客运专线钢轨打磨验收标准概述

维普资讯 http://www.cqvip.com 铁６２　道建筑　Ｊｕｎｅ，２００６　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　文章编号：１００３—１９９５（２００６）０６—００６２—０４　客运专线钢轨打磨验收标准概述　许永贤，曾树谷　（铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京１０００８１）　摘要：高速铁路及客运专线对钢轨打磨的要求较高，建立完整合理的钢轨打磨技术标准，是列车安全运　行的保障。文章介绍了欧洲标准中钢轨打磨的程序、条件和验收标准，对我国新建客运专线新轨打磨的　质量控制和验收，特别是对新型打磨设备及检测设备的引进及国内既有相关设备的改进、配套和利用提　供参考。　关键词：钢轨打磨打磨条件验收标准　中圈分类号：Ｕ２１３．４；Ｕ２１６．６５文献标识码：Ａ　相切的直线。　Ｏ　１葑言　普通既有线、特别是重载线路上，利用打磨列车进　行钢轨打磨的目的在于消除钢轨波浪形磨耗、轨顶面　３）钢轨倾斜角和断面倾斜角。钢轨倾斜角见图１　（ｂ），是指钢轨铺设的名义倾角，如１／２０、１／３０、１／４０，在　无超高的轨道上，钢轨倾斜角等于钢轨横断面中心线　相对于垂直线或轨底底边相对于水平线的夹角。断面　擦伤、剥离、压溃、焊接区低洼、表面龟裂等轨头病害，　以降低轮轨动荷载、提高行车的安全性、延长钢轨的使　倾斜角见图１（ａ），是指打磨后的钢轨顶面的倾斜角。　通常情况下，钢轨倾斜角等于断面倾斜角，但在道岔、　交叉渡线上，有时要求钢轨垂直铺设（无钢轨倾斜角），　但为了便于与相邻的带有倾斜角的钢轨连接，必须将　钢轨顶面打磨成一定的倾斜角，即有一定的断面倾斜　角。　基准线　用寿命、减少轨道养护维修工作量、降低车内及环境噪　声、减少行车阻力及牵引能耗；而对打磨前钢轨病害的　诊断及打磨门槛值的规定、打磨中打磨机具作业参数　的选择及打磨质量的控制、打磨后的作业质量验收标　准等，都是以波浪形磨耗深度作为控制指标；提出的打　磨技术路线是以最少的打磨机时及劳动力消耗、以最　小可能的轨头高度打磨量、追求最大可能的打磨效益，　特别是在钢轨寿命、轨道维修、车内及环境噪声及能量　消耗方面的效益；而对打磨后钢轨纵断面的平顺性、横　断面的规范性、打磨面的粗糙度和外观等参数都没有　（８）表示基准点Ａ和口的轨头横断面（钢轨倾角口）　基准线平　作为打磨质量的指标提出要求，更没有相应的工程质　量检收标准。　高速铁路及客运专线的钢轨打磨则有着完全不同　的目的和要求，主要在于提高钢轨纵断面的平顺性及　横断面的规范性，借以改善行车质量、特别是乘车舒适　性。　（ｂ）对称基准断面的倾斜钢轨在　相同的倾斜角打磨　（ｃ）对称基准断面非倾斜钢轨在　规定的倾斜角打磨　１主要名词术语　为了说明方便，对以下名词述语进行说明：　１）基准断面。通过钢轨打磨希望达到的、处于标　准钢轨断面规定公差范围以内的钢轨横断面。　２）基准线。垂直于轨道纵轴且与两股钢轨顶面　图１在横断面上基准点Ａ、Ｂ和８　的位置（单位：ｍｉｌ１）　（ｄ）表示基准点　、口　的轨头详细断面（钢轨倾角口）　维普资讯 http://www.cqvip.com ２Ｏ０６年第６期　客运专线钢轨打磨验收标准概述　４）基准钢轨。见图１（ｂ）和图１（ｃ），具有基准断　长度￡的采样“窗”内沿轨道采样，并按（１）式计算不　平顺峰峰幅值移动平均值：　ＰＰ（　，Ｌ）＝（口ｌ＋口２＋…＋口　）Ｉｎ　（１）　面、并按规定倾角铺设的钢轨。　