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摘要：预防性打磨是钢轨维护中很常用的一种方式，技术人员通过对钢轨进行预防性打磨，能够在很大程度上降低轨头表面的接触疲劳伤损程度，把断面磨合成比较合理的廓形，改善轮轨关系，减缓钢轨的使用损伤。虽然钢轨预防性打磨技术存在这些功能和优点，但是在实际运用过程中，会出现一些影响打磨质量的因素，本文主要通過对这些影响打磨质量问题原因进行分析，提出打磨量化计算及打磨方法优化解决方案。
关键词：钢轨;预防性打磨;打磨流程;钢轨轮廓特征;方法优化
引言
预防性打磨是重要的钢轨维护方式，采用预防性钢轨打磨，可明显消除轨头表面的接触疲劳伤损，同时将钢轨断面打磨至合理断面，能明显减轻轮轨动力作用，减缓钢轨伤损。试验和研究表明，在高负荷线路上采用小切削量的周期性的预防性打磨比基于钢轨状态的修复性打磨要更为经济和高效。切削量是钢轨打磨的关键技术指标之一，直接关系到打磨效率和质量。多年来钢轨预防性打磨主要以经验为主，存在打磨过剩或打磨不足，打磨的质量难以保证。随着对打磨技术研究和实践的深入，特别是钢轨打磨车的普遍运用，使得借助钢轨轮廓测量设备，能定量计算确定切削量，为预防性打磨方法优化创造了条件。
1影响钢轨预防性打磨质量的因素
预防性打磨指的是在钢轨即将出现缺陷或者出现缺陷之前，对钢轨进行打磨，主要就是为了控制钢轨侧磨和侧向轮轨作用力，缓解钢轨的使用疲劳，对产生的波磨进行控制。从实际运用效果来看，预防性打磨能够有效延长钢轨的使用寿命，提高钢轨的运行的安全性。不过从现阶段来看，对钢轨的打磨仍然是凭借传统经验，科学的实验研究不足，打磨质量也不是很稳定等情况。其中影响因素主要如下：
1.1 打磨流程的依据不够
由于缺乏对打磨后钢轨的科学质量评价，这就使得预打磨技术在实际运用时，不能制定可量化的工艺技术流程标准，打磨的技术方案通常是在现场凭借技术工作人员的经验制定的。钢轨损耗的准确参数、打磨断面数据的分析，缺乏科学的现场管理。为了提高打磨钢轨的质量，作业技术人员经常选择随车打磨作业的模式，这种模式可以增加打磨的变数，进而可以在一定程度上提高打磨质量。不过总的来说，打磨流程基本上没有相应的数据模拟，不够科学，打磨质量在不同的轨道线路上会出现较大差异，有的是打磨较浅，起不到一定的效果，有的打磨程度过深，损害了钢轨的质量，容易造成钢轨使用时间的缩短。
1.2 切削量难确定
对于在同一区段的线路，其线路参数也是存在一定差异的。在设计线路平面和纵断面时，平面由曲线和曲线自身相切的直线组成，纵断面是由长度不同、陡缓各异的坡段组成。车辆的行驶速度受到曲线的直接影响，而机车牵引能力则受到坡度的影响。钢轨在使用一段时间后，其不同的区段内，受到的损失也是不一样的，产生的损耗不同，在打磨时就需要设计不同的打磨技术方案。但是，在实际钢轨预打磨过程中，钢轨的表面变化情况相当复杂，损耗程度不均衡，打磨切削量的确定难度很大。这些因素存在，就会影响实际预打磨作业的质量和效果。
1.3 没有统一的比较基准
在预防性打磨作业过程中，通常是将标准钢轨轮廓当作目标钢轨的轮廓，也就是作为基准。在打磨之前要实时测量钢轨，并将测量的数据结果同标准钢轨轮廓进行比较，在参照基准的基础上确定切削量。但是，能够作为参照基准的位置比较多，轨顶面及其里侧不同角度、钢轨作用边及上沿、钢轨作用边及下沿等，都会影响基准参照的准确度。比较常见的就是，用钢轨的作用边作为参照的基准，作用边能够最大限度的兼顾钢轨的平纵面。还有一些打磨作业是以钢轨顶面作为参照基准，具体该如何选择参照基准，并没有严格的参数标准，往往是凭借实际作业经验。
2 预打磨技术的进一步优化
2.1 做好钢轨轮廓特征分析
