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摘要：随着朔黄铁路3.5亿吨扩能改造完成，运量的增大。每天将大量开行万吨和2万吨重载列车，形成了大运量、大轴重、高密度的重载铁路运输模式。这种运输模式对钢轨造成严重伤损，并有日趋严重之势，特别是小半径曲线、连续大坡道地段的钢轨伤损表现的尤为明显，极大地制约了钢轨使用寿命，更为严重的是钢轨伤损的增加，使的断轨故障频发。
关键词：扩能改造 小半径曲线 断轨
【分类号】：U213.4
朔黄线是我国的重要的煤运通道，全长592KM，2011年运量1.77亿t，2012年运量1.94亿t，2013年运量2.34亿t。面对运量大幅增加、列车速度不断提高、密度加大、轴重加重的运输形势，线路钢轨病害，特别是小半径曲线钢轨病害十分突出。按75KG钢轨大修周期规定，朔黄重车线钢轨不到4年就需全线更换一遍，如此大的换轨工作量，施工组织不仅十分困难，而且严重影响运输效率，工务设备面临严峻的考验，亟待破解这个难题。解决问题的唯一出路就是延长钢轨使用寿命
延长钢轨使用寿命可以从以下方面入手：
一、采用高纯净度、高强度钢轨。钢轨伤损主要是钢轨母材所含的夹杂物在车轮荷载的频繁作业下产生的，那么结论就是提高钢轨的材质的纯净度入手，重车线全线铺设按《重载铁路用75KG/M钢轨暂行技术条件》生产的高纯净度的钢轨，并逐步推广使用U78CRV（PG4）、U77MNCR高强度新钢轨钢种和P75N新廓形钢轨，同时对钢轨厂焊缝进行喷风热处理，提高厂焊接头处理，减少焊缝低塌病害。
二、利用钢轨整形技术。改善轮轨接触关系，研究朔黄铁路不同半径曲线、不同地段轮轨关系比较理想的廓面模板，通过钢轨整形技术后，使得钢带居中，宽度在25～30MM。2011年朔黄铁路公司从奥地利引进的钢轨铣磨车投入运用，能有效去除钢轨表面的各种病害（碾压层、肥边、波磨、剥离、鱼鳞和擦伤等），重塑钢轨标准廓形型面。由于铣磨车构造特点为铣刀盘是75或60KG钢轨标准廓面且固定在车体上，局限于钢轨标准廓形型面整形，不具备对基準廓形型面和非对称廓形型面的整形技术。基准轮廓型面是钢轨经整形后应实现的满足允许偏差要求的钢轨横断面轮廓型面，目得是为延长钢轨表面伤损的萌生时间、减轻伤损对钢轨寿命的影响，它与线路运输条件、轨道结构参数和主型车轮踏面有关。非对称廓形型面主要以减缓轨头侧磨、改善轮轨接触关系为主。对如何评价这俩种型面的变化趋势，有待朔黄铁路公司作进一步的深入研究。后俩种廓形型面整形主要是根据不同地段轮轨接触关系调整作业量的问题，钢轨打磨车在这方面比较有优势，其优势体现在各个打磨单元能独立工作和调整工作电机角度偏转，实现理想的轮轨接触型面模板的技术要求。对朔黄重载线钢轨较为合理的修理整形的周期，重点关注R≤800曲线钢轨，通过总重2000～4000万吨，以预防性铣磨为主；1000≥R>800曲线钢轨，通过总重8000～1亿吨，以修理性铣磨为主，R>1000曲线和直线钢轨，通过总重8000～1亿吨，以修理性打磨为主，这样就鉴定了钢轨整形技术装备的工作范畴。钢轨均衡维护、使用、发展是我们的本意，但是，钢轨铣磨车的生产能力有限，一是受限于环境温度影响，由于温差大，导致液压系统渗漏问题比较严重和控制系统传感元器件故障频发，全年大约有8个月的作业时间。二是钢轨铣磨车适宜于上坡道作业，全车工作所用动力大部分由液力提供，既要克服坡道阻力，同时又要克服曲线阻力，去除客观上的液力衰减，如果保持一定铣削量，在作业过程中遇到瞬时负载，作业单元不致于紧急提升，那么提高作业速度就比较困难。