钢轨接头病害的成因分析和整治措施

现本人就参加工作多年来平时工作中积累和学习的经验，针对钢轨接头常见病害产生的原因，谈谈对钢轨接头常见病害预防和整治的一些初浅的看法。     

浅谈钢轨接头病害分析

钢轨接头是轨道结构的薄弱环节，其原因在于轨结构的组合性和散体性与接头构造上的非连续性。工务部门的轨道线路维修中，钢轨接头病害整修占路维修工作量的60％以上比重。钢轨接头病害程度数量成为评价线路设备状态的重要标志，是影响运的主要因素。冲击附加动压力的大小与轮重、轮径、行输安全畅通的安全所在。     

重载铁路胶接绝缘接头处轨道振动特性

胶接绝缘接头是重载列车准确定位和区间信号传递的重要基础设施,但由于接头是线路的薄弱部分,易产生伤损病害导致轨道结构动态作用增大,为研究病害接头和新装接头对轨道结构的振动影响特征,在重载线路上进行了接头病害的静态测试调研和现场行车试验,分析了重载列车作用下病害接头和新接头对轨道结构振动传递、分布及频谱特征影响规律。结果表明,病害接头在长期动载作用下行车方向下侧钢轨出现了明显的低塌和钢轨硬弯病害。列车动载引起的轨道结构振动峰值分布具有随机性,整体上病害接头处钢轨振动峰值分布服从ln N分布,而新接头的服从N分布,两种接头处轨枕服从双峰分布。病害接头处轨道振动明显较新接头大。从反映冲击特性的峭度值来看,病害接头钢轨峭度值远大于3,存在较强冲击振动,而新接头处小于3,无冲击振动。车轮驶过接头轨缝,在迎轮侧钢轨病害接头会产生两次较大振动峰值,而新接头只有一次振动峰值。车轮动载会激发病害接头轨道结构高频振动,尤其在钢轨和道床中存在1 500 Hz以上的高频振动。随着车速的增大,接头处轨道结构振动相应增大,但各部位的增大趋势并不完全相同。     

钢轨闪光接触焊焊接接头的常见病害与防治分析

本文针对钢轨闪光焊接头的几种常见病害,进行了病理分析,结合多年基地焊轨生产实践,找出防治焊接接头病害的相应措施,为减少接头病害提出了建议。     

长轨焊接技术在煤矿窄轨铁道

矿井的运输线路由于钢轨接缝的大量存在,接头部位成为线路的薄弱环节,严重影响高速行车的平稳度和舒适度。进行长轨焊接消灭了钢轨接头,减少了列车在接头区的冲击和振动,从而大大提高了轨道的平顺性,提高列车运行速度,增强平巷人车的舒适度,又减小了钢轨病害和维修工作量,延长钢轨和轨枕以及扣件的寿命,因而煤矿井下轨道运输中的长轨焊接可行性,焊接的工艺要求,焊接后的质量要求,为井下窄轨铁路运输提供了安全保障。     

钢轨焊接接头电正火工艺及设备的研究

为了提高钢轨焊接接头的性能,本文对钢轨焊接接头电阻加热正火工艺及设备进行了研究。设计成电阻加热正火设备,对 U_(74)60kg/m 钢轨闪光对焊接头进行了正火工艺试验,确定了最佳工艺参数,并进行了正火接头的质量检验。试验结果表明质量稳定、效果显著,可大幅度提高钢轨焊接接头的机械性能。     

无缝线路钢轨铝热焊接接头质量控制

焊接接头质量控制方法为通过控制焊接碳含量,进而确保接头整体稳定,但由于缺乏对接头的热处理,因此导致质量控制效果较差。为此,该文提出无缝线路钢轨铝热焊接接头质量控制方法。根据钢轨型号进行焊接接头热处理,并计算焊接线能量以及焊道碳当量,最后对钢轨预拱度进行调整。试验结果表明,采用该文提出的方法对焊接接头质量进行控制,接头的耐腐蚀性较高,具备较好的质量控制效果。     