钢轨预打磨要确定合适的切削量，而切削量的确定需要弄清出被打磨钢轨的轮廓及其形态。在分析钢轨轮廓特征时，需要注意如下几个方面：第一，弄清楚现存的钢轨轮廓的光带分布情况。光带是在钢轨同火车车轮接触时产生的，是反映轮轨接触的最主要特征。技术人员要学会通过分析光带的位置来判断钢轨的受力状况如何，一般光带位置偏移正常水平线较多的，肯定是钢轨的局部受力不均衡造成的。通过对钢轨进行预打磨作业，能够有效改变轮轨的，从而起到调整改变钢轨受力状态的目的。第二，做好可能存在的钢轨伤损情况分析。钢轨损伤的形成需要一定的时间，一旦损伤形成后，进一步扩大和发展为比较严重的破损就会比较迅速，因此，进行预打磨，一定要找准钢轨潜在的损伤面，将损伤消除。需要注意的就是，进行预防性行磨地段的钢轨顶面有时候会有一定的波磨，并且会产生麻点或细微裂纹等一些早期的钢轨轻微损害，这些损害，要在打磨作业正式开始之前，确定损害的深度，并做好趋势分析，确保打磨作业的效果。
2.2 制定科学的打磨流程
在制定打磨流程时要先对打磨地段进行调查和测量，测量时要对不同的线路条件分别统计，测量样本越多越好，具有代表性。样本收集完成后，对廓形偏差进行分析，找出多个廓形的共性，以相对集中的廓形顶面分布的区域做包络线。打磨流程制定过程主要步骤有：现场测量→轮廓统计确定外包络线→切削量测算→确定打磨策略→试验验证→作业验收。
2.3 准确测算切削量
切削数据的可靠性，直接关系着打磨方案是否科学可行。德铁标准Ril824.8310 中规定钢轨廓形的竖向基准点为轨顶面轨面最高处，横向基准点为轨顶面以下14mm（中国国内为16mm）处。在实际计算切削量前，要先对测量的廓形数据进行偏差分析，找出多个廓形的共性，以相对集中的廓形顶面分布的区域做包络线，以钢轨作用边为第一比较基准，再使标准钢轨轮廓轨顶中心位置与包络线轨顶重合，计算切削量。
3 方法验证实例
3.1项目实例
某铁路局工务机械段利用钢轨打磨列车首次对沪昆高铁云南段部分重点线路进行钢轨预打磨试验作业，取得了一定的实效。
3.2预打磨作业流程
整体预打磨作业流程如下：（1）打磨前初始测量，确定比较基准;（2）实测轨廓与目标廓形进行比对;（3）制定打磨策略;（4）确定并验证打磨切削量，正式打磨前进行打磨试验，用测量仪测量切削量，掌握钢轨表面病害的深度;（5）打磨验收。作业结束后，静态验收基本达到目标廓形，尤其是动态检测垂向加速度改善明显。在前期沪昆高铁云南段线路精调施工的基础上，昆明工务机械段现场施工人员经过精心组织，通力配合，严格遵循上述预打磨作业流程，成功利用96头钢轨打磨列车和道岔打磨列车对第一阶段曲靖北至嵩明区段共计92公里重点地段线路进行钢轨肥边预防性打磨施工。为第二阶段顺利完成昆明南至富源北区段270公里重点地段线路和37组高速道岔预打磨施工奠定了坚实基础。
3.3实际效果分析
此次钢轨预打磨施工自沪昆高铁云南段完成全线铺轨施工以来尚属首次。经过预防性打磨的钢轨和道岔，在延长钢轨和道岔的使用寿命3至5年的同时还可以有效改善高速列车和线路之间的轮轨关系，提高旅客乘坐的平稳舒适度。对于提升沪昆高铁云南段线路设备质量，确保按期开通运营具有重要意义。
4 结论及建议
进行预防性打磨，计算切削量时基准的选择非常关键，测量基准作为计算切削量的基准可行，在打磨前对钢轨进行测量时，测量的数据要有代表性，尽量避开焊缝。同时本文通过实例，论证了钢轨预打磨的技术优点以及带来的实际价值意义，为地铁钢轨预打磨工作的开展提供了实例经验。
参考文献：
[1] 任娟娟，赵华卫，欧阳明.高速铁路钢轨打磨对轮轨接触关系的影响[J].华中科技大学学报（自然科学版）.2016（04）
[2] 刘洋，蒋硕，吴亚平，段志东，王良璧.剥离掉块对轮轨滑动接触热弹塑性的影响[J].交通运输工程学报.2016（02）
