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摘要：本文主要分析城市轨道交通正线钢轨伤损类型，对伤损数据的统计结果进行分析，以分析结果为依据，提出城市轨道交通正线钢轨伤损防治措施。从而控制钢轨伤损发展情况。
关键词：钢轨伤损;硬度;掉块
Abstract: This paper mainly analyzes the city rail transit line rail damage types, statistics on the damage data and the results are analyzed, based on the result, the city rail transit line rail damage prevention measures. In order to control the rail damage development.
Key words: rail damage; hardness; off block
中圖分类号：U213.4文献标识码：A文章编号：
城市轨道交通既有线随着运营时间的不断累积，运营压力的不断提高，随着列车通过总重的不断增大，无论是2002年开通至今的琶洲至三元里区段以及2005年开通至今的琶洲至万盛围区段，既有线正线钢轨病害逐渐暴露出来，并且有些病害有扩大的趋势。为了有效的控制钢轨伤损及更换的情况，现对既有二号线正线钢轨伤损情况进行分析总结。
一、日常维护
在日常维修中，对发现伤损的钢轨进行了统计。特别是对达到更换标准伤损钢轨进行了设备更换记录，用于对这些钢轨设备进行分析总结，力求掌握正线钢轨设备病害的发展规律。从而做到对钢轨状态的严密控制，有计划的进行伤损设备的维修保养。
表1钢轨主要伤损类型统计2010年1月至2011年8月
二、病害总结
从以上统计数据可以看出：既有二号线正线钢轨伤损大部分是由于表面裂纹、剥落掉块以致达到更换标准；还有小部分是由于钢轨表面锈蚀、掉块达到更换标准。
钢轨表面裂纹、剥落掉块伤损形成的原因主要有：
1、随着运营压力与列车通过总重的不断加大、轨道不平顺等因素的作用下钢轨表面缓慢地出现疲劳纹，钢轨表面的疲劳纹没有及时的进行处理，在列车荷载与振动的作用下，出现局部的掉块。局部的掉块在应力集中作用下，逐步发展成较大的掉块达到轻伤。
2、钢轨硬度与轮对硬度不匹配是钢轨磨耗的主要原因。我国铁路主要使用的热轧钢轨和各种车轮的化学成分及力学性能如下表1、表2所示：
表中的钢轨与车轮硬度均表示为布氏硬度(HB)，转换为洛氏硬度(HRC)后得出下表3：
表3 国内铁路使用的主要钢轨与车轮硬度
据有关文献，就减少轮轨磨耗而言，最佳硬度匹配区为钢轨/车轮硬度比为HR/HW=1.0-1.2。建议合理选择硬度合适的钢轨及列车车轮，减小车轮以及钢轨的相互磨损。
对既有二号线钢轨表面与车辆轮对踏面的硬度数据进行了采集（详见下表4和表5），对比数据表明轮轨之间硬度存在差异。
表4 二号线车辆轮对硬度值（轮对为车辆原配的国产轮对）
表5伤损钢轨硬度值
从表4、5中可求得，既有二号线车辆轮对平均硬度值为39.94，钢轨平均硬度值为34.07，所以既有二号线钢轨/车轮硬度比为HR/HW=0.85。
3、波形磨耗是形成钢轨表面裂纹的主要原因之一。波形磨耗形成初期，没有及时的进行打磨处理，继而发展为较严重的波磨。波行磨耗严重的区域，列车经过振动加剧，钢轨所受到的列车振动荷载也远大于列车轴重，轨头所受到的应力也急剧提高，出现表面疲劳纹、剥落掉块的周期也大大的缩短。