从2012年铣磨车作业量统计分析看，综合考虑各方面因数，4小时天窗，作业进度为1～1.2KM左右。三是基于目前对钢轨铣磨车的认知水平有限，突出表现在对铣磨车检修、维护、保养能力上欠缺，有待于进一步提高。因而对铣磨车的生产必须考虑重点兼顾一般统筹安排，重点是通过钢轨整形技术延缓小半径曲线钢轨下线和改善列车运行品质，一般是选择一个典型的试验区段，通过线路维护的综合措施，加上钢轨整形和检测技术，从钢轨磨耗、钢轨重伤率、焊接接头低塌、通过总重、成本投入、优良率和TQI管理值进行动态分析研究钢轨使用情况，形成朔黄铁路重载线延长钢轨使用寿命成套技术平台。
三、减少钢轨轨面微裂纹的产生。轮轨间的摩擦力是随着轮轨蠕滑力的增加而增加，当蠕滑力量变到一定程度后，造成轨面接触部分产生微裂纹，这种微裂纹在车轮的频繁作用下，产生疲劳进而迅速扩展，因而降低轮轨间的摩擦系数是减小蠕滑力的有效手段。目前朔黄铁路在原平分公司管内个别地段和机辆分公司机车上安装了磨擦系数调节剂涂敷设备，对重点地段实施摩擦系数调节。
四、精心组织线路维护保养。一是适时安排道床清筛，特别是对桥梁、隧道口、岔区等不具备大型养路机械作业条件的地段进行换碴，恢复道床弹性，进而改善钢轨受力状态。二是确保重车线每年尽可能捣鼓1遍，保持线路良好状态。三是加强静态检查，重点放在曲线和道岔上，检查曲线园顺、轨下垫板压溃和线路空吊问题。四是进行综合维修，利用小型打磨机和捣鼓机具，加强对焊缝、低接头、坍白地段进行打磨和捣鼓等维修保养。五是减缓钢轨侧磨，每日对R≤600M曲线上股钢轨进行2遍涂抹固体润滑脂。
五、补强轨道薄弱环节。针对普通胶垫压溃失效造成钢轨与轨枕直接接触的问题，在重车线结合换轨或换枕铺设热塑性弹性体轨下垫板，使轨下垫板与钢轨同寿命，改善钢轨受力状态。针对列车经常制动和提速等操作的长大坡道地段，采取安装轨撑、轨距拉杆、横向阻力器、加强型弹条、加宽堆高道床、喷涂固化增强树脂等方法，增强轨道框架刚度。
建议：
一是研究道岔轨件使用寿命问题。在全面使用合金钢辙叉、尖轨的基础上，开展延长道岔轨件使用寿命的研究，力争使道岔轨件和钢轨同寿命，实现钢轨与道岔轨件和钢轨同步更换。
二是研究现场焊接头强度问题。在钢轨伤损中，焊缝伤损所占比例较大，特别是现场焊缝、低塌、伤损非常普遍。研究现场焊缝热处理工艺，提高焊接质量，努力解决现场焊接头存在的问题，降低焊接接头伤损率。
三是研究摩擦系数调节剂的涂敷问题。
四是研究钢轨廓形检测的应用问题。钢轨廓形的修正与保持是延长钢轨使用寿命的关键技术，积极引进和推广使用钢轨廓形快速检测技术，及时掌握钢轨廓面形状，为钢轨科学整形提供指导，提高钢轨整形技术的管理水平。
五是研究曲线不对称整形的技术问题。减小曲线上股钢轨侧磨、下股钢轨压溃，力争实现曲线、直线钢轨同寿命目标。基准廓形型面就是钢轨整形后应满足允许偏差要求的钢轨横断面轮廓型面，与线路的运输条件、轨道结构参数和主型车轮踏面有关。铣磨车适用于钢轨标准廓形型面整形（预防性和修理性），研发基准廓形型面和非对称廓形型面整形技术。
六是研究科学实施修理周期的问题。从钢轨整形、修正线路纵断面和改善道床弹性等方面制定周期，满足朔黄线线路设备使用和修理保持良性循环。
结束语
只要从钢轨使用材质、钢轨整形技术、科学实施修理周期、精心组织线路维护保养等方面着手解决、就能延长钢轨使用寿命。
参考文献
[1] 王春山. 铁路重载提速货车技术[M]. 北京：中国铁道出版社，1999.
