钢轨伤损研究毕业论文

钢轨的作用是直接承受车轮传递的列车及其荷载的重量，并引导列车的运行方向。以编组60辆60吨敞车的车列为例，其载重加自重就有5000吨左右，更不用说那些万吨甚至十几万吨的重载列车。如此巨大的压力首先就落在钢轨的双肩上，可见钢轨必须具备足够的强度、稳定性和耐磨性。怎样的形状才能使钢轨能够肩负重任呢？在人们长年孜孜不倦地研究和探索中，终于确定了现在人们见到的工字形断面。钢轨断面的工字形，由轨头、轨腰、轨底三大部份组成。这个看似简单的工字，受力好、省材料，具有最佳抗弯性能。钢轨的类型和强度以kg/m来表示。每米钢轨的质量越重，它所承受的荷载越大。世界上第一条铁路的钢轨为18kg/m，最重的钢轨在美国，重达77kg/m。我国现行的钢轨标准有50kg/m、60kg/m、75kg/m三种。为了提高线路的通过能力，我国铁路正逐步淘汰小重量钢轨，主要线路一般铺设60kg/m或75kg/m的重型钢轨。从理论上讲，钢轨的长度越长越好，既减少了接头的冲击和磨损，又减轻了铺设的劳动强度。然而，由于生产制造和运输的制约，我国目前的钢轨标准长度只有和25m两种。不过，铁路员工采取了在施工现场把标准长度钢轨焊接成长钢轨和“无缝”钢轨的方法，减少接头，使线路更加平顺。当然，这是另外一个话题，参见“无缝线路

具有最佳抗弯性能的钢轨断面是“工”字形。一、钢轨的选用选用钢轨原则上应以轨道承受荷载的大小确定。虽然城市轨道交通车辆的轴重较轻，但为保证客运车辆的运行质量和钢轨有较长的使用寿命，以及适应铺设无缝线路的需要，在正线上可以选用50kg/m钢轨，然而我国城市轨道交通有向选用重型钢轨发展的趋势，也就是正线都选用60kg/m的钢轨。从技术性能分析，60kg/m的钢轨重量只增加l7%，而允许通过的总重量可增加50%，重型钢轨不仅能增加轨道的稳定性，减少养护维修工程工作量，而且还能增加回流断面，减少杂散电流。据有关试验资料介绍60kg/m钢轨比50kg/m 钢轨抗弯强度增加34%，而弯曲压力减少28%，使用年限增加～倍，而疲劳破坏造成的更换率减少84%；振动影响减少10%。因此我国城市轨道交通正线均采用60kg/m的重型钢轨。由于城市轨道交通停车场运行的列车均为空车，速度又低，所以停车场线路可选用50kg/m或43kg/m的钢轨。二、钢轨伤损钢轨承受列车运行以及周围环境变化带来的各种力，加上钢轨本身材质的原因，经过日积月累，会在钢轨表面或内部造成伤损。钢轨伤损的原因，既有钢轨在冶炼过程中出现的缺陷，又有在运输、使用过程中出现的破损。钢轨伤损对行车的安全威胁很大。钢轨伤损主要有以下几类：A.钢轨磨耗：主要是由于列车与钢轨之间的磨擦造成钢轨工作边顶面和侧面的磨耗，顶面的磨耗称为钢轨垂直磨耗，侧面的磨耗称为钢轨侧面磨耗。钢轨磨耗常见于轨道线路曲线地段。B.锈蚀：主要由于钢轨受到地下或地表水的侵蚀造成。城市轨道交通由于隧道内空气湿度较高，也会导致钢轨锈蚀。C.轨面擦伤：主要是由于列车轮对摩擦造成的局部较大磨耗，往往成点状分布。裂纹：主要是由列车轮对的冲击、磨擦或钢轨本身含由杂质造成的钢轨各部位的开裂。常见于列车冲击较大部位，如钢轨接头，道岔辙叉心，轨道不均匀沉降地段，小半径曲线地段等。D.核伤：主要是钢轨材质引起，即内部夹灰钢轨，在列车的不断碾压作用下，造成杂质部分和钢轨母材剥离。E.剥落掉块：钢轨裂纹或核伤，在列车轮对冲击下继续发展，就会形成钢轨表面的剥落掉块。锈蚀严重地段的钢轨，也会造成剥落掉块。F.钢轨折断：主要是由于具有严重锈蚀、裂纹、核伤、剥落掉块等疲劳伤损的钢轨在列车轮对冲击力和外界温度力等多重因素的影响下造成的钢轨断裂。钢轨折断由于其发生的突然性和后果的严重性，是所有钢轨伤损中最为严重的病害，但其只有在各种最不利条件集中在一起的情况下才可能发生，所以在城市轨道交通中较少见。而其它伤损虽有一个较长的发展过程，也不至于立刻对行车造成影响，但其往往是导致钢轨折断不可或缺的因素，而它们是可预见和可控的，所以更被专业人员所重视。