[3] 费俊杰，周桂峰，徐进，齐江华，周剑华，朱敏.钢轨鱼鳞伤损及其量化评价方法[J].武汉工程职业技术学院学报.2016（01）
（作者单位：中国神华能源股份有限公司轨道机械化维护分公司）
关键词：钢轨;预防性打磨;打磨流程;钢轨轮廓特征;方法优化
引言
预防性打磨是重要的钢轨维护方式，采用预防性钢轨打磨，可明显消除轨头表面的接触疲劳伤损，同时将钢轨断面打磨至合理断面，能明显减轻轮轨动力作用，减缓钢轨伤损。试验和研究表明，在高负荷线路上采用小切削量的周期性的预防性打磨比基于钢轨状态的修复性打磨要更为经济和高效。切削量是钢轨打磨的关键技术指标之一，直接关系到打磨效率和质量。多年来钢轨预防性打磨主要以经验为主，存在打磨过剩或打磨不足，打磨的质量难以保证。随着对打磨技术研究和实践的深入，特别是钢轨打磨车的普遍运用，使得借助钢轨轮廓测量设备，能定量计算确定切削量，为预防性打磨方法优化创造了条件。
1影响钢轨预防性打磨质量的因素
预防性打磨指的是在钢轨即将出现缺陷或者出现缺陷之前，对钢轨进行打磨，主要就是为了控制钢轨侧磨和侧向轮轨作用力，缓解钢轨的使用疲劳，对产生的波磨进行控制。从实际运用效果来看，预防性打磨能够有效延长钢轨的使用寿命，提高钢轨的运行的安全性。不过从现阶段来看，对钢轨的打磨仍然是凭借传统经验，科学的实验研究不足，打磨质量也不是很稳定等情况。其中影响因素主要如下：
1.1 打磨流程的依据不够
由于缺乏对打磨后钢轨的科学质量评价，这就使得预打磨技术在实际运用时，不能制定可量化的工艺技术流程标准，打磨的技术方案通常是在现场凭借技术工作人员的经验制定的。钢轨损耗的准确参数、打磨断面数据的分析，缺乏科学的现场管理。为了提高打磨钢轨的质量，作业技术人员经常选择随车打磨作业的模式，这种模式可以增加打磨的变数，进而可以在一定程度上提高打磨质量。不过总的来说，打磨流程基本上没有相应的数据模拟，不够科学，打磨质量在不同的轨道线路上会出现较大差异，有的是打磨较浅，起不到一定的效果，有的打磨程度过深，损害了钢轨的质量，容易造成钢轨使用时间的缩短。
1.2 切削量难确定
对于在同一区段的线路，其线路参数也是存在一定差异的。在设计线路平面和纵断面时，平面由曲线和曲线自身相切的直线组成，纵断面是由长度不同、陡缓各异的坡段组成。车辆的行驶速度受到曲线的直接影响，而机车牵引能力则受到坡度的影响。钢轨在使用一段时间后，其不同的区段内，受到的损失也是不一样的，产生的损耗不同，在打磨时就需要设计不同的打磨技术方案。但是，在实际钢轨预打磨过程中，钢轨的表面变化情况相当复杂，损耗程度不均衡，打磨切削量的确定难度很大。这些因素存在，就会影响实际预打磨作业的质量和效果。
1.3 没有统一的比较基准
在预防性打磨作业过程中，通常是将标准钢轨轮廓当作目标钢轨的轮廓，也就是作为基准。在打磨之前要实时测量钢轨，并将测量的数据结果同标准钢轨轮廓进行比较，在参照基准的基础上确定切削量。但是，能够作为参照基准的位置比较多，轨顶面及其里侧不同角度、钢轨作用边及上沿、钢轨作用边及下沿等，都会影响基准参照的准确度。比较常见的就是，用钢轨的作用边作为参照的基准，作用边能够最大限度的兼顾钢轨的平纵面。还有一些打磨作业是以钢轨顶面作为参照基准，具体该如何选择参照基准，并没有严格的参数标准，往往是凭借实际作业经验。
2 预打磨技术的进一步优化
2.1 做好钢轨轮廓特征分析