[2] 耿志修. 大秦铁路重载运输技术[M]. 北京：中国铁道出版社，2005.
[3]奥地利林辛格公司《钢轨铣磨车技术手册》
关键词：扩能改造 小半径曲线 断轨
【分类号】：U213.4
朔黄线是我国的重要的煤运通道，全长592KM，2011年运量1.77亿t，2012年运量1.94亿t，2013年运量2.34亿t。面对运量大幅增加、列车速度不断提高、密度加大、轴重加重的运输形势，线路钢轨病害，特别是小半径曲线钢轨病害十分突出。按75KG钢轨大修周期规定，朔黄重车线钢轨不到4年就需全线更换一遍，如此大的换轨工作量，施工组织不仅十分困难，而且严重影响运输效率，工务设备面临严峻的考验，亟待破解这个难题。解决问题的唯一出路就是延长钢轨使用寿命
延长钢轨使用寿命可以从以下方面入手：
一、采用高纯净度、高强度钢轨。钢轨伤损主要是钢轨母材所含的夹杂物在车轮荷载的频繁作业下产生的，那么结论就是提高钢轨的材质的纯净度入手，重车线全线铺设按《重载铁路用75KG/M钢轨暂行技术条件》生产的高纯净度的钢轨，并逐步推广使用U78CRV（PG4）、U77MNCR高强度新钢轨钢种和P75N新廓形钢轨，同时对钢轨厂焊缝进行喷风热处理，提高厂焊接头处理，减少焊缝低塌病害。
二、利用钢轨整形技术。改善轮轨接触关系，研究朔黄铁路不同半径曲线、不同地段轮轨关系比较理想的廓面模板，通过钢轨整形技术后，使得钢带居中，宽度在25～30MM。2011年朔黄铁路公司从奥地利引进的钢轨铣磨车投入运用，能有效去除钢轨表面的各种病害（碾压层、肥边、波磨、剥离、鱼鳞和擦伤等），重塑钢轨标准廓形型面。由于铣磨车构造特点为铣刀盘是75或60KG钢轨标准廓面且固定在车体上，局限于钢轨标准廓形型面整形，不具备对基準廓形型面和非对称廓形型面的整形技术。基准轮廓型面是钢轨经整形后应实现的满足允许偏差要求的钢轨横断面轮廓型面，目得是为延长钢轨表面伤损的萌生时间、减轻伤损对钢轨寿命的影响，它与线路运输条件、轨道结构参数和主型车轮踏面有关。非对称廓形型面主要以减缓轨头侧磨、改善轮轨接触关系为主。对如何评价这俩种型面的变化趋势，有待朔黄铁路公司作进一步的深入研究。后俩种廓形型面整形主要是根据不同地段轮轨接触关系调整作业量的问题，钢轨打磨车在这方面比较有优势，其优势体现在各个打磨单元能独立工作和调整工作电机角度偏转，实现理想的轮轨接触型面模板的技术要求。对朔黄重载线钢轨较为合理的修理整形的周期，重点关注R≤800曲线钢轨，通过总重2000～4000万吨，以预防性铣磨为主；1000≥R>800曲线钢轨，通过总重8000～1亿吨，以修理性铣磨为主，R>1000曲线和直线钢轨，通过总重8000～1亿吨，以修理性打磨为主，这样就鉴定了钢轨整形技术装备的工作范畴。钢轨均衡维护、使用、发展是我们的本意，但是，钢轨铣磨车的生产能力有限，一是受限于环境温度影响，由于温差大，导致液压系统渗漏问题比较严重和控制系统传感元器件故障频发，全年大约有8个月的作业时间。二是钢轨铣磨车适宜于上坡道作业，全车工作所用动力大部分由液力提供，既要克服坡道阻力，同时又要克服曲线阻力，去除客观上的液力衰减，如果保持一定铣削量，在作业过程中遇到瞬时负载，作业单元不致于紧急提升，那么提高作业速度就比较困难。从2012年铣磨车作业量统计分析看，综合考虑各方面因数，4小时天窗，作业进度为1～1.2KM左右。三是基于目前对钢轨铣磨车的认知水平有限，突出表现在对铣磨车检修、维护、保养能力上欠缺，有待于进一步提高。因而对铣磨车的生产必须考虑重点兼顾一般统筹安排，重点是通过钢轨整形技术延缓小半径曲线钢轨下线和改善列车运行品质，一般是选择一个典型的试验区段，通过线路维护的综合措施，加上钢轨整形和检测技术，从钢轨磨耗、钢轨重伤率、焊接接头低塌、通过总重、成本投入、优良率和TQI管理值进行动态分析研究钢轨使用情况，形成朔黄铁路重载线延长钢轨使用寿命成套技术平台。