按照《北京铁路局钢轨防断标准化管理办法（试行）》（京工函〔2014〕54号）的文件要求，为进一步规范钢轨防断管理，提高标准化工作管理水平，确保2014年至2015年钢轨防断工作有序可控，实现防断工作目标，结合我段实际，特制定天津工务段2014年钢轨防断措施。 一、成立组织、加强领导 ㈠为确保防断工作扎实有效开展，段特成立防断工作领导小组。 组长：段长、党委书记 副组长：段领导班子成员 组员：线路技术科、安全科、安全生产调度指挥中心科长（主任）、主管工程师及调度，材料科、职教科等科室相关人员 ㈡职责分工。 段长、党委书记负责防断全面工作。 主管维修副段长负责组织落实总公司、局钢轨防断有关规定、要求，明确防断重点，制定本单位防断工作目标、工作安排、措施、预案以及考核机制，并组织实施。根据设备状态、年度大维修及各类施工情况，统筹安排防断有关工作。 其他副组长根据各自分管工作抓好防断的贯彻落实工作。 线路技术科牵头，安全科、安全生产调度指挥中心配合，负责及时组织防断检查和隐患分析，总结养修经验及钢轨伤损发生、发展规律，解决线路养修及探伤工作中存在的问题，及时对断轨故障进行调查、分析、处理。 线路技术科牵头，材料科配合，负责车间防断备品、防断备料补充。 职教科牵头，线路技术科、安全科配合，负责对相关车间进行防断、巡冷业务知识教育培训。 二、明确防断工作方针、目标 工作方针：以客车安全为重点，牢固树立预防为主、源头控制、分级管理、强化探伤、全员防断、多级检查的思想，以狠抓设备标准化、作业标准化为基础，强化专业技术管理，建立健全钢轨防断安全管理体系，使钢轨防断工作始终处于受控状态。 工作目标：实现“两消灭、两减少、一压缩”，即消灭因探伤漏检造成的责任断轨，消灭因设备失检失修造成的责任断轨，减少探伤误判，减少同比断轨件数，压缩断轨故障延时。 防断关键期：2014年11月1日至2015年3月15日 三、明确防断重点 ㈠重点地段 1．设备交界 宝坻车间管辖内：京哈津蓟联与丰润工务段交界、大秦津蓟联与太原局茶坞工务段交界 天一车间管辖内：天津城际上联与北京高铁工务段交界 杨柳青车间管辖内：天津西动车走行A线与北京高铁工务段交界 南一车间管辖内：南仓城际京沪联与北京高铁工务段交界 汉沟车间管辖内：京沪、京沪三线与丰台工务段交界 德州车间管辖内：京沪线与济南局交界，石德线与衡水工务段交界 汊沽港车间管辖内：津霸线与保定工务段交界 塘沽车间管辖内：津山线与秦皇岛工务段交界 同时，车间、工区交界地段也应列为防断重点地段，特别是应急处理时应做好车间、工区间的配合，各自主动跨前一步，压缩故障延时。 2．京津冀快运径路 北环列车径路：涉及我段自南仓站上行出发场始发经京沪上行线出段管界，经过局内环线径路再由津山上行线进入管界到南仓站上行到达场。 北环列车停站：南仓站、泰达站、张贵庄站（技术停车） 南环列车径路：涉及我段自南仓站上行出发场始发经京沪上行线出段管界，经过局内环线径路再由石德上行、德州站（折角）、京沪上行线、天津西站、到南仓站上行到达场。 南环列车停站：长庄、吴桥、东光、泊头、沧州、青县、唐官屯、静海、杨柳青、南仓站。 涉及到的车间应加强快运径路的检查，掌握列车时刻，必要时在快运列车到达前进行一次检查。 