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浅析高铁焊接接头及其附近轨顶面平直度的维修

摘要：高速铁路的轨道结构要求具有高平顺性。而设备维修质量直接影响着高平顺性，高平顺性的实现需要维修人员科学、合理的检查及维修方案，实际上，维修的目的就是改善轮轨关系，使轮轨关系达到正常状态，使高速列车的运行具有舒适性。
关键词：高速铁路 高平顺性 科学合理 轮轨关系
1高速铁路焊接接头及其附近轨顶面平直度测量及维修
1.1焊接接头是钢轨的薄弱位置，极易出现疲劳裂纹、夹渣、气孔、光斑等问题，这些问题的出现，降低焊缝韧性、强度，促使断轨情况的发生。所以使焊接接头及其附近轨顶面平直度符合标准是一项必须要完成的任务。
1.2电子平直度仪是一个测量钢轨（含焊接接头）轨顶面平直度的高精密仪器，在我段管辖范围内京包客专高速铁路线路所有焊接接头（总共约4036个，其中800多个为厂焊焊接接头，20多个铝热焊接接头，剩余的为移动闪光焊焊接接头）均采用其进行了测量，测量发现绝大多数焊接接头处轨顶面平直度（以下简称平直度）以凸出（正）为主，个别焊接接头处平直度以凹进（负）为主，其中，上下行线焊缝附近平直度不合格323处，表1为部分不合格平直度打磨前后变化情况。
1.3对于不合格焊缝我们采用了“五位置分散测量法”，即将电子平直仪分别放在不合格平直度中心处，距离不合格平直度两侧分别1m、2m。此方法能很好的掌握焊缝及其附近平直度情况。从而为打磨作业提供详细而可靠的数据支撑。对于钢轨平直度不合格的焊接接头，我们采用了小型机械打磨（简称小机打磨）的方式。

序号
行别
相邻焊缝里程
2m不平顺中心里程
股别
焊缝高低（mm)
2m轨面平直度（mm）
打磨后廓形状况
小机打磨前
小机打磨后
小机打磨前
小机打磨后
1
上行
k377+682
k377+684
左
0.41
0.28
-0.28
-0.21
良好
2
上行
k377+682
k377+684
右
0.41
0.17
-0.19
0.20
良好
3
上行
k377+868
k377+870
右
0.66
0.28
0
/
良好
4
上行
k378+168
k378+170
右
0.35
0.28
-0.12
/
良好
5
上行
k379+668
k379+670
左
0.4
0.26
-0.21
/
良好
6
上行
k379+668
k379+670
右
0.39
0.17
-0.2
/
良好
7
上行
K370+182
K370+184
左
0.31
0.3
-0.38
-0.35
良好
8
上行
K382+944
K382+946
左
0.42
0.18
/
/
良好
9
上行
K382+944
K382+946
右
0.33
0.24
/
/
良好
10
上行
K386+222
K386+224
左
0.35
0.181
-0.37
-0.233
良好
11
上行
K370+982
K370+984
左
0.31
0.3
-0.21
-0.2
良好
12
下行
K371+259
K371+261
右
0.32
0.25
-0.22
-0.2
良好
13
下行
K372+159
K372+161
右
0.37
0.3
-0.37
-0.35
良好
14
下行
K373+658
K373+660
右
0.36
0.25
-0.18
-0.20
良好
15
下行
K373+758
K373+760
右
0.31
0.28
-0.21
-0.15
良好
16
下行
K374+758
K374+760
右
0.37
0.25
-0.34
-0.25
良好
17
下行
K375+256
K375+258
右
0.31
0.25
-0.19
-0.20
良好
18
下行
K376+156
K376+158
左
0.34
0.3
-0.17
-0.25
良好
19
下行
K376+156
K376+158
右
0.34
0.2
-0.38
-0.25
良好
20
下行
K376+656
K376+658
右
0.34
0.2
-0.26
-0.25
良好
21
下行
k378+353
k378+355
右
0.31
0.3
-0.24
-0.25
良好
22
下行
k378+953
k378+955
右
0.31
0.3
-0.27
-0.25
良好
表1
2轮轨垂向力与焊接接头及其附近轨顶面凸出的关系
2.1焊接接头附近钢轨的凹陷将会引起局部较大的轮轨垂向力，而轮轨垂向力是衡量列车安全性、稳定性的指标。轮轨垂向力通常是通过安装在车辆上的测力轮对进行测量，其能够直接反映车辆运行安全性和稳定性，那么轮轨垂向力变化峰值与钢轨焊接接头及其附近轨顶面凸起有什么关系呢？通过测量得出以下数值：

轮轨垂向力变化峰值
凸起峰值
137.7
2.0
90
1
82.7
1.5
56.8
0.7
32.9
0.2
30
0
...
...

表2

2.2根据以上测得的数值，我们建立一个大致数据模型，其中纵轴为轮轨垂向力（单位：kn），横轴为焊接接头及其附近轨顶面凸起值（单位：mm）。

表3（黑色区域为可采用小机打磨区域）
在表3中可以看出，当轮轨垂向力为30kn及以下时，其对轨顶面平直度几乎没有影响，结合数据发现，当焊缝处及其附近凸出值不大于0.4mm（此时轮轨垂向力大于40kn）时，由于病害较小，采用小型机械打磨的方法，可以消除其病害。当轮轨垂向力逐渐增大时，凸出值随之增大，采用小型机械打磨很难解决问题，也就是说小型机械打磨的作业手段仅用于消除较小的病害。
6结语
不管进行何种项目的维修及施工作业，其目的都是保证列车轮对与钢轨轨顶面及其他部位的良好接触（简称轮轨关系），保证列车运行的安全性，在高铁作业中，一定要运用积极有效的钢轨保护（钢轨打磨）及先进的测量技术，尽量延长钢轨使用寿命。
参考文献：《高速铁路岗位维修》2016年版
《高速铁路有砟轨道维修规则》2018年版
（作者单位:呼和浩特铁路局集团有限公司）

-全文完-