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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

客货混运线路重载运输条件下钢轨适应性分析及强化措施

为解决大包铁路客货混运重载运输条件下钢轨长期适应性问题,从钢轨疲劳伤损、曲线钢轨磨耗和钢轨接头伤损方面进行论述和分析。根据现场调研及动态测试结果,提出大包铁路提升钢轨等级、强化小半径曲线、道岔等特殊区段轨道结构等强化措施;建议新建列车轴重25 t及以上的线路应铺设75 kg/m钢轨或60 kg/m及以上高纯度钢轨,并铺设跨区间无缝线路,按《铁路线路修理规则》规定的修理周期进行大型机械养护维修作业。     

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。     

我国重载铁路使用热塑性弹性体轨下垫板的探讨

目前我国重载铁路轨下垫板都使用橡胶垫板,在大轴重列车的作用下,垫板伤损严重,直接影响钢轨的使用寿命。文章分析了目前重载铁路轨下垫板存在的问题,介绍了热塑性弹性体垫板特性,指出通过结构设计和配方调整可以解决目前重载铁路轨下垫板存在的问题。     

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。     

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。     

加强钢轨防断管理的探索和实践

本文以大秦重载线路钢轨防断管理为实例,从钢轨伤损的种类、钢轨伤损的原因、钢轨探伤方法、设备维修养护、考核激励机制的方案阐述加强钢轨防断工作的管理方法,以满足大秦线重载运输安全的需要。     

重载铁路高强钢轨的试验研究

为延长大秦重载铁路钢轨的使用寿命,研制适应重载铁路的高强钢轨。通过对高强钢轨的性能、热处理和焊接以及选用的新钢轨服役行为进行分析,结果表明,新钢种中加入合金元素Cr,可以提高轨钢的强度,推迟珠光体转变时间,使钢轨既易于热处理,又节省能源和降低成本,而且钢轨强度的提高还增加了曲线钢轨的耐磨性能和耐伤损能力;提高轨钢的纯净度,可增加钢轨的抗疲劳性能,延长钢轨的使用寿命;重载铁路曲线下股应铺设热处理钢轨;铺设新钢种PG4和U77MnCr的线路,钢轨打磨时间可延长至通过总重4亿t,而铺设U75V钢轨的线路在通过总重6000万t后就需打磨1次,才能有效抑制轨面剥离的产生和发展。新钢轨的综合使用性能良好,适合在重载铁路上使用。     

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。     

重载铁路用U77MnCr钢轨的试验研究

研究目的:含Cr低合金钢轨在国外重载铁路已得到了成功应用,而我国重载铁路在含Cr低合金钢轨使用方面还是一个空白.本文对U77MnCr钢轨的母材性能、焊接性能进行试验研究,并跟踪研究其在重载铁路上铺设的使用情况.研究结论:U77MnCr钢轨母材材质具有很好的纯净度和良好的强韧性,适合铺设在重载铁路的直线地段;U77MnCr钢轨不含贵重的钒合金,只加入较便宜的0.25%～0.40%的铬合金,强塑性较好,具有很好的性价比;U77MnCr钢轨母材具有良好的焊接性能,焊接接头具有自硬化性能,正火后无需进行喷风冷却,轨顶面的硬度就可与母材的硬度匹配;U77MnCr钢轨具有良好的抗接触疲劳伤损能力和焊接性能,对提高重载铁路钢轨使用寿命有一定的作用.     

重载铁路钢轨的伤损及预防对策研究

通过对重载铁路钢轨伤损的现场调查分析,确定出钢轨伤损的主要类型和规律,在此基础上提出了预防对策措施并进行了试验验证。结果表明:①在半径小于1 200 m的曲线上铺设轨面硬度大于370 HB的含铬热处理钢轨(U77 MnCr和PG4)、采用每天1次固体润滑并设置欠超高,可以减少钢轨的严重侧磨;②热塑性弹性体垫板可以增加轨道弹性,减少轨道动应力和钢轨的疲劳核伤;③在减少所用钢轨表面脱碳层深度和钢中夹杂物的基础上及时进行钢轨打磨,可有效抑制钢轨轨距角剥离掉块伤损的发展;④虽然热轧轨出现的剥离掉块深度较浅,但会在轨面外侧出现严重的深层肥边掉块,影响钢轨的安全使用,因此,重载铁路曲线下股仍应铺设高强度的热处理钢轨;⑤在优化焊接工艺和提高接头内部质量的基础上,对焊接接头采用焊后再淬火,以提高接头轨面的硬度,从而明显减少焊接接头轨面的低塌和焊接接头的伤损。     

大秦重载铁路轨道强化技术方案的探讨

我国现有重载铁路轨道结构体系的安全储备不足,重载线路各种伤损和破坏现象严重,本文分析研究了重载铁路轨道强化技术,并在大秦铁路安装了轨撑、加强型弹条和横向阻力器等加强设备,各种加强措施经过了设计、结构分析、室内疲劳试验、现场铺设、动态测试试验、现场长期观测和效果评估等验证程序。研究结果表明:在小半径曲线、长大下坡道地段和特殊伤损地段上采取轨道加强措施后,轨道强化效果显著,起到了保持轨道结构线形的作用,间接减小了小半径曲线上钢轨磨耗,延长了小半径曲线钢轨使用寿命,减少了养护维修工作量。     

对UIC 712:2002《钢轨伤损》的修订建议

简介国际铁路联盟标准UIC 712《钢轨伤损》历次制修订过程,从钢轨伤损定义、钢轨伤损位置定义和钢轨伤损通用编码系统,概述UIC 712:2002《钢轨伤损》。比较UIC标准与TB/T 1778—2010《钢轨伤损分类》的主要差异,根据多年实践经验和钢轨失效分析案例,从钢轨的伤损定义、伤损位置、伤损状态、伤损程度、伤损分类系统、伤损类型等方面,提出对于UIC 712:2002的修订建议。     

大秦铁路钢轨使用寿命和延长措施研究

介绍国内外重载铁路钢轨使用现状。针对大秦铁路钢轨存在的问题,开展钢轨伤损规律及预测疲劳寿命研究、高强度钢轨的研究和试验、钢轨快速打磨及轮轨润滑技术研究、轨道强化技术和措施研究、热塑性弹性体垫板研究和试验、延长隧道内轨枕板使用寿命和道床固化技术研究,提出钢轨使用寿命延长措施和开展科学养护维修体系研究等建议。