高速铁路道岔示范性打磨技术对比研究

摘要：道岔是线路的薄弱环节，其平顺性直接影响着列车通过道岔的平稳性，高速铁路上影响更为明显。为了提高道岔的平顺性及消除伤损，需对道岔进行打磨。本文重点对不同公司高速道岔打磨方案进行对比，加深道岔打磨过程中关键点的卡控，整体提升打磨技术。

关键词：道岔打磨方案对比 打磨理念

中图分类号：U213.6 文献标识码： A

一、基本概况

高速铁路道岔经过一段时间的运营后，钢轨会出现一系列的伤损，如曲股的侧磨、鱼鳞纹、可动心的鱼鳞纹及廓形的改变，钢轨的受力特性改变，严重影响钢轨的使用性能。若继续恶化，将影响列车的行车安全。德国L＆S公司、BWG公司分别对永乐站、廊坊站铺设的CN6118AS道岔进行了示范性打磨。

二、打磨作业范围

德国L＆S公司打磨永乐站正线8组1/18#BWG道岔直股、曲股、道岔夹直线及岔区前后10m线路，其中2#、4#、6#道岔直、曲股通打，其它道岔曲股打磨曲基本轨和曲心轨。

德国BWG公司打磨廊坊站正线8组1/18#BWG道岔直股、曲股、夹直线及前后100m线路，其中5#、8#道岔直、曲股通打，其它道岔曲股打磨曲基本轨与尖轨密贴部位。

三、打磨技术对比

1.打磨技术标准

德国L＆S公司永乐站采取小机通打的方式全部打磨，德国BWG公司廊坊站采取大机跳打的方式进行打磨。主要技术标准见下表，详细技术标准见表1。

表1 主要技术标准

打磨

公司 目标廓形 切削量 打磨角度 打磨顺序

顶面/mm 轨距角/mm

L&S 60N 0.1～0.2 1.0～2.0 -7°～70° 先打曲股后打直股

BWG 60N 0.3～0.5 1.8～2.0 -45°～75° 先打直股后打曲股

2.打磨机械

德国L&S公司打磨使用自主研发的LRGM 1-6 / AM65轻型自动道岔打磨车，可自动调整打磨角度、补偿磨石磨耗、控制打磨压力，可规避障碍物。

图1L&S轻型道岔打磨车

德国BWG公司采用Harsco公司生产的RGH20C型打磨车，全长41.75m，最高运行速度100Km/h,打磨的工作速度为3～8 Km/h。

图2 RGH20C型打磨车

3.对翼轨的处理

L&S公司对翼轨外侧采用0°打磨角度进行消除翼轨顶面的不平顺。BWG公司采用手砂轮结合仿形打磨机处理翼轨，整体的平顺性不如L&S公司。

四、打磨验收项目

L&S公司和BWG公司打磨验收的项目相同，验收项点为：钢轨波磨、廓形、表面粗糙度、磨面宽度、平顺度、切削量。

1.钢轨波磨

按照德铁验收标准执行。

表3钢轨波磨打磨验收标准

波长

采样窗长度[mm]（德铁） 验收值[mm]

平均峰峰幅值（德铁） 采样窗长度

[mm]（高线规） 验收值[mm]

平均峰峰幅值（高线规） 允许超限百分比

10 < λ ≤ 30 mm 500 0.01 600 0.02 5%

30 < λ ≤ 100 mm 500 0.01 600 0.02 5%

100 < λ ≤ 300 mm 1500 0.03 1000 0.03 5%

300 < λ ≤ 1000 mm 5000 0.10 5000 0.15 5%

2.廓型

廓型测量点：道岔第3#、60#、110#枕对应直股位置钢轨廓型，共6个测点。

表4钢轨廓型验收标准

线路最高速度 验收值[mm] 允许超限百分比

±0.2mm ±0.3mm ±0.5mm

v ≤ 160 Km/h +0.5 / ～0.5 ～ ～ 15%

160 < v ≤ 280 Km/h +0.3 / ～0.3 ～ 10% 5%

v >280 Km/h +0.2 / ～0.2 10% 5% 0%

3.表面粗糙度

表面粗糙度不大于10μm。每次测量在同一打磨面上至少连续测量6个点，计算表面粗糙度的算术平均值不大于10μm。

4.磨面宽度

磨面宽度应达到以下要求：轨距角(＋15°～＋45°)≤4mm;轨距角至轨冠过渡区(＋6°～＋16°)≤7mm; 轨冠部位(～20°～＋6°)≤10mm。沿钢轨100mm长度范围内，打磨面宽度最大变化量不大于打磨面最大宽度的25%。钢轨打磨面应无连续发蓝带。