3．各线关键地段 ⑴扰动道床基础施工地段 重点是下半年大修、集中修涉及到的京沪、津山、北环、进港二线等沿线相关线路车间。 ⑵钢轨超期服役地段 京沪上下行、津山下行超大修周期地段：涉及德州、吴桥、东光、沧州、青县、静海、杨柳青、天西、南一、汉沟、天二、军粮城、塘沽。 ⑶侧磨、鱼鳞纹、掉块地段 侧磨严重地段：津山上行134+373—134+628、津山下行138+958—139+164 鱼鳞纹严重地段：京沪三线、石德线部分区段 特别是对钢轨掉块地段要列为线路、探伤车间检查重点。 ⑷非自动闭塞区段及调谐区（四显示盲区） 非自动闭塞区段：陈支线、南曹线、津蓟线、津霸上行疏解线、蓟港津山联、北金联络线、大秦津蓟联、京哈津蓟联、北塘新港联。 调谐区（四显示盲区）：各线共计434段。 ⑸翘头轨地段 沧州线路车间管内，京沪下行256+828—257+665。 青县车间管内，京沪下行218+750—219+150、京沪下行220+800—221+500、京沪上行234+730—235+330。 ㈡重点设备类型 各车间应建立健全防断重点地段台账，重点关注小半径曲线地段、非自闭区段、桥隧两头100米范围内、道口、长大坡道、木枕和砼枕过渡地段、无缝道岔及前后25m范围内、缓冲区、非标无缝线路、路基下沉地段、顶桥地段、路基注浆（胶）地段、路基松软地段、提速道岔处所、大中修施工、大机作业等扰动基础地段、无缝线路插入短轨地段、高温锁定地段、锁定轨温不明、不准、不匀地段、固定区或无缝道岔严重不均匀位移地段、大轨缝地段、疲劳轨、再用轨、掉边轨地段、严重缺碴和轨面严重不良等地段。对存在防断隐患的地段，各车间要在段明示的防断重点地段的基础上，按工区划分详细列举防断重点地段、处所，实行动态管理，落实销号制度，及时组织消灭。在此重点提示以下设备类型： 1．SC325道岔长心轨和翼轨，特别是长心轨尖端330-550mm段、翼轨变截面处。涉及京沪线独流至长庄间的14个站。其它道岔的尖轨、可动心轨。 2．铁联线道岔尖轨、基本轨伤损及滑床板开焊、断裂病害。涉及汉沟、杨柳青、塘沽、沧州、德州线路车间。 3．现存钢轨伤损处所，土埋钢轨，道口处钢轨隐蔽伤损及钢轨焊补处所。 4．重点接头，如冻结接头、胶接绝缘接头、异型接头，特别是施密特胶接绝缘夹板车间要安排重点检查，涉及汉沟、汊沽港、杨柳青、南一车间。 5．线路基础薄弱地段，重点是道床严重板结、翻浆、吊板及汛期过水地段。 6．正线焊补处所。各线路车间必须再进行一次全面细致的排查，一经发现必须立即上报线路技术科，并安排处理。 7．大轨缝处所。各车间应实时关注轨缝变化情况，及时消灭18mm及以上大轨缝。 四、加强探伤检查 1．抓住重点，确保探伤周期 一是两个探伤车间要合理安排工作，把工作打满打实，全力确保正线、客车径路到发线母材探伤周期。对于不能按周期完成焊缝探伤的线路，应对曲线内的焊缝优先安排探伤。同时，探伤车检测过的区段可以替代母材探伤，探伤车间可以调配探伤力量加强焊缝和薄弱设备的探伤检查。 2．加强薄弱设备的探伤及手工检查 一是SC325道岔探伤。按照京工电2012-715、2012-723号文件要求，严格执行检查部位、方法及周期规定。 二是新焊缝探伤。要求探伤车间在48小时内进行探伤，特殊困难情况下不能超过7天。 三是道口内钢轨探伤。在满足正常探伤周期的前提下，探伤车间要安排对道口内钢轨进行加强探伤。 四是曲线侧磨、鱼鳞纹、掉块严重地段探伤。探伤车间要积极研究探伤方法，根据钢轨情况调整好探头位置和探伤灵敏度，控制走行速度不超过，重点区间探伤车间干部要跟班盯控，同时加强手工检查。 