4、钢轨内表面有杂质，也是钢轨形成裂纹、剥落掉块的原因之一。钢轨内表面存在杂质，会导致列车通过是应力集中，在轨头表面处极易出现表面裂纹，逐步发展为掉块。
钢轨表面锈蚀、掉块伤损形成的原因：
钢轨在列车车轮的摩擦下，强度较高的表面逐渐被磨掉，露出强度相对较低的轨头内表面，钢轨长期处于潮湿环境中，内表面极易出现锈蚀，导致钢轨轨头强度大大降低，就出现表面裂纹继而剥落掉块形成轻伤。
以上病害在发生空间位置上也有明显的规律。钢轨侧面磨耗超限、剥落掉块多发生在小半径曲线钢轨上。波形磨耗多发生在缓和曲线上或者存在钢轨高低接头、道岔区上。钢轨锈蚀发生在隧道环境潮湿或长期隧道漏水并滴到钢轨上的区段。
三、防治措施
1、合理选择硬度合适的钢轨及列车车轮，减小车轮对钢轨的磨损。建议在小半径曲线上铺设硬度较高的钢轨以减小钢轨磨耗。如H340的热处理钢轨或其他相应硬度等级的钢轨（如等热处理钢轨U75V、U76NbRE、U71Mn）。对运行速度小于160km/h的线路宜采用CL60车轮。有观点认为，钢轨的硬度应该高于车轮的硬度。这主要是从车轮的维修和更换比钢轨容易的角度考虑，在轮轨磨耗均相当严重的情况下，是一种经济的选择。
2、对小半径曲线钢轨进行周期性的涂油、测量轨道不平顺、钢轨磨耗等，控制轨道不平顺在允许的范围内，排除这些病害发生的基础设备原因。
3、钢轨在出现表面裂纹、波形磨耗后要及时进行处理，主要可以对钢轨进行打磨、涂油处理，消除小隐患，防止其发展为剥落掉块。
4、对钢轨的高低接头进行打磨，控制波形磨耗的形成，波形磨耗的有效控制有利于延长钢轨表面裂纹形成的周期。
5、对隧道漏水，特别是漏水直接与钢轨接触的区域，要及时的进行排堵，以减缓钢轨锈蚀的速度。
6、对达到重伤的钢轨进行更换，并采取铝热焊永久性处理。 对部分轻伤钢轨上夹板加固处理。对轨面剥落掉块较严重但未达到重伤标准伤损进行焊补。加强伤损钢轨检查力度，做好检查台帐，实时监控钢轨伤损病害的发展。
7、做好钢轨轨料的配备，以备钢轨伤损病害扩大发展时，可以立即安排换轨计划进行伤损钢轨的更换。
关键词：钢轨伤损;硬度;掉块
Abstract: This paper mainly analyzes the city rail transit line rail damage types, statistics on the damage data and the results are analyzed, based on the result, the city rail transit line rail damage prevention measures. In order to control the rail damage development.
Key words: rail damage; hardness; off block
中圖分类号：U213.4文献标识码：A文章编号：
城市轨道交通既有线随着运营时间的不断累积，运营压力的不断提高，随着列车通过总重的不断增大，无论是2002年开通至今的琶洲至三元里区段以及2005年开通至今的琶洲至万盛围区段，既有线正线钢轨病害逐渐暴露出来，并且有些病害有扩大的趋势。为了有效的控制钢轨伤损及更换的情况，现对既有二号线正线钢轨伤损情况进行分析总结。
一、日常维护
在日常维修中，对发现伤损的钢轨进行了统计。特别是对达到更换标准伤损钢轨进行了设备更换记录，用于对这些钢轨设备进行分析总结，力求掌握正线钢轨设备病害的发展规律。从而做到对钢轨状态的严密控制，有计划的进行伤损设备的维修保养。
表1钢轨主要伤损类型统计2010年1月至2011年8月
二、病害总结
从以上统计数据可以看出：既有二号线正线钢轨伤损大部分是由于表面裂纹、剥落掉块以致达到更换标准；还有小部分是由于钢轨表面锈蚀、掉块达到更换标准。