5.平顺度

表5平顺度验收标准

项目 验收标准（mm） 测量方法 说明

钢轨母材轨头内侧工作面 +0.2

0 1 m直尺测量矢度 “+”表示凹进

钢轨母材轨顶面或马鞍型磨耗 +0.2

0 “+”表示凸出

焊缝顶面 +0.2

0 “+”表示凸出

焊缝内侧工作面 +0.2

0 “+”表示凹进

6.切削量

切削量验收标准：顶面0.3mm，轨距角1.8～2mm。

五、两种打磨方式的综合评价

1.作业效率

德国L&S公司采用6头打磨车通打的方式，尖轨尖端和心轨尖端未通打的角度（40度以上的角度）采用手砂轮打磨，未使用仿形打磨机。

德国BWG公司采用20头打磨车大机跳打结合小计打磨（仿形打磨机和手砂轮打磨）的方式，BWG公司的作业效率高于L&S公司。

大机段采用通打的方式，对限打区、禁打区不使用手砂轮、仿形打磨机进行局部的打磨，打磨效率更高。

2.打磨质量

①从目前对永乐站8组道岔和廊坊站8组道岔的光带调查情况分析，光带效果都不是很理想，普遍存在光带较窄现象。

②从动态检测图上分析，永乐站道岔和廊坊站道岔的垂加偏差有一定程度的改善。

③从便携式添乘仪的数据分析，两站没有出现超限报警。

④BWG公司辙叉部分采用小机打磨，辙叉光滑度要高于L＆S公司采用大机打磨辙叉。

3.打磨顺序

在打磨顺序上，L＆S公司先打曲股后打直股，BWG公司先打直股后打曲股。

六、示范性打磨体会

1.打磨工艺

德国L&S公司和BWG公司在道岔进行打磨前，合理划分禁打区、限打区并在现场做相应的标记，针对不同的区域选定不同的打磨角度，这样打磨质量更易控制。同时，如何处理禁打区、限打区和正常打磨区间的过渡成为关键，两公司都是采用控制磨石的打磨角度来过渡的。

2.测量工具

德国L&S公司和BWG公司目标廓形与现有廓形为了快速的比对，制作了标准廓形模板，现场使用中非常快捷方便，值得我们借鉴。

打磨后检查尖轨和心轨的状态采用轮缘模拟量具，能准确判断尖轨和基本轨、心轨和翼轨的相对状态。该种检查在我局既有的道岔打磨检查过程中未考虑。

打磨前后采用波磨测量仪对钢轨表面进行测量，对比打磨前后钢轨表面的平顺性。

3.打磨理念

德国L&S公司和BWG公司在打磨时均以控制廓形为首要目标，廓形包括纵向廓形（波浪磨耗）和横向廓型（轨廓），两者均按照相应标准进行控制，偏差控制良好。光带也是衡量轮轨关系的重要指标，但德国L&S公司和BWG公司认为光带主要取决于车轮和钢轨横向目标廓型的设计，在打磨操作时不会人为调整横向目标廓型和公差范围以对打磨后光带进行干预。

参考文献：

［1］范钦爱,苏自新. 提速道岔的铺设与养护[M]. 北京:中国铁道出版社, 2002.

［2］《常用道岔主要参数手册》编写组.常用道岔主要参数手册[ K].北京:中国铁道出版社, 2007.

［3］雷晓燕.钢轨打磨原理及其应用[J]. 铁道工程学报, 2000 (1) .

［4］曹岩．我国高速铁路用钢轨打磨列车选型及应用研究［J］．铁道标准设计， 2011( 8) : 31-34．

［5］宋旭．钢轨波形磨耗打磨工艺［J］． 铁道建筑， 1995( 6) : 14-16．

［6］段剑峰．道岔综合打磨技术探讨［J］． 铁道建筑， 2008( 11) :75-76．

［7］胡海波，高亮． 道岔打磨车在道岔不平顺病害整治中的应用［J］． 铁道标准设计， 2008( 6) : 32-34．

［8］马良民．高速铁路钢轨打磨技术研究与应用［J］． 铁道建筑，2011( 5) : 114-116．

［9］周清跃，田常海，张银花等．高速铁路钢轨打磨关键技术研究［J］.中国铁道科学，2012， 33( 2) : 66-70．