3．加强探伤数据回放分析 当日数据分析必须24小时内分析完毕；二是探伤车间应按伤损程度进行分级复核，发现疑似严重的伤损，如眼裂、明显的核伤，必须24小时内去现场复核；三是数据分析组除分析伤损外，还应重点分析走行速度、探伤灵敏度及任务完成情况，每周、月形成分析报告上报车间。四是可以采用交换数据分析或专人专通道分析等方式，最大限度降低人为原因造成的漏检。 五、加强设备检查整修 1．全面加强无缝线路稳定性 一是进入防断期前对破坏道床基础地段、扣件扭力矩不达标地段的扣件、接头螺栓进行全面复紧。重点是无缝线路缓冲区、道岔前后50米等地段，加强防爬锁定，复拧鱼尾螺栓和扣件螺栓，补充失效和缺少扣件。特别是要做好集中修、大修地段的施工后强制保养工作，及时均匀和补充石碴，确保线路状态稳定。二是对因放散、换轨等原因留下的非标接头，要依据我段非标接头整治推进计划进行焊复或冻结，对冬前完不成地段必须采取有效措施。三是加强冻结接头养护。对冻结接头要高度重视，本着边检查边整修的原则，对轨缝拉开的要全部调整到位，复紧螺栓，确保扭力矩达到规定标准。 2．解决重点病害，提高设备质量 一是加强对鱼鳞纹伤损、擦伤、掉块、轨底角锈蚀或卡损的日常巡视和探伤检查，消灭吊板病害，对于严重伤损处所要予以加固或更换。特别是由鱼鳞纹发展的掉块的地段，伤损发展快且不规则，因此要高度重视并列入巡视检查重点，适当加密检查周期。 二是加强大轨缝整治。各线路车间应在10月底前有计划的完成轨缝调整工作，消灭18mm及以上大轨缝。同时，加强日常巡视检查，发现问题必须立即整治。 三是铝热焊、气压焊接头处不允许存在吊板和暗坑，减少垫板厚度，进行撤板捣固。调查焊缝接头不平顺数量及时组织二次打磨。针对翘头轨地段内气压焊、铝热焊接头统一进行鼓包夹板加固处理。 四是SC325道岔及时消灭第38、39、40＃垫板处空吊、滑床板离缝和心轨竖切部分不密贴及连接零件松动等病害。对长心轨顶面光带起点距尖端距离不足500mm、工作边圆弧光带起点在435mm前轨顶承受垂直荷载的提前受力问题，要采取打磨或翼轨下垫1～2mm的刚性垫片进行微调，并保证第38＃垫板离缝在～2mm之间，第39＃垫板离缝不大于，第40#垫板不大于1mm，查照间隔良好。 五是对道口内钢轨锈蚀严重处所，重视因轨底角裂纹、严重锈蚀引起的断轨情况。弥补探伤盲区的检查；凡磨损超限的钢轨应逐步进行更换。保持主轨与护轨、道口块（或夹木）的相对位置标准。 六是全面拨正线路方向，对钢轨和接头硬弯要加强综合整治。尤其是全面拨正曲线、固定曲线头尾和线形，确保曲线圆顺。 七是对历年发生的冻害处所要进行注盐等方式进行预防整治，对新发生的冻害处所加强检查与整修。 3．严格控制三折源头 一是严格焊接、焊修、打磨工艺，禁止道岔尖轨、基本轨焊补；二是严禁野蛮装卸、锤击钢轨等人为伤损。各车间在入冬前要对加固接头进行一次平推检查，严禁夹板、轨枕抗压焊道。三是钢轨及道岔部件上线前车间主任或工长必须仔细检查外观质量，严禁有缺陷轨件上道。 4．加强钢轨及重点接头手工检查 每年11月1日～次年3月15日，线路车间组织钢轨手工检查每月一次，工区每15天一次。重点对焊缝接头、冻结接头、绝缘接头，擦伤、掉块、调边轨、疲劳轨、翘头轨地段及热矫直轨处所加强检查。进港二线大机清筛地段加强焊缝、接头夹板的检查，探伤车间应根据施工进度安排好施工后地段的探伤工作。相关检查情况必须留有检查记录。 5．加强巡冷工作 巡冷工作的重点分为三部分，分别是半自动闭塞区段、四显示盲区（调谐区）、正线及客车径路的道岔。 ⑴明确检查周期及检查重点 一是半自动闭塞区段。