地铁轨道钢轨伤损原因及维修路径

地铁轨道钢轨伤损原因及维修路径

蔡峰 郜彦翔

杭州杭港地铁有限公司 浙江杭州 310000

摘要：地铁轨道钢轨的损坏和故障是地铁运营和维护中的重要问题。本文通过对地铁轨道钢轨的伤损原因和维修路径进行研究，旨在提高地铁运营的安全性和效率。分析轨道负荷和运行条件对钢轨的影响，探讨环境因素对钢轨的损害，讨论设计和施工缺陷对钢轨的影响。在了解地铁轨道钢轨的伤损原因后，提出相应的维修路径，此外，还讨论了轨道更换和升级的策略。通过对地铁轨道钢轨伤损原因和维修路径的研究，可以提高地铁运营的安全性和可靠性，降低维护成本，为城市交通的可持续发展做出贡献。

关键词：地铁轨道；钢轨；伤损原因；维修路径

地铁作为现代城市交通的重要组成部分，承载着大量的乘客和货物运输任务。然而，长期以来，地铁轨道钢轨的损坏和故障一直是地铁运营和维护的重要问题。钢轨的损坏不仅会影响列车的正常运行，还可能导致安全隐患和运营成本的增加[1]。因此，深入研究地铁轨道钢轨的伤损原因和维修路径，对于提高地铁运营的安全性和效率具有重要意义。

一、地铁轨道钢轨伤损原因

地铁轨道钢轨的伤损原因可以归结为轨道负荷和运行条件、环境因素以及设计和施工缺陷三个方面。在轨道负荷和运行条件方面，车辆荷载是一个重要因素。地铁列车的重量和载客量会对钢轨施加压力，长期运行会导致钢轨的磨损和疲劳。此外，运行速度和频率也会对钢轨产生影响，高速运行和频繁的列车通过会加剧钢轨的磨损和疲劳。

环境因素也是导致地铁轨道钢轨伤损的重要原因，温度变化是一个常见的环境因素，地铁轨道在季节变化和日夜温差的影响下会发生热胀冷缩，导致钢轨的变形和应力集中[2]。湿度和腐蚀也是一个问题，特别是在潮湿的环境中，钢轨容易受到水分和腐蚀物的侵蚀，导致钢轨的锈蚀和损坏。设计和施工缺陷也会对地铁轨道钢轨的损坏产生影响，轨道几何形状的问题，如轨道的高低差、曲线半径等不合理设计，会导致钢轨的应力集中和变形。焊接质量的不良也会导致焊缝的裂纹和断裂，进而影响钢轨的稳定性。此外，材料选择也是一个重要的因素，选择低质量或不适合的材料会导致钢轨的损坏和寿命缩短。

二、地铁轨道钢轨伤损类型

（一）磨损和疲劳

轨道磨耗是由于地铁列车的频繁运行而导致的钢轨表面磨损，特别是在弯道和切曲线处，列车的侧向力会加剧钢轨的磨耗。长期的磨耗会导致钢轨的减薄和形状变化，进而影响列车的平稳运行[3]。为了解决轨道磨耗问题，可以采取磨削技术，将磨损层去除，恢复轨道的平整度和几何形状。其次，轨道疲劳裂纹是由于地铁列车的频繁荷载和运行引起的。列车的荷载会导致钢轨的应力集中，从而在钢轨表面产生裂纹。这些裂纹可能会逐渐扩展并导致钢轨的断裂。为了解决轨道疲劳裂纹问题，可以进行补焊和修复，以增强钢轨的强度和稳定性。此外，定期的超声波检测可以帮助及早发现隐藏在表面下的裂纹和缺陷，以便及时采取修复措施。磨损和疲劳是地铁轨道钢轨常见的伤损类型，对地铁运营的安全性和可靠性产生重要影响。因此，地铁运营方应定期进行轨道表面检查和超声波检测，及时发现和修复磨损和疲劳裂纹问题。通过维护和修复措施，如磨削和修复磨损、补焊和修复裂纹，可以延长钢轨的使用寿命，确保地铁运营的平稳和安全。

（二）腐蚀和锈蚀

酸雨腐蚀是指大气中的酸性物质与钢轨表面的金属发生反应，导致腐蚀的现象。在某些地区，大气中的污染物和酸性降水会加剧钢轨的腐蚀。酸雨腐蚀会使钢轨表面产生凹坑和腐蚀斑点，进而降低钢轨的强度和耐久性。为了防止酸雨腐蚀，可以在钢轨表面涂覆防腐涂层，以阻隔酸性物质的侵蚀。