小半径曲线段钢轨打磨对轮轨动力特性影响分析

针对铁路小半径曲线钢轨病害实施个性化钢轨廓形打磨，定期观测打磨后线路状态，通过钢轨廓形采集及轨面状态分析，结合车辆-轨道动力学模型对钢轨打磨效果进行评价，探讨钢轨廓形保持水平及合理养护周期。研究结果表明：个性化钢轨廓形打磨后，轮轨接触关系得到显著改善，算例中车体横向加速度、垂向加速度、轮轨横向力分别降低9.58%、8.09%、15.81%；轮轨磨耗指数降低22.99%，有效降低钢轨磨耗速率，延长使用寿命。在打磨12个月后，各项动力学指标表现仍优于打磨前，验证个性化钢轨廓形打磨是可行的。随着打磨后通过总重的增加，12个月左右钢轨表面开始出现病害并快速发展，廓形产生较为明显的磨耗，建议将此时线路通过总重所经历的时间作为钢轨廓形的打磨周期。     

高速列车通过钢轨焊接接头时引起的轮轨冲击噪声的研究

高速铁路采用无缝钢轨铺设,大大地降低了轮轨通过钢轨接头时产生的轮轨冲击噪声。但是由于焊接钢轨时工艺不良和焊接材料与钢轨材料间存在性能差异等原因,车轮滚过这些焊接接头时产生的轮轨噪声远大于其它地方。为了探明钢轨焊接接头对轮轨噪声的影响,综合运用车辆-轨道耦合动力学理论、随机振动理论和声辐射理论建立了轮轨噪声预测模型,计算分析了高速列车通过钢轨焊接接头时的轮轨噪声。研究结果表明：焊缝凸台引起的轮轨冲击噪声主要集中在1250～3000Hz范围内。钢轨凹陷型焊缝引起的轮轨冲击噪声主要集中在400～1250Hz范围内。钢轨焊缝处短波不平顺波长增大,轮轨噪声声级最大值有所减小;短波不平顺波深增大,轮轨噪声声级最大值有所增大。     

车轮滚过钢轨错牙接头处产生的轮轨冲击噪声机理分析

当列车通过钢轨错牙接头时,会产生强烈的冲击并引起冲击噪声。为了探明铁路线上列车通过钢轨错牙接头处产生的轮轨冲击噪声,建立了基于车轮-轨道相互作用的轮轨冲击噪声预测模型,计算分析了钢轨错牙接头激扰下轮轨冲击力和冲击噪声的特性。结果表明:车轮通过钢轨错牙接头时会产生剧烈的冲击力和冲击噪声;迎轮错牙引起的轮轨冲击力峰值比送轮错牙接头要大210.5 kN,而引起的冲击噪声比送轮错牙接头大10～20 dB(A)。错牙高度越大其引起的轮轨冲击力和轮轨冲击噪声也越大。钢轨错牙高度增加0.5 mm时,轮轨冲击力最大峰值约增大60～90 kN,而轮轨冲击噪声在全频段都会增加1～3 dB(A),钢轨错牙引起的轮轨冲击力与冲击噪声成正比关系。随着车轮运行速度的增加,其激发的轮轨冲击力相应地增加,P1力变化比P2力明显,车轮速度在100 km/h以上钢轨错牙引起的轮轨冲击噪声变化十分显著。     

铁路道岔综合打磨技术的应用和研究

对铁路道岔区段钢轨表面存在的病害进行认真分析，结合道岔钢轨打磨工作存在的问题，有针对性的采用在道岔区段大机打磨与仿形打磨机相结合的综合打磨新方案。该方案实行后大大提高了道岔区钢轨打磨质量，实现了道岔区的全面打磨，降低生产成本。     

U75V钢轨闪光焊推凸引致裂纹的分析

对U75V钢轨焊接接头产生的裂纹或断裂典型案例进行了研究.结果表明,该钢轨的焊接和焊接接头热处理工艺正常,裂纹是产生于焊接推凸过程.其原因是由于焊缝存在网状铁素体而使强度有所下降,并且焊后推凸间隔时间过长.建议将焊后推凸时间间隔缩短到30s以内,同时进一步加强对焊接接头探伤工作.     