５）基准点Ａ。通过轨顶面上一点的断面切线与　基准线之间向轨距内侧方向的夹角等于规定的断面倾　斜角，见图１（ａ）。　６）基准点　。基准钢轨的轨距面上，位于基准点　Ａ以下，与基准线平行，距离１４咖的那一点见图ｌ（ａ）。　７）基准点　。通过基准断面轨距角这一点的断　式中ｏ　一，ｏ　为单个不平顺峰峰幅值，　为线路里　程，￡为采样窗长度。　面切线与基准线的夹角为４５￣，见图１（ｄ）。　８）轨头打磨区。与基准线相垂直的轨顶圆弧半　径为准，向轨距内侧方向与之成７０。角的轨距角圆弧半　径和向轨道外侧方向与之成５。角的轨顶圆弧半径之间　所夹的基准轨轨头的区域（见图２）。　饲　半径　图２轨头打磨区　９）打磨区段。钢轨进行连续打磨的轨道长度。　１０）打磨面。用一个回转轴与钢轨纵轴相垂直的　砂轮，在打磨钢轨上磨出的、近似于平面的区域。　ｌ１）特征长度。用一个回转轴与钢轨纵轴相垂直　的砂轮，每转一圈沿钢轨移动的长度。　ｌ２）扫描断面。测量仪器的探头沿钢轨表面移动　的轨迹，由此可引伸出本标准中所需要的其它断面形　式。　ｌ３）原始断面。在进行任何断面滤波之前的扫描　断面的数字式表达形式。　１４）断面滤波器。把断面分解成长波、短波或其　它特定波长范围成分的电子仪器。　ｌ５）相位校正滤波器。不引起相移的断面滤波　器。　ｌ６）截止波长。幅值的５０％可被断面滤波器传递　的正弦断面的波长。　ｌ７）滤波断面。用一个断面滤波器对一个原始断　面进行滤波所得出的断面。　ｌ８）峰峰幅值移动平均值。如图３所示，在规定　厂　口２Ｊ　Ｉ　、　／弋　Ｘ＋Ｌ　Ｖ＼　窗长工　图３峰峰幅值的移动平均值（图中ｎ＝４）　ｌ９）均方根（／／ＭＳ）幅值。如图４所示，在规定长　度为￡的采样“窗”内沿轨道采样，按式（２）计算不平　顺的均方根（／／ＭＳ）幅值。　ｒ　１　＋工　．１／２　ＲＭＳ（Ｘ，Ｌ）＝Ｉ÷ｌ　Ｙ　（　）ｄｘ　Ｉ　（２）　式中　为线路里程，￡为采样窗长度。　如果断面是用Ｙ（ｆ），Ｙ（ｆ＋Ａｔ），Ｙ（ｆ＋２Ａｔ）等数　字形式表示，那么，数字式断面的均方根（ＲＭＳ）幅值可　表示为：　ｉｒＭＳ（Ｘ，￡）＝【∑ｙ：／（，ｌ—１）】ｌ，２　（３）　其中Ｌ为采样窗长度，　为线路里程，Ｙｉ为不平顺采　样半峰值，／ｉ，为采样个数。　２０）采样间隔。一个连续采集的扫描断面上．沿　轨道采样形成原始断面时，所采用的每个采样之间的　轨道长度间隔　２１）超限百分率。滤波断面的测定幅值超限的钢　轨长度，占整个打磨区段内钢轨长度的百分率。　．　．『＼　断面　、／Ｖ／／　／＼　　平均幅值线　窗长工　图４断面的均方根（冗　）幅值　２钢轨纵断面打磨验收标准　２．１打磨条件　在钢轨打磨作业完成８　ｄ内或在打磨后通过总重　维普资讯 http://www.cqvip.com 铁道建筑　Ｊｕｎｅ，２００６　３０万ｔ之前（哪个条件先到就按哪个条件执行，最好是　打磨后立即测量）用精密的基准仪器或打磨车上的常　规测量仪器对钢轨纵断面进行连续测量”　，得出扫描　断面，探头扫描的轨迹应在钢轨顶面基准点Ａ横向左　右１５　ｍｉｌｌ范围之内，并将扫描断面用数字形式表示，得　出下一步作滤波分析用的原始断面，再按验收标准规　定的波长进行滤波，建立“滤波断面”。再按规定的评定　参数、采样间隔及采样窗长度　，进行采样和计算分析。　２．２验收标准　根据业主的要求，可在合同中规定下列三项参数　中的任何一项作为纵断面打磨质量的评定参数。