钢轨表面裂纹、剥落掉块伤损形成的原因主要有：
1、随着运营压力与列车通过总重的不断加大、轨道不平顺等因素的作用下钢轨表面缓慢地出现疲劳纹，钢轨表面的疲劳纹没有及时的进行处理，在列车荷载与振动的作用下，出现局部的掉块。局部的掉块在应力集中作用下，逐步发展成较大的掉块达到轻伤。
2、钢轨硬度与轮对硬度不匹配是钢轨磨耗的主要原因。我国铁路主要使用的热轧钢轨和各种车轮的化学成分及力学性能如下表1、表2所示：
表中的钢轨与车轮硬度均表示为布氏硬度(HB)，转换为洛氏硬度(HRC)后得出下表3：
表3 国内铁路使用的主要钢轨与车轮硬度
据有关文献，就减少轮轨磨耗而言，最佳硬度匹配区为钢轨/车轮硬度比为HR/HW=1.0-1.2。建议合理选择硬度合适的钢轨及列车车轮，减小车轮以及钢轨的相互磨损。
对既有二号线钢轨表面与车辆轮对踏面的硬度数据进行了采集（详见下表4和表5），对比数据表明轮轨之间硬度存在差异。
表4 二号线车辆轮对硬度值（轮对为车辆原配的国产轮对）
表5伤损钢轨硬度值
从表4、5中可求得，既有二号线车辆轮对平均硬度值为39.94，钢轨平均硬度值为34.07，所以既有二号线钢轨/车轮硬度比为HR/HW=0.85。
3、波形磨耗是形成钢轨表面裂纹的主要原因之一。波形磨耗形成初期，没有及时的进行打磨处理，继而发展为较严重的波磨。波行磨耗严重的区域，列车经过振动加剧，钢轨所受到的列车振动荷载也远大于列车轴重，轨头所受到的应力也急剧提高，出现表面疲劳纹、剥落掉块的周期也大大的缩短。
4、钢轨内表面有杂质，也是钢轨形成裂纹、剥落掉块的原因之一。钢轨内表面存在杂质，会导致列车通过是应力集中，在轨头表面处极易出现表面裂纹，逐步发展为掉块。
钢轨表面锈蚀、掉块伤损形成的原因：
钢轨在列车车轮的摩擦下，强度较高的表面逐渐被磨掉，露出强度相对较低的轨头内表面，钢轨长期处于潮湿环境中，内表面极易出现锈蚀，导致钢轨轨头强度大大降低，就出现表面裂纹继而剥落掉块形成轻伤。
以上病害在发生空间位置上也有明显的规律。钢轨侧面磨耗超限、剥落掉块多发生在小半径曲线钢轨上。波形磨耗多发生在缓和曲线上或者存在钢轨高低接头、道岔区上。钢轨锈蚀发生在隧道环境潮湿或长期隧道漏水并滴到钢轨上的区段。
三、防治措施
1、合理选择硬度合适的钢轨及列车车轮，减小车轮对钢轨的磨损。建议在小半径曲线上铺设硬度较高的钢轨以减小钢轨磨耗。如H340的热处理钢轨或其他相应硬度等级的钢轨（如等热处理钢轨U75V、U76NbRE、U71Mn）。对运行速度小于160km/h的线路宜采用CL60车轮。有观点认为，钢轨的硬度应该高于车轮的硬度。这主要是从车轮的维修和更换比钢轨容易的角度考虑，在轮轨磨耗均相当严重的情况下，是一种经济的选择。
2、对小半径曲线钢轨进行周期性的涂油、测量轨道不平顺、钢轨磨耗等，控制轨道不平顺在允许的范围内，排除这些病害发生的基础设备原因。
3、钢轨在出现表面裂纹、波形磨耗后要及时进行处理，主要可以对钢轨进行打磨、涂油处理，消除小隐患，防止其发展为剥落掉块。
4、对钢轨的高低接头进行打磨，控制波形磨耗的形成，波形磨耗的有效控制有利于延长钢轨表面裂纹形成的周期。
5、对隧道漏水，特别是漏水直接与钢轨接触的区域，要及时的进行排堵，以减缓钢轨锈蚀的速度。
6、对达到重伤的钢轨进行更换，并采取铝热焊永久性处理。 对部分轻伤钢轨上夹板加固处理。对轨面剥落掉块较严重但未达到重伤标准伤损进行焊补。加强伤损钢轨检查力度，做好检查台帐，实时监控钢轨伤损病害的发展。
7、做好钢轨轨料的配备，以备钢轨伤损病害扩大发展时，可以立即安排换轨计划进行伤损钢轨的更换。