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大秦重载铁路延长钢轨使用寿命的探讨 王旭荣 （太原铁路局工务处,山西太原 030013） 摘 要：大秦重车线在2010年运量达4亿吨，在大轴重、高密度、长大重载列车作用下，钢轨 伤损日益严重，如果按照现有的大修更换周期规定不到两年必须将钢轨全部更换一遍， 这将严重影响大秦线年运量的完成，同时成本投入大大增加。因此，研究延长大秦线 钢轨使用寿命，将对提高运输效率，降低维修成本，有着十分重要的现实意义。本文 就如何延长大秦线钢轨使用寿命开展的研究、措施和成效做深入的探讨。 关键词：重载；钢轨；伤损；寿命 1 概 述 大秦铁路全长653km，是我国一条重要的运煤通道，为满足重载运输的需要，在大秦线 已大量开行万吨、1.5万吨、2万吨重载列车，年运量2010年实现4亿吨，2011年将达到4.5 亿吨，已形成大运量、高轴重、高密度的重载铁路运输模式。然而，这种运输模式已造成了 钢轨及焊接接头的严重伤损，并有日趋严重之势，极大的制约了钢轨的使用寿命，不仅加大 了线路养护维修的工作量，也大大缩短了钢轨的大修换轨周期。 2 国内外现状 国外重载铁路比较发达的有美国、澳大利亚、南非等国家。美国重载铁路通过铺设高强 度钢轨，采取有效的钢轨打磨以及合理的轮轨滑润来延长其使用寿命。澳大利亚重载铁路采 用铺设高强度钢轨、及时打磨车轮和钢轨断面以及合理的轮轨润滑来提高钢轨的使用寿命。 南非采用在钢轨内侧喷油，同时定期打磨钢轨来延长钢轨使用寿命。 国外重载铁路在铺设较大断面（多数为60~68kg/m）、较高强度（大于980MPa）和硬度 （大于300HB）钢轨，而在曲线铁路铺设使用高硬度耐磨钢轨（轨面硬度大于370 HB），特 别是美国、澳大利亚、南非等国均非常重视钢轨的打磨，并且近年来均采用预防性打磨，在 轴重大于30t的情况下，曲线钢轨的使用寿命可以达到10亿吨，直线上钢轨的使用寿命可 以达到15亿吨以上。 我国重载铁路大部分使用60kg/m钢轨，大秦、朔黄铁路重车线使用75kg/m钢轨，近年 来积极开展研究，采取打磨、润滑、提高线路结构强度等措施，延长钢轨使用寿命，目前大 秦线试验段钢轨寿命已达到15亿吨。 - 25 - 3 大秦钢轨寿命存在的主要问题 随着大秦铁路运量和轴重的增加，钢轨伤损日益严重。尤其是钢轨的核伤和剥离掉块等 疲劳伤损发展迅速。据统计，2000年铺设在重车线的攀钢钢轨，当通过总重9亿吨时钢轨 重伤率为4.4处/km；2004年铺设的包钢钢轨，当通过总重9亿吨时，其重伤率已达到11.0 处/km；2005年铺设的包钢钢轨，当通过总重9亿吨时，其重伤率高到18处/km。 钢轨焊接接头伤损也大幅增加。在焊缝伤损中以气压焊最为严重，其伤损率（包括轻伤） 达到了29%~84%；其次为铝热焊，伤损率达到5.2%~43%；闪光焊伤损率相对较低，其伤损率 为5.5%~6.0%。 大秦重车线钢轨伤损的现场调查和取样分析表明，大秦重载铁路钢轨伤损类型主要为剥 离掉块、核伤，其次是焊接接头低塌。 大秦线钢轨剥离掉块伤损是与轮轨间的摩擦力密切相关的，往往表面摩擦力越大，钢轨 表面伤损越严重。同时钢轨廓型与车轮不匹配，存在纵向蠕滑和非贴合型轮轨接触，钢轨表 面的塑性流动等均是造成钢轨剥离掉块的重要原因。 包钢钢轨的核伤多属纵横裂型核伤。在大秦重载运输条件下，轮轨接触应力分布区域处 存在沿钢轨轧制方向分布的粗大夹杂物（如B类夹杂物2.5级）或其他冶金缺陷，是在轨头 内部形成纵横裂型核伤的主要原因。因此重载铁路用钢轨的生产应提高冶金质量，减少有害 夹杂物，以提高钢轨抗疲劳的性能。 在大秦重车线无论是气压焊还是闪光焊，焊接接头的轨面硬度大多低于钢轨母材的硬度 是造成焊接接头大量低塌的主要原因。 一方面钢轨及焊接接头的伤损大幅增加，修理时间严重不足，进一步增加了轨道维修养 护的压力，甚至威胁重载铁路的行车安全。 另一方面按照我国铁路大修规则规定75kg/m钢轨的大修周期为累计通过总重9亿吨大 修的规定，按目前的运量，大秦重载铁路全线不到2年就要进行一次大修换轨，这将严重制 约运能的发挥。 4 相关研究 为适应大秦重载铁路运输的需要，延长钢轨使用寿命，近几年积