即规　定波长范围内不平顺的均方根（ＲＭＳ）幅值、不平顺峰　峰幅值的移动平均值及每１００　ｍ打磨钢轨长度范围内　不平顺峰峰幅值超过规定限值的个数。在一般线路　上，采用上述三参数中的任何一项参数，都会给出大致　相似的结论。　如果采用均方根（ＲＭＳ）幅值或峰峰幅值移动平均　值作为钢轨纵断面打磨质量的评定参数，则其验收标　准如表１所示。　　．裹１均方根（删Ｓ）幅值或峰峰幅值移动平均值　表示的纵断面验收标准　参　数　标　准　波长／ｍｍ　１０—３Ｏ　３０～１ｏｏ　１ｏｏ～３ｏｏ　３ｏｏ～　ｌ　Ｏ０ｏ　采样窗长度ＬＩｍ　Ｏ．６　Ｏ．６　１．Ｏ　５．Ｏ　均方根（ＲＭ￥）幅值限定值／ｒａｍ　０．ＯＯ４　０．０Ｏ４　Ｏ．Ｏｌ２　０．Ｏ４Ｏ　峰峰幅值移动平均值限定值／ｒａｍ　Ｏ．ＯｌＯ　０．０１０　Ｏ．Ｏ３Ｏ　Ｏ．１ｏｏ　一级标准允许超限百分率，％　５　５　５　１０　二级标准允许超限百分率，％　１０　１０　裹２用峰峰幅值超限个数表示的纵断面验收标准　参　数　标　准　波长／ｎｕｎ　１０～３Ｏ　３０～ｌｏｏ　ｌｏｏ～３ｏｏ　３ｏｏ～ｌ　Ｏ０ｏ　峰峰幅值的限定值／ｎｕｎ　Ｏ．ＯｌＯ　０．０１０　Ｏ．Ｏ３Ｏ　Ｏ．１ｏｏ　一级标准时，在每１００　ｍ打　磨钢轨长度内，允许单个不　２５Ｏ　ｌｏｏ　２５　ｌＯ　平顾超限的个数　二级标准时，在每１００　ｍ打　磨钢轨长度内允许单个不　２ｏｏ　５０　平顾超限的个数　如果采样均方根（ＲＭＳ）幅值作为钢轨打磨质量评　定参数，则根据规范的规定，纵断面的采样间隔≯２　ｌｎｌｌｌ，其数字化增量≯１　ｍ。打磨前应根据钢轨的实际　状态及业主的要求，制订经济、可行的打磨等级，并在　打磨合同中予以明确。　如果用每１００　ｍ打磨钢轨长度内不平顺峰峰幅值　超限的个数评定钢轨纵断面打磨质量，则验收标准如　表２所示。　３横断面打磨验收标准　３．１打磨条件　应在钢轨打磨作业完成８　ｄ之内或在打磨作业后　通过总重３０万ｔ之前（哪个条件先到就按哪个条件执　行，最好是打磨后立即测量）用基准仪器…，对打磨钢　轨进行横断面测量。每个打磨区段每股钢轨至少测量　一处横断面，当打磨区段长度＞５００　ｍ时，每股钢轨应　在≯５００　ｍ的打磨轨长度范围内测量一处钢轨横断　面。当对横断面的验收有争议时，应在打磨区段按《　１０　ｍ的间隔，每股钢轨测量一处横断面。　随着钢轨打磨目的不同，对于横断面打磨精度的　要求是不同的。有时纯粹是为了清除钢轨顶面的波浪　形磨耗，则没有必要对横断面进行精确打磨，可有时为　了控制钢轨顶面的倾斜度（断面倾斜度），要求打磨后　的钢轨断面接近于用“基准钢轨”表示的理想断面，则　对横断面要求有很高的打磨精度。应当根据当地情况　和打磨目的，由业主提出合适的打磨精度等级，并在合　同中作出规定。　钢轨横断面的验收标准是按打磨后的钢轨横断面　与理想横断面（也就是基准钢轨的横断面）在轨头打磨　区内的偏差程度来制订的。为此，对于直线和曲线下　股钢轨应当把打磨后的钢轨断面与基准断面在基准点　Ａ所在的轨顶圆弧半径方向及基准点Ｂ所在的轨头高　度位置对准，按与基准轨断面切线相垂直的方向测算　两断面最大正、负偏差（图５）。按规范规定，沿断面的　采样间隔≯２．５。或其数字化增量≯１　ｍｍ。若打磨断面　高出基准断面，则偏差为正。对于曲线上股钢轨，应按　两断面的基准点Ａ和基准点Ｂ所在的轨顶圆弧半径　方向和轨距角半径方向对准，测算两断面的最大正、负　偏差。　基准断面　断面　图５　打磨横断面相对于基准断面的偏差　维普资讯 http://www.cqvip.com ２ＯＯ６年第６期　客运专线钢轨打磨验收标准概述　３．