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关于对地铁钢轨病害成因及处理措施的探析 　　1 主要概况 　　笔者以西安地铁为例， 运营一、二号线正线合计104.247km， 其中一号线正线全长50.665km， 正线最小曲线半径400m，最大坡度28permil;，采用U75V 钢轨;二号线正线全长53.582km，正线最小曲线半径350m，最大坡度26permil;，采用U71Mn 钢轨。目前对钢轨的运营维护主要是通过机械打磨修复和人工现场维护来实现，结合现场实际针对常见的病害进行处理。 　　2 钢轨的主要病害及成因分析 　　电客车的运行状态是一个由多种独立运动叠加而成的复杂运动，钢轨主要承受垂向力、横向力、纵向爬行、温度应力和制动力的作用而形成病害。 　　(1)钢轨和焊缝及接头病害。钢轨焊缝缺陷主要由于焊接工艺不良产生了各种伤损，其中典型伤损为灰斑、裂纹和烧伤缺陷，灰斑分布于焊缝接头的任何部位，北大街-五路口下行K21+12# 左股发现接触焊轨底横向裂纹长度10mm，轨底部位危害较大。产生的主要原因为前期焊机在焊接操作中焊接时间短、次级电压高、连续闪光出现中断等操作工艺不当造成的。K19+30# 右股气压焊轨头踏面焊缝中心打磨亏损，长40mm，深2mm。 　　(2)磨：检查发现，西安地铁目前一二号线钢轨波型磨耗主要表现为波纹和波浪两种。波浪形磨耗实质上是波浪型压溃，主要集中出现在R le; 450 以下的曲线及北客、会展折返地段;波纹形磨耗主要发生在直线地段和制动区段。如不及时处理，波形磨耗会引起很强的轮轨动力作用，使电客车产生震动和噪声。 　　北客站P1004 号道岔导曲下股钢轨用内燃钢轨打磨机进行了轨面波浪型磨耗打磨，打磨前最大波深0.37mm，打磨后波深小于0.1mm。 　　(3)钢轨侧磨：主要是小半径的外股钢轨侧磨及内外股超高设置相对电客产生的蠕滑，造成钢轨病害，这与超高设置不当、行车速度、前期施工轨底坡不到位等原因有直接的关系。目前主要集中在二号线北大街至永宁门区间。 　　分析此小半径曲线磨耗病害产生的原因。一是曲线半径小，正线最小半径350m;二是均位于两区间中间段，列车运行速度相对较快接近70 公里;三是与线路坡道有关，均位于千分之三和千分之四的变坡点坡底位置(千分之四上坡在钟楼方向)，上行磨耗曲线下股产生鱼鳞伤，下行磨耗曲线上股产生波浪磨耗伤。 　　(4)钢轨肥边：主要是在曲线外股钢轨和直线钢轨轨顶内侧被压溃后所产生的，是由于车辆运营重载和轮对的不规则运动造成的。钢轨肥边会破坏轮轨关系，导致轮对的蛇形运动，增加轮对运转阻力，目前西安地铁钢轨肥边病害较少，有时也会发全在辙叉心部位。 　　对北客站折返交渡的2 个菱形道岔钝角叉心肥边进行了手砂轮打磨，从四个折返交渡的检查情况来看，打磨前叉心人字尖最大肥边2mm ，打磨后全部消除。 　　(5)鱼鳞纹破损：鱼鳞伤是起源于轨头表面一种近似鱼鳞状金属破碎的疲劳伤损，裂纹始于轨头内侧圆弧附近，裂纹附近常有黑影，横向发展的宽度一般发展至6--20mm。最大接近半个轨面，裂纹在踏面处萌生，沿变形流线方向倾斜向下发展，深度随鱼鳞纹的横向宽度不同而变化，鱼鳞越大、裂纹越深，钢轨鱼鳞纹的多发于小半径曲线上股，通常采用的润滑油脂会随着车轮的碾压会渗入到裂纹中产生“油楔力”使裂纹加速发展。这类伤损对钢轨的危害很大。例如二号线的钟楼至永宁门区间、一号线皂河至三桥区间内的小半径曲线上股钢轨。后续可以采用钢轨打磨车进行修复性打磨。 　　检查钟楼至永宁门上下行钢轨病害问题。检查发现上行K13+850-950、R=450 缓和曲线至曲中曲线下股钢轨鱼鳞磨耗病害较突出，缓圆处最深3mm; 　　二号线下行K13+900-14+00、 R=450 圆曲线上股钢轨曲线波磨及鱼鳞病害突出，最大波磨曲中0.35mm，曲线位于浮置板整体道床位置。 　　(6)道岔岔心伤损情况。道岔岔心主要是金属疲劳强度不足和车轮的重复作用，最终形成疲劳损伤。当最大剪应力作用点超过剪切屈服极限时。会使该点形成塑性区域，最终导致接触疲劳裂纹、掉块、剥离等病害形成。主要表现在尖轨掉块，辙叉心掉块，波浪形磨耗等伤损。辙叉心疲劳裂纹的情况比较普遍，个别岔心的的裂纹已经发展成小的掉块。这种情况在四个折返车站北客站、纺织城、韦曲南，后卫寨折返岔区不同程序的存在。一是普遍存在钢轨短距离波磨，尤其是导曲线和转辙部分道岔内曲股钢轨病害尤为突出，二是辙叉心，尤其是菱形道岔钝角叉心存在人字尖钢轨肥边，压塌等病害。主要通过角磨机进行人工打磨和堆焊修复，增加辙叉的使用寿命，节约运营成本。 　　(7)钢轨母材伤损：2014 年探伤共发现一二号线各类新增伤损34 处，其中轻伤3