检查周期：每日检查不少于1遍。检查重点：曲线地段，鱼鳞纹、掉块、侧磨等钢轨综合病害较多地段及伤损加固处所。 二是四显示盲区（调谐区）。检查周期：每日检查不少于1遍。检查重点：全面检查26m或29m范围内钢轨状态。 三是正线及客车径路的道岔。结合《天津工务段正线及客车径路道岔巡视检查管理办法》（津工线技[2014]93号）关于关键期巡检周期的相关要求，明确防断期的巡检周期为：每天早、晚各1次。检查重点：SC325道岔辙叉两侧翼轨变形部位的焊缝、距长心轨尖端500mm～550mm轨头和轨底部位、与尖轨连接的焊缝或胶接接头、基本轨与尖轨密贴处、辙叉、护轨；铁联线道岔重点检查尖轨、基本轨的磨耗、掉块，滑床板的断裂、开焊。对高锰钢辙叉手工检查时用敲、看、照的方法，重点检查岔心、岔趾、岔跟和咽喉等部位。 检查中遇发现危及行车安全的问题要立即向车间、段汇报，并果断采取拦、停、扣措施。 ⑵加强巡检人员人身安全控制 每次巡检必须双人上岗，设置好驻站防护员，与调度指挥中心进行上线联控，并坚持一人巡检、一人防护的原则。 ⑶明确巡检携带工具 防护备品，以及检查锤、450mm活口扳手、塞尺、石笔、手电。 ⑷做好痕迹管理 半自动闭塞区段。各车间要制定严谨详细的巡回图，每日巡视到交界处，要用石笔在轨腰上标注日期及检查人姓名，检查痕迹保留7天，过期予以擦除。四显示盲区（调谐区），在26m（29m）禁停标志对应的钢轨轨腰上标注。同时做好巡检时间、轨温和设备状态纸质巡检记录。 正线及客车径路道岔。按照《天津工务段正线及客车径路道岔巡视检查管理办法》（津工线技[2014]93号）有关规定执行。 六、加强无缝线路技术管理 1．加强钢轨位移观测的管理。各车间要按照《天津工务段无缝线路及无缝道岔管理细则》（津工线技〔2014〕177号）要求，每月对管内无缝线路位移测量一遍，并根据设备状态需要适当增加观测次数。线路车间发现无缝线路固定区位移累计值大于10mm应及时上报线路技术科，查明原因，采取相应措施。车间要及时将实际锁定轨温资料及分析下发所辖工区。防断关键期段线路技术科无缝线路主管、车间主管干部每月不少于2次钢轨位移观测的跟班检查。 2．段、车间、工区应实施更新管内无缝线路（道岔）技术卡片、无缝线路台帐、放散实况等技术资料，在技术卡片中要对断轨、胀轨、换轨、放散、大机清筛及各项扰动基础施工等情况逐项登记。 七、强化应急处理能力 1、。完善断轨应急处理预案 各车间应将沿线的抢险通道提前进行排查统计，综合考虑断轨易发时段与客车集中时段等各种不利影响，根据管内设备、交通等实际，研究制订加强检查、快速反应、快速处理的具体办法。 各车间要结合设备、人员变化情况，重新修订断轨应急处理预案，做到流程清晰、分工明确，特别是各工区每天值班的应急处理人员分工必须明确，每日确保司机、切割手在岗值班。同时，为了提高防断轨抢修人员的应急处理能力，各车间要组织开展好本车间的防断轨实作演练活动，规范演练人员抢险处理的程序，增强防断轨人员的安全意识和责任意识。各车间要在10月31日前组织所有设备工区进行防断演练。重点针对人员分工、反应速度、处理程序、机具使用、信息反馈等方面逐项检验实战能力，特别是要针对断轨后不易处理的特殊设备及预想最不利情况，制定有效的应急预案。防断期内段将不定期组织进行防断演练，抽查各车间演练效果及应急处理能力。同时，今后段组织的防断演练比照断轨，随机在现场演练后调取演练地点的相关探伤数据，对数据中反映出的作业标准落实情况进行检查、分析。 2．加强备品管理 线路上、防断抢险车里、防断箱内备用的钢轨、短轨头、夹板等材料按钢轨型号配齐，保证数量充足。