浅谈地铁钢轨波磨成因及整治

浅谈地铁钢轨波磨成因及整治

  张冬杰

 中铁一局集团新运工程有限公司

摘要：随着地铁建设与运营的快速发展，钢轨波磨问题日益突出，导致了地铁运行噪声增大、维护成本增加、行车安全隐患加剧等问题。钢轨波磨是一个复杂的系统性问题，结构基础、线路线形与减振方式、车辆、运行速度等因素都会导致其产生。因此，在进行波磨整治时，必须结合现场情况制定具有针对性的措施，才能取得一定效果。

关键词：钢轨波磨;地铁;整治

一、钢轨波磨的产生

在地铁快速发展的同时，由于建设速度快，几乎没有运行磨合期，加上大量新型轨道结构和车辆系统的采用，目前出现了严重的钢轨波磨问题。钢轨大范围出现波磨可导致轨道振动增加，车内噪声与振动增加，引起轨道扣件松脱，车辆部件损坏和周围环境振动与噪声增加、超标等问题，影响了地铁的正常运营，形成了行车安全隐患，增加了地铁列车振动及噪声对沿线居民等环境的影响，同时大大增加了轨道和车辆的养护维修工作量和费用。

钢轨波磨的产生是一个非常复杂的系统性问题，涉及到轨道结构（扣件刚度、轨枕间距及形式、减振结构方式等）、轮轨材质匹配、车辆转向架结构与参数、轮缘与钢轨接触面间的摩擦系数、车轮踏面与钢轨轨头几何形状及其匹配程度、轴重大小、线路曲线半径、行车速度、列车制动方式、行车密度和运量的增长速度、轨道/车辆养护维修技术条件等。根据以往相关的研究表明，在上述所有因素中，轨道结构是关键因素之一，包括扣件刚度、轨枕间距和减振结构方式等。

现有研究表明：①钢轨波磨多发生在小半径曲线地段，曲线半径600m以下的曲线均存在不同程度的波磨，且波磨严重程度与曲线半径成反比；②相对于有砟线路，钢轨波磨多发于道床板结地段，尤其是道床板结地段小半径曲线的波磨尤为突出；③曲线下股钢轨易产生波磨；④运营线路经常性制动地段易产生波磨。

二、波磨治理的常见措施

钢轨波磨是世界性难题，目前，国内工务专业也进行了大量的相关研究，但截至目前，仍没有根治的措施，只是研究出了减轻波磨的整治措施。国内其他城市常见的从轨道结构方面进行波磨治理的方法如下：

1. 加强小半径曲线地段的改造，提高轨道框架强度

具体做法包括：①小曲线半径地段铺设高强度耐磨轨（如攀钢PG4轨）；②减少焊缝数量，提高焊头质量，防止因焊缝质量带来的线路病害促使钢轨波磨产生；③对小半径曲线地段采取加强措施，如加装轨撑、轨距杆、地锚拉杆等加强设备。

2. 对出现波磨地段进行综合整治

具体做法包括：①加强对钢轨焊缝的修理与养护；②在曲线出现波磨地段加强设备的日常检查，发现超限几何尺寸及时整治和消灭，保持轨道几何尺寸良好；③正确编制曲线计划正矢，保证缓和曲线内正矢均匀递增/减；④定期对波磨地段进行扣件复紧、设备保养，及时更换缺损部件。

3. 轨顶润滑，调整轮轨之间的摩擦系数

4. 提高轨下的刚度

具体做法包括：①安装防磨护轨（南京地铁、广州地铁均有类似研究或要求）；②减小轨枕间距。

5. 钢轨打磨

通过打磨钢轨轨头廓形与车轮型面相适应以改善轮轨接触情况，该方法见效快。

因每座城市每条线路波磨产生的原因、区域、严重程度、复发周期并不相同，以上方法不能完全套用，需根据实际情况进行选择使用。

三、已采用整治措施

针对某市地铁2号线钢弹簧浮置板道床小半径曲线地段发现钢轨波磨问题。

1. 组织人员进行线路精调

安排维保人员利用天窗点对出现波磨地段及其前后对应区段进行线路精调，确保线路几何尺寸满足运营需要（二级超限范围内），尤其做好曲线正矢控制；保证钢弹簧浮置板道床结构完整，扣件系统结构完整、各零件放置到位、螺栓扭力在设计范围内，并对出现波磨位置的钢轨进行打磨。

2. 定期检查及涂油，提前进行预防性打磨

对于小半径曲线地段的钢轨，根据磨耗情况定期涂油；建议在半径不大于600米的曲线安装固定式钢轨涂油器，并适时调整出油频次和出油量，以减缓曲线钢轨侧面磨耗。经常保持线路排水畅通，必要时在钢轨上涂抹防锈剂。

⑴钢轨侧磨：一是做好日常检修工作，做好曲线超高及圆顺度的检测，按照标准设置超高及正矢。二是做好涂油器定期检查工作，保证出油板出油正常。三是定期做好磨耗监测工作，对磨耗较大地段定期进行预防性打磨。

⑵钢轨波磨：一是做好日常检修工作，做好曲线段轨距、水平、轨向的检测，控制好轨距变化率及线路平顺度。二是定期做好磨耗监测工作，对磨耗较大地段定期进行预防性打磨。

3. 增加刚度垫块，将扣件普通螺母更换为防松螺母，增加钢轨阻尼板

当上述线路精调、定期涂油、预防性打磨钢轨等措施仍然无法切实解决钢轨波磨问题时，对扣件系统进行改造：对垫板进行升级、增加刚度垫块、将扣件普通螺母更换为防松螺母，或可采用增加钢轨阻尼板的形式进行钢轨波磨整治。必要时，更换普通钢轨为阻尼钢轨。

四、结语

经过采取有效措施进行持续整治，某市地铁2号线钢弹簧浮置板道床小半径曲线地段的钢轨波磨问题得到了有效缓解。

钢轨波磨的产生原因非常复杂，需要结合现场情况认

真分析其成因，并根据分析结果确定具有针对性的解决方案，并在该过程中需要持续观测波磨发展情况，定期观测、分析，持续落实并优化波磨整治方案，才能在一定程度上解决波磨的发展问题。

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