２验收标准　个测点，计算６个测定值的平均值。　钢轨横断面打磨验收标准如表３所示。　２）验收标准计算平均值的６个数据中，表面粗糙　度＞１０，ｔｔｍ或者在所有平均值中，表面粗糙度＞１０，ｔｔｍ　裹３钢轨打磨横断面验收标准　的》ｌ６％。　参数　标　准　等级　偏差限定值／ｎｕｎ　０．６　１．０　１．７　５外观打磨验收标准　Ｑ　８０　１ｏｏ　１ｏｏ　１）测量打磨面宽度及打磨面宽度的变化，观察打　Ｒ　达限百分率，％　８０　ｌｏｏ　磨区表面颜色。　Ｓ　１ｏｏ　２）验收标准。打磨面最大宽度在轨距角圆弧上为　４　ｎｌｎｌ，在轨距角圆弧和轨顶圆弧的连接圆弧部分为７　其中，横断面打磨分Ｑ、Ｒ、Ｓ三个等级。表中的偏　ｎｌｎｌ，在轨顶圆弧上为１０　ｎｌｎｌ，从轨头打磨区向非打磨　差限定值（ｍｍ）应在合同中作出具体注释。如０．６　ｔｏｎｉ　区应平滑过渡，磨面宽度的最大变化在沿钢轨长度　的偏差限定值应注明是０．６０—０３　ｍｍ、或０．６　００．４２　１００　ｍｉｌｌ的范围内应不大于打磨面最大宽度的２５％，　．轨头打磨区无连续发蓝带。　！ｉ１＇１１．１　一１１１、还是０．６一ｎ６　ｎｌｎｌ。表中达限百分率（％）是指处　于偏差限定值以内的打磨断面的数量在总的打磨断面　６结语　数量中所占的百分比。如采用Ｑ级打磨时，偏差限定　值在ｏ．６　ｍｌｎ以内的断面应占８０％，所有打磨断面的　以上介绍的对打磨后钢轨纵断面、横断面、表面粗　偏差应在１．０　ｎｌｎｌ范围之内。或者反过来说，当选定偏　糙度和打磨面外观的验收标准均是欧洲标准，对我国　差限定值为１　ｎｌｎｌ时，Ｑ级打磨应当是１００％的断面达　新建客运专线新轨打磨工程的质量控制和验收，特别　标，Ｒ级打磨时应当是８０％的断面达标，ｓ级打磨时　是为新型打磨设备、检测设备的引进及国内既有相关　对达标数不作规定。不管采用哪个等级，所有打磨断　设备的改进、配套和利用提供参考。　面的偏差均应在１．７　ｎｌｎｌ以内。　参　考　文　献　４表面粗糙度打磨验收标准　［１］ＰｒＥＮ１３２３１—３—２ｏｏ０，欧洲标准［Ｓ］．　１）钢轨打磨后，就在基准点Ａ左右１０　ｍｌｎ范围以　修回日期：２Ｏ０６—０３—３０　内的同一钢轨打磨面上沿钢轨纵向立即进行表面粗糙　（责任审编　王红）　度测量。在一个完整的特征长度范围内，连续布置６　、／　ＶＶＶＶＶＶＶ　《高速铁路无碴轨道结构》新书介绍　－我国第一本全面系统阐述高速铁路无碴轨道结构　及轮轨关系、无碴轨道扣件系统及其部件参数的计算　设计、计算和运用关键技术的著作《高速铁路无碴轨道　方法、高速铁路无碴轨道扣件选型及主要技术参数的　结构》一书最近在铁路科技图书出版基金资助下由中　确定、上部结构层的设计计算模型及其合理参数，论述　国铁道出版社出版，本书由我国铁路青年专家赵国堂　无碴轨道与谐振式轨道电路之间的关系及延长轨道电　博士编著，铁道部原副部长、现任铁道部高速铁路建设　路传输长度的技术途径和措施。　领导小组副组长蔡庆华教授级高级工程师作序，中国　本书理论性强，工程应用广泛，可供从事相关工作　铁道出版社傅希刚高级编审担任责任编辑。全书共分　的设计人员、研究人员、工程建设人员和大专院校师生　七章，前三章讨论有碴轨道对高速铁路的适应性、国外　学习参考，也可作为无碴轨道技术培训教材及研究生　高速铁路无碴轨道应用特点，提出高速铁路无碴轨道　教学用书（联系人傅希刚，电话５１８７１３４２，也可与本刊　结构选型原则及建议；后四章阐述高速铁路钢轨技术　编辑部联系）。