摘要：在城市不断发展的情况下，地铁已经成为了城市运行当中的重要组成部分。在地铁运行中，因其车种单一、运营条件特殊以及车辆轴重轻特点的存在，则使其在运行当中产生的伤损情况也具有同铁路相比所不同的特点。在地铁运行中，无论是加载、卸载、启动还是制动等操作都具有频率较高的特征，在长期运行在该种情况下，则容易导致各类伤损情况的发生，需要能够在日常工作中做好其伤损类型以及成因的把握，有针对性的做好维护工作。
关键词：地铁；钢轨；伤损
1 钢轨伤损的主要特征
随着钢轨等级及轨下基础刚度的增加，轨头接触疲劳伤损上升为钢轨实效的主要机理。通常钢轨伤损还与线路的类型有关，如无缝线路轨头核伤比例较高，普通轨道上轨端螺孔开裂较多，小半径曲线外轨侧磨较严重等。
随着重载铁路的发展，钢轨损伤类型发生了一些新的变化。重载铁路通常采用内燃、电力机车牵引，由于这类机车轮径较小，轮轨接触应力大，远超过钢轨的允许值，成了钢轨伤损的主要原因。且由于它们起动加速大，经常因空转擦上钢轨，同时因其悬挂结构刚度大，还是钢轨垂直磨损加剧。
2 钢轨伤损成因分析
钢轨伤损是指钢轨在使用过程中产生的例如钢轨裂纹、钢轨磨耗等限制钢轨使用性能的伤损。钢轨伤损类型主要有钢轨裂纹、钢轨磨耗、钢轨擦伤、钢轨核伤、钢轨锈蚀等。
2.1 钢轨裂纹
钢轨裂纹是地铁运营中一种常见的钢轨伤损，也是出现得最多的钢轨伤损类型，随着运营时间的增加不可避免地产生。钢轨裂纹的产生主要是因为滚动接触疲劳。钢轨表面形成裂纹与钢轨本身的材质有缺陷、列车运营时间长，运行间隔短、小曲线半径及曲线圆顺度不良有关。
2.2 钢轨磨耗
该问题可以分为两种主要类型：第一，波磨。所谓波磨，即是钢轨轨头按照踏面长度方向所呈现出的具有不均匀、周期性特征的磨耗以及变形，并因此使钢轨全长出现具有波浪特征的不平顺情况，波浪磨耗的波符处有明显的塑性变形，使踏面辗宽或出现辗边，波磨易出现在小半径曲线外股钢轨。导致该问题发生因素有较多，同钢轨表面质量、车辆速度、钢轨强度、动力性能以及轮轨作用力都具有密切的联系，当波磨情况出现时，将导致出现较高的轮轨动力作用，在对轨道部件以及车辆损坏程度进行加快的情况下使列车发生剧烈震动，并因此对旅客出行的舒适性产生影响，同时该问题也是列车运行当中发出噪音的主要来源。应对措施方面，则可以使用高强度淬火钢轨，以此对波磨的形成以及发展形成推迟作用，而对于已经形成波磨情况的钢轨，则需要及时做好其打磨处理，而如果其发展情况并非严重，则可以适当做好预防性打磨处理，以此对钢轨的不平顺问题进行消除。此外，做好日常线路的养护维修也将对波磨的出现进行延缓；第二，侧磨。该问题经常出现在小半径曲线钢轨当中，也是目前曲线钢轨运行当中的主要伤损类型。在部分线路设计中，受到环境的影响经常会以小半径曲线方式设计，并因此使该类损伤更为突出。此外，钢轨轮以及钢轨硬度间所存在的不匹配现象也是导致钢轨侧磨情况发生的主要原因，对此，则需要做好材料的兼顾选择，并在设计当中做好规矩、轨底坡以及超高的科学设置，对于磨耗情况较为严重的区域，需要增加轨侧涂油装置，以此对侧磨问题进行减小。
2.3 钢轨擦伤
钢轨擦伤是发生在钢轨踏面的一种金属塑性变形和分离缺陷，对线路设备的维修养护非常不利，随着擦伤深度的增加，列车对轨道的冲击力成倍增长，加速了钢轨其他病害的出现。根据地铁钢轨伤损数据统计分析，钢轨擦伤的出现在站线前后较为集中，这是由于在站前站后列车启动及制动时，轮轨间的静摩擦力达到最大，车轮极易发生打滑空转造成钢轨擦伤。在小半径曲线上，钢轨擦伤与钢轨垂磨及侧磨交互影响，形成恶性循环，在加剧擦伤发展的同时还加剧了垂磨和侧磨的发展。
