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摘要：钢轨波浪形磨耗（简称钢轨波磨）是钢轨磨耗的主要形式之一。随着铁路、高铁、地铁的迅速发展，钢轨波磨成为了铁路行业关注的重要轨道病害之一。钢轨波磨不仅影响了行车舒适性，增加了维修工作量，更是行车的一大安全隐患。本文结合轨道的结构及各地区轨道波磨形成特点分析轨道波磨的形成原因，及探讨轨道波磨的整治措施。
关键词：钢轨；波磨；整治措施
一、波磨研究现状
钢轨波磨是铁路工业界难以解决的技术问题。从1863年第一条地铁建成至今已有一百五十多年的历史，人们对钢轨波磨的观察和研究也有一百余年。虽然人们通过受力分析、波磨规律分析及数值计算推理对钢轨波磨初始形成和发展机理的有了很深的认知，但迄今为止还没有一种大范围统一的理论来解释波磨形成和发展的机理，以及影响波磨发展的因素。近年来，列车速度、轴重、车流密度随着人类发展也在迅速提高，同时钢轨波磨带来的安全问题及成本问题也愈发明显。我国随着高铁、地铁近几年的飞速发展，也掀起了对钢轨波磨研究的浪潮。
二、波磨形成特点分析
经过近年来大量的调查研究，可以总结钢轨波磨有以下特点：
1、钢轨波磨多发生在小半径曲线地段。曲线半径在600m以下的曲线均存在不同程度的波磨，且曲线半径越小，波磨越严重。
因线路曲线段由两个曲率和超高不断变化的缓和曲线、一个曲率及超高均固定的圆曲线组成，当车辆从直线地段进入小半径曲线轨道的时候，会受到各种因素的影响，主要有轨道结构参数、轮轨几何型面和转向架结构等。其中，轨道结构参数主要有外轨超高、曲线半径、缓和曲线长度和轨底坡等。如果这些曲线参数设置不当或现场调试不当，将直接导致轮轨接触关系不稳定，这将是产生轮轨波磨的因素之一。
2、小半径曲线多出现在下股钢轨，且上股钢轨侧磨严重的地段，下股钢轨波磨越严重。经试验研究，在曲线中，下股钢轨的磨耗指数要大于上股钢轨，这表明下股钢轨因磨耗而消耗的能量消耗要大于上股钢轨，所以在曲线上下股钢轨的波形磨耗要比上股钢轨严重。
当车辆通过曲线地段时，由于离心力的作用，外侧的车轮轮缘会紧贴上股钢轨。当轮对的横向自振频率和轨枕的通过频率接近或成正比时，轮对会产生一个横向的振动，从而导致下股轮轨间发生周期性的相对滑动，该滑动将会进一步造成下股钢轨顶面的波浪形不均匀磨损。
3、制动地段易产生波磨。在进站道岔、下坡制动地段的轨面上出现波磨的现象较普遍。列车实行制动时，车轮受到轨面向后的切向力，制动力与蠕动力，改变了轮轨间切向力值，使导向轴上减载车轮首先滑动而诱发轮对粘滑振动，使轮对与轨面在高粘着状态下产生了波浪形磨耗。
4、减振扣件的区段易产生波磨。有调查显示一条线减振扣件区段有90%出现了不同程度的波磨现象，其中包括曲线和直线地段。相较未使用减振扣件的区段，波磨发展的时间间隔大约提前2个月左右。根据国内外科学研究和理论分析的成果，钢轨波磨的产生和发展与扣件的结构形式有关。
5、波磨一般从钢轨接头处发生。在有缝线路中，钢轨接头处于两轨枕支撑点中间，因此，列车经过接头时，接头两端因受力先后而产生错台，车轮在此出现跳动，导致钢轨波磨。
三、波磨的危害