氧化锈蚀是指钢轨暴露在潮湿的环境中，受到氧化作用的影响而形成的锈蚀。潮湿的环境会加速钢轨表面的金属氧化，形成锈蚀。锈蚀会使钢轨的强度和耐久性降低，甚至可能导致钢轨的断裂[4]。为了防止氧化锈蚀，可以进行防锈处理，如定期清洗和涂覆防锈剂，以保护钢轨的表面免受潮湿环境的侵蚀。腐蚀和锈蚀是地铁轨道钢轨常见的伤损类型，对地铁运营的安全性和可靠性产生重要影响。因此，地铁运营方应定期进行轨道表面检查，及时发现和修复腐蚀和锈蚀问题。通过防腐涂层和防锈处理，可以延长钢轨的使用寿命，确保地铁运营的平稳和安全。

（三） 轨道变形和偏移

热胀冷缩引起的变形是由于地铁轨道在温度变化的影响下发生的，当温度升高时，钢轨会膨胀，而在温度降低时会收缩。这种热胀冷缩会导致钢轨的长度和形状发生变化。这种变形可能会导致钢轨的应力集中和变形，进而影响列车的平稳运行[5]。为了解决热胀冷缩引起的变形问题，可以采取措施如轨道固定装置的设计和调整，以适应温度变化。

车辆荷载引起的偏移是由于地铁列车的荷载对钢轨施加压力而导致的。长期运行下，车辆荷载可能会导致钢轨的偏移。偏移会导致轨道几何形状的不规则，进而影响列车的平稳行驶和安全性。为了解决车辆荷载引起的偏移问题，可以采取措施如轨道固定装置的加固和调整，以确保钢轨的稳定性和几何形状的规整。轨道变形和偏移是地铁轨道钢轨常见的伤损类型，对地铁运营的安全性和可靠性产生重要影响

[6]。因此，地铁运营方应定期进行轨道几何形状的检查和调整，及时发现和修复变形和偏移问题。通过轨道固定装置的设计和调整，可以保持钢轨的稳定性和几何形状的规整，确保地铁列车的平稳运行和安全性。此外，对于热胀冷缩引起的变形，可以考虑采用热胀冷缩补偿装置，以减少钢轨的变形。对于车辆荷载引起的偏移，可以加强轨道固定装置的设计和施工质量，确保钢轨能够承受列车荷载并保持稳定。

三、地铁轨道钢轨维修路径

（一）定期巡检和监测

轨道表面检查：定期对地铁轨道的表面进行检查，包括观察磨损、裂纹、锈蚀等情况，以及检查轨道几何形状的变化。

超声波检测：利用超声波技术对地铁轨道进行检测，可以发现隐藏在表面下的裂纹和缺陷，及时进行修复。

（二）维护和修复措施

磨削和修复磨损：对于磨损严重的地铁轨道，可以采用磨削技术将磨损层去除，恢复轨道的平整度和几何形状。

补焊和修复裂纹：对于出现裂纹的地铁轨道，可以进行补焊和修复，以增强轨道的强度和稳定性。

防腐涂层和防锈处理：在地铁轨道表面涂覆防腐涂层，以防止腐蚀和锈蚀的发生，延长轨道的使用寿命。

（三）轨道更换和升级

对于老化严重或严重损坏的地铁轨道，需要进行更换，以确保地铁运营的安全性和可靠性。根据实际情况和需求，可以考虑对地铁轨道的几何形状和材料进行升级。例如，通过改善轨道的几何形状，可以提高列车的平稳性和行驶舒适度。同时，选择更高质量和耐久性的材料，可以延长轨道的使用寿命和减少维修频率。

结束语：

地铁轨道钢轨的伤损是地铁运营中不可避免的问题，但通过了解伤损原因和采取适当的维修路径，可以延长轨道的使用寿命，提高地铁运营的安全性和可靠性。通过维修路径的实施，可以延长地铁轨道的使用寿命，降低维护成本，并为城市交通的可持续发展做出贡献。因此，地铁运营方应高度重视地铁轨道钢轨的伤损问题，并制定科学有效的维修计划，确保地铁运营的安全、高效和可持续发展。

参考文献：
[1] 李军,张文学.京广高铁株衡区段钢轨表面伤损成因及防治措施的探讨[J].湖南铁路科技职业技术学院学报, 2021(1):6.

[2] 李国瑞.城市轨道交通钢轨伤损原因及维护方法[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2021(9):2.

[3] 马益龙.南京地铁典型钢轨伤损分析及防治[J].山西建筑, 2023, 49(1):146-148.

[4] 王开杨.城市地铁轨道伤损原因及维护方法[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2021(7):2.

[5] 王利博,遆旭,王昊,等.城市轨道交通轨道维修常见问题及对策[J].中国高新科技, 2022(20):76-78.

[6] 杨大巍,邓勇,董雪娇,等.某铁路钢轨伤损及其形成机理研究[J].钢铁钒钛, 2022(004):043.