工区备用的防断工具、急救备品一律放在专门的抢修室明显位置，一旦有事要取出就能用，每个值班人员都要知道机具在什么位置，都要会使用。普通夹板及鼓包夹板等常备材料及6米短轨备足存放于指定位置。防断工具严禁挪做它用。对断轨急救车上的各种机具、材料，由专人每周进行一次检查，对抢险的锯轨机、发电机、钻孔机进行开机试验，检查检修，确保状态良好，保证随时能够正常启动。 3．加强值班 各车间、工区要合理安排值班力量，明确请假替班制度，确保应急处理快速到位。车间值班干部每日不少于2人，防断车辆24小时待命。有设备的工区防断期间要有值班表，每日保证有处理断轨故障的足够人员值班和带班人员，原则上不低于工区人数的三分之一，少于12人的工区最低不少于4人（其中每日工班长1人）。 八、严格控制焊轨质量 1．焊接作业轨温应不低于5℃，且应避免大风和雨雪等不良天气。必须在不良天气进行焊轨作业时，应采取相应措施，并使环境温度高于5℃；推凸后应采用石棉或其他材料覆盖直至轨温降至300℃以下。 2．接头两侧有孔情况下，轨端距第一孔不足100mm时不得进行焊接，轨端距第一孔大于100mm时，应对螺孔进行倒棱处理，以防在焊接时，由于冷热收缩，产生裂纹，造成铝热焊接头断裂。 3．焊轨过程中各步骤要严格把控，以确保焊轨质量。 4．焊接记录要依照现场施工情况如实填写，并要经设备所属车间验收合格后签字。 5．综合车间每日焊接施工后由专人以电子表格的形式将当日焊轨完成情况于17:00前由办公网传送至探伤车间，以便探伤车间尽快安排探伤。 九、加强过程控制 防断关键期内，要加强各级干部跟班检查和数据分析的力度，强化现场指导工作，具体要求如下： 主管副段长：抽查探伤数据回放分析每月不少于2次，现场跟班探伤检查每月不少于2次，现场跟班道岔日巡检工作每月不少于1次； 探伤主管工程师：抽查探伤数据回放分析每月不少于5次，现场跟班探伤检查每月不少于2次； 无缝线路主管工程师：每月对全段无缝线路位移观测情况进行分析，每月不少于2次钢轨位移观测跟班检查，及时掌握无缝线路技术状态变化； 探伤车间主任、副主任：现场跟班探伤检查、数据回放分析每月均不少于5次； 线路车间主任、副主任：现场跟班道岔日巡检工作每月不少于1次； 探伤车间包保干部：现场跟班探伤作业、参加数据回放分析每月均不少于2次； 线路车间包保干部：现场跟班道岔日巡检每月不少于2次。

具有最佳抗弯性能的钢轨断面是由轨头、轨腰和轨底组成的宽底式工字形断面。钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，有轨头、轨腰以及轨底三部分组成。为使钢轨更好地承受来自各方面的力，保证必要强度条件。

大型钢轨探伤车区别于普通探伤仪的区别是装载在车辆（探伤车）上，而不像小型探伤仪或手持探伤仪需要手推或者手持。放在车辆上的探伤设备可以快速检查整条线路，检测速度一般40-50，最高检测速度一般可达80km/h。另外一个重要区别就是，车载探伤车的检测精度（伤损检出率）和识别率要低于小型探伤仪器。但总体速度快，可以通测，是普通探伤仪器无法比拟的。因此，要想充分发挥大型钢轨探伤车的作用就要充分利用探伤车速度快这个优势。一般地铁或大铁也就是高铁线路，使用大机小机配合的方式进行作业。也就是首先利用大型探伤车同测量，然后报出的伤损使用小机（探伤仪或手持仪器）去复测。配合使用来发挥各自优势。并且，需要制定探伤周期，合理布局探伤车的检测线路（因为来回换线也需要1天或两天时间），合理分配人员作业岗，以达到最大工作效率。本人今年多次跟车总结下的一点经验，能想到的就先这些，谢谢。