加强跨区间无缝线路钢轨接头现场焊接的质量控制

本文从现场控制焊接缺陷,保证接头外观质量,保证接头性能,加强焊接现场质量管理,提出了钢轨现场焊接的质量控制点。     

地铁高架桥钢轨伸缩调节器病害及整治方法

高架桥上的钢轨伸缩调节器因铺设问题出现了枕木开裂、铁垫板位移、螺栓拉弯失效等病害,严重影响运营安全。通过对病害原因的分析,充分考虑运营线路上病害整治施工的难度以及尽量减少对运营的干扰、降低施工风险和成本,制定了切实可行的整治措施。本文对类似钢轨伸缩调节器病害整治有借鉴作用。     

桥式起重机钢轨接头焊接工艺

对桥式起重机钢轨接头焊接变形的控制和防止焊缝开裂采取的焊接工艺进行了较详细的论述。     

重载铁路钢轨隐伤病害处振动特性分析EI北大核心CSCD

钢轨隐伤病害在重载铁路中大量存在,病害发展后期会导致病害位置整个轨道-路基动态响应增大,严重影响轨道-路基正常服役状态。为研究重载铁路典型隐伤病害产生后对整个轨道-路基的时频域影响特征,开展了现场静态测试与病害原因分析,以及分别进行了病害断面和正常断面的动态行车测试对比试验,得出了病害断面的时频域及振动传递特征。结果表明:病害断面钢轨轨头存在局部低塌、剥离掉块及多裂纹病害,轨头表面会存在明显的裂纹扩展区,其呈Y型扩展并有贯通整个轨头的趋势。病害断面轨道-路基振动明显较正常断面大,其中钢轨、轨枕、道床及路基振动大小均值分别是正常断面的26倍、23倍、13倍及5倍;病害断面轨道-路基频谱峰值存在转向架和邻轴距为基频10 Hz左右的周期性调制频率;病害断面轨枕下道砟粉化严重导致振动能量在2000 Hz附近几乎无衰减,而正常断面在2000 Hz附近由上至下各层之间振动能量依次减小;车速增大对病害断面钢轨振动冲击影响最强烈,对其下部轨枕及路基影响在45~75 km/h内逐渐减弱。     

浅析钢轨闪光焊接缺陷分析及预防方法

针对钢轨闪光焊焊接接头存在内部缺陷、外部缺陷和金属组织缺陷,分析产生的原因并提出预防方法。     

插销法研究自保护焊U75V钢轨的冷裂敏感性

采用插销试验法研究了JDHS-38#自保护药芯焊丝焊接U75V钢轨的冷裂敏感性,评估了预热温度、线能量、焊道数3个因素对U75V钢轨临界断裂应力的影响.结果表明,现场对钢轨施焊时,采取250℃的预热温度,14 kJ/cm左右的线能量,双层焊等措施可以使钢轨接头热影响区少产生甚至不产生焊接冷裂纹,使其临界断裂应力达646 MPa,与抗拉强度相当.若采用其他工艺参数,临界断裂应力较低,且当拘束拉伸应力高于抗拉强度时,于热影响区发生氢致断裂.焊接接头过热区组织主要为马氏体、贝氏体,断口显微形貌主要为河流花样、泥状花样及爪状花样.     

U75V焊接钢轨线路铺设时的断裂原因分析

某铁道线路进行大修换轨铺设新轨时,一支采用闪光焊接工艺焊接的长500m的钢轨在中部位置的焊缝附近发生横向断裂,采用宏观检验、化学成分分析,断口分析及微观组织分析等方法对钢轨断裂的原因进行了分析。结果表明：钢轨的冶金质量良好,钢轨发生断裂主要是因为其轨头踏面表层形成的马氏体组织在铺轨时的弯曲拉应力作用下,产生裂纹并快速扩展,导致钢轨发生脆性断裂;钢轨焊接时出现了高接头,为保证焊接钢轨的平直度对其进行了打磨,但打磨工艺控制不良,从而导致钢轨轨头踏面局部产生高温,发生马氏体组织转变。     

大型落锤试验机校准方法

落锤试验机适用于不同类型的焊接接头试件和钢轨母材落锤试验。为了保证检测结果的一致性和可靠性，通过对仪器的实际检测，我们制定出了落锤试验机校准方法，从而比较准确地反映了落锤试验机的技术性能，满足了工业生产的试验需要。