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2.4 钢轨核伤
由于地铁的载重量较轻，在地铁运营过程中发生钢轨核伤的情况较少。钢轨核伤多数发生在钢轨轨头内，是由轨头裂纹发展成的横断面裂纹，危害性极大。钢轨出现核伤主要与钢轨本身的材质有关。
2.5 钢轨锈蚀
在地铁运行中，其线路都在地下敷设，这就使得隧道结构在整个线路当中具有着较大的比重，在水资源丰富、地下水位较高的区域，隧道结构漏水情况则较为普遍，轨道结构因长时间处于潮湿阴暗环境下而使得锈蚀成为了地铁运行当中经常发生的伤损类型，包括轨道在隧道风洞模式下表面产生的普通锈蚀以及在酸碱地下水当中形成的电腐蚀等。如目前在很多城轨区间隧道结构存在较为严重的漏水区域，在固定监测区域当中，不同的漏水点流量将达到50以上立方米，则将因此导致钢轨电腐蚀情况的发生，当锈蚀深度逐渐加大、在2mm以上时，则将在对钢轨正常应用产生影响的情况下对地铁的行车安全造成影响。对于该类问题，则需要在日常工作当中通过防锈漆的涂刷做好预防处理，而对于电腐蚀情况较为严重的区域，则可以通过轨下绝缘镀锌板放置的方式实现钢轨电腐蚀程度的减小，即在具体工作当中从结构专业角度出发，及时做好水疏排以及渗漏水问题的解决，以此实现钢轨锈蚀问题的较好解决。
3 钢轨病害的处理措施
3.1 对钢轨的病害进行综合的整治
其中最为主要的措施就是加强检查力度，定期对钢轨的状况进行检查，看其是否出现上述的问题，如果发现存在问题，就要及时进行不能延误解决的时间，这样才能保证有效的处理钢轨产生的病害。同时要加强施工人员的作业管理，保证在对钢轨进行放防治的过程中，始终存在操作人员进行处理。另外，在春季以及秋季是钢轨最容易发生病害的季节，在这两个季节中，应该加强整治的频率，对照图纸进行认真的核查，防患于未然。
3.2 综合维修模式，完善专业检修措施
科学界定地铁线路养修周期，探索综合维修模式，完善专业检修措施，实现线路设备“零误差、零缺陷、零故障”的要求。积极探索和研究线路设备变化规律，优化检测手段，增加检测覆盖面和频次，超前做好惯性问题的防范和攻关。结合每年开展的春、秋检查工作，组织对正线全线钢轨病害进行排查，进行病害修复性的专项打磨。新铺钢轨运营前预防性打磨一遍，有规律开展钢轨打磨工作。
3.3 加强对钢轨检查的管理
做到日常检查与阶段整治相结合，采取有效措施控制钢轨病害的发展，将日常钢轨、焊缝等重点病害纳入日常修理范畴，建立观测记录台账，做到有检查、有记录、有分析、有整改，有落实。现已将钢轨轨底坡、曲线半径、曲线超高、涂油等因素对钢轨磨耗的影响纳入研究课题进行攻关。
3.4 加强对道岔、小半径曲线等重点设备的整治
特别是运营上线车辆和客流的增加，均会对设备磨耗产生一定的影响，在充分分析轮轨关系的基础上，加大对折返段道岔波磨和护磨耗的检查和整修，采用钢轨打磨机进行周期专项打磨，每年一遍。
4 结语
随着运营时间的增长及客流量的增大，钢轨伤损情况势必会越来越多的出现。地铁运营单位需要加强对钢轨伤损机理的研究，做好钢轨伤损统计及科学分析，并针对不同的钢轨伤损做出有效的养护处理措施，强化技术革新，保障运营行车安全。
参考文献：
[1]罗木雄.地铁轨道伤损原因及维护问题的探究[J].建筑工程技术与设计,2016,(24):1683.
[2]李璇.城市地铁钢轨伤损原因及维护管理对策[J].建筑工程技术与设计,2019,(19):3703.
论文作者:吴杰
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/7