稱工字型)鋼軌。現采用較多的為矮特種斷面鋼軌,簡稱AT軌。
折疊鋼軌長度
我國鋼軌的標準長度為12.5m和25.0m兩種。特重型、重型軌采用25.0m的標準長度鋼軌,其他類型軌道可采用12.5m25.0m標準長度鋼軌。
《250km/h 客運專線60kg/m鋼軌暫行技術條件》規定,250km/h 客運專線(兼顧貨運)鋼軌標準軌定尺長度為100m。
曲線縮短軌長度有比12.5m標準軌短 40、80、120mm 的三種,有比25.0m標準軌短40、80、160mm的三種。