三、减少钢轨轨面微裂纹的产生。轮轨间的摩擦力是随着轮轨蠕滑力的增加而增加，当蠕滑力量变到一定程度后，造成轨面接触部分产生微裂纹，这种微裂纹在车轮的频繁作用下，产生疲劳进而迅速扩展，因而降低轮轨间的摩擦系数是减小蠕滑力的有效手段。目前朔黄铁路在原平分公司管内个别地段和机辆分公司机车上安装了磨擦系数调节剂涂敷设备，对重点地段实施摩擦系数调节。
四、精心组织线路维护保养。一是适时安排道床清筛，特别是对桥梁、隧道口、岔区等不具备大型养路机械作业条件的地段进行换碴，恢复道床弹性，进而改善钢轨受力状态。二是确保重车线每年尽可能捣鼓1遍，保持线路良好状态。三是加强静态检查，重点放在曲线和道岔上，检查曲线园顺、轨下垫板压溃和线路空吊问题。四是进行综合维修，利用小型打磨机和捣鼓机具，加强对焊缝、低接头、坍白地段进行打磨和捣鼓等维修保养。五是减缓钢轨侧磨，每日对R≤600M曲线上股钢轨进行2遍涂抹固体润滑脂。
五、补强轨道薄弱环节。针对普通胶垫压溃失效造成钢轨与轨枕直接接触的问题，在重车线结合换轨或换枕铺设热塑性弹性体轨下垫板，使轨下垫板与钢轨同寿命，改善钢轨受力状态。针对列车经常制动和提速等操作的长大坡道地段，采取安装轨撑、轨距拉杆、横向阻力器、加强型弹条、加宽堆高道床、喷涂固化增强树脂等方法，增强轨道框架刚度。
建议：
一是研究道岔轨件使用寿命问题。在全面使用合金钢辙叉、尖轨的基础上，开展延长道岔轨件使用寿命的研究，力争使道岔轨件和钢轨同寿命，实现钢轨与道岔轨件和钢轨同步更换。
二是研究现场焊接头强度问题。在钢轨伤损中，焊缝伤损所占比例较大，特别是现场焊缝、低塌、伤损非常普遍。研究现场焊缝热处理工艺，提高焊接质量，努力解决现场焊接头存在的问题，降低焊接接头伤损率。
三是研究摩擦系数调节剂的涂敷问题。
四是研究钢轨廓形检测的应用问题。钢轨廓形的修正与保持是延长钢轨使用寿命的关键技术，积极引进和推广使用钢轨廓形快速检测技术，及时掌握钢轨廓面形状，为钢轨科学整形提供指导，提高钢轨整形技术的管理水平。
五是研究曲线不对称整形的技术问题。减小曲线上股钢轨侧磨、下股钢轨压溃，力争实现曲线、直线钢轨同寿命目标。基准廓形型面就是钢轨整形后应满足允许偏差要求的钢轨横断面轮廓型面，与线路的运输条件、轨道结构参数和主型车轮踏面有关。铣磨车适用于钢轨标准廓形型面整形（预防性和修理性），研发基准廓形型面和非对称廓形型面整形技术。
六是研究科学实施修理周期的问题。从钢轨整形、修正线路纵断面和改善道床弹性等方面制定周期，满足朔黄线线路设备使用和修理保持良性循环。
结束语
只要从钢轨使用材质、钢轨整形技术、科学实施修理周期、精心组织线路维护保养等方面着手解决、就能延长钢轨使用寿命。
参考文献
[1] 王春山. 铁路重载提速货车技术[M]. 北京：中国铁道出版社，1999.
[2] 耿志修. 大秦铁路重载运输技术[M]. 北京：中国铁道出版社，2005.
[3]奥地利林辛格公司《钢轨铣磨车技术手册》