钢轨预打磨要确定合适的切削量，而切削量的确定需要弄清出被打磨钢轨的轮廓及其形态。在分析钢轨轮廓特征时，需要注意如下几个方面：第一，弄清楚现存的钢轨轮廓的光带分布情况。光带是在钢轨同火车车轮接触时产生的，是反映轮轨接触的最主要特征。技术人员要学会通过分析光带的位置来判断钢轨的受力状况如何，一般光带位置偏移正常水平线较多的，肯定是钢轨的局部受力不均衡造成的。通过对钢轨进行预打磨作业，能够有效改变轮轨的，从而起到调整改变钢轨受力状态的目的。第二，做好可能存在的钢轨伤损情况分析。钢轨损伤的形成需要一定的时间，一旦损伤形成后，进一步扩大和发展为比较严重的破损就会比较迅速，因此，进行预打磨，一定要找准钢轨潜在的损伤面，将损伤消除。需要注意的就是，进行预防性行磨地段的钢轨顶面有时候会有一定的波磨，并且会产生麻点或细微裂纹等一些早期的钢轨轻微损害，这些损害，要在打磨作业正式开始之前，确定损害的深度，并做好趋势分析，确保打磨作业的效果。
2.2 制定科学的打磨流程
在制定打磨流程时要先对打磨地段进行调查和测量，测量时要对不同的线路条件分别统计，测量样本越多越好，具有代表性。样本收集完成后，对廓形偏差进行分析，找出多个廓形的共性，以相对集中的廓形顶面分布的区域做包络线。打磨流程制定过程主要步骤有：现场测量→轮廓统计确定外包络线→切削量测算→确定打磨策略→试验验证→作业验收。
2.3 准确测算切削量
切削数据的可靠性，直接关系着打磨方案是否科学可行。德铁标准Ril824.8310 中规定钢轨廓形的竖向基准点为轨顶面轨面最高处，横向基准点为轨顶面以下14mm（中国国内为16mm）处。在实际计算切削量前，要先对测量的廓形数据进行偏差分析，找出多个廓形的共性，以相对集中的廓形顶面分布的区域做包络线，以钢轨作用边为第一比较基准，再使标准钢轨轮廓轨顶中心位置与包络线轨顶重合，计算切削量。
3 方法验证实例
3.1项目实例
某铁路局工务机械段利用钢轨打磨列车首次对沪昆高铁云南段部分重点线路进行钢轨预打磨试验作业，取得了一定的实效。
3.2预打磨作业流程
整体预打磨作业流程如下：（1）打磨前初始测量，确定比较基准;（2）实测轨廓与目标廓形进行比对;（3）制定打磨策略;（4）确定并验证打磨切削量，正式打磨前进行打磨试验，用测量仪测量切削量，掌握钢轨表面病害的深度;（5）打磨验收。作业结束后，静态验收基本达到目标廓形，尤其是动态检测垂向加速度改善明显。在前期沪昆高铁云南段线路精调施工的基础上，昆明工务机械段现场施工人员经过精心组织，通力配合，严格遵循上述预打磨作业流程，成功利用96头钢轨打磨列车和道岔打磨列车对第一阶段曲靖北至嵩明区段共计92公里重点地段线路进行钢轨肥边预防性打磨施工。为第二阶段顺利完成昆明南至富源北区段270公里重点地段线路和37组高速道岔预打磨施工奠定了坚实基础。
3.3实际效果分析
此次钢轨预打磨施工自沪昆高铁云南段完成全线铺轨施工以来尚属首次。经过预防性打磨的钢轨和道岔，在延长钢轨和道岔的使用寿命3至5年的同时还可以有效改善高速列车和线路之间的轮轨关系，提高旅客乘坐的平稳舒适度。对于提升沪昆高铁云南段线路设备质量，确保按期开通运营具有重要意义。
4 结论及建议
进行预防性打磨，计算切削量时基准的选择非常关键，测量基准作为计算切削量的基准可行，在打磨前对钢轨进行测量时，测量的数据要有代表性，尽量避开焊缝。同时本文通过实例，论证了钢轨预打磨的技术优点以及带来的实际价值意义，为地铁钢轨预打磨工作的开展提供了实例经验。
参考文献：
[1] 任娟娟，赵华卫，欧阳明.高速铁路钢轨打磨对轮轨接触关系的影响[J].华中科技大学学报（自然科学版）.2016（04）
[2] 刘洋，蒋硕，吴亚平，段志东，王良璧.剥离掉块对轮轨滑动接触热弹塑性的影响[J].交通运输工程学报.2016（02）
[3] 费俊杰，周桂峰，徐进，齐江华，周剑华，朱敏.钢轨鱼鳞伤损及其量化评价方法[J].武汉工程职业技术学院学报.2016（01）
（作者单位：中国神华能源股份有限公司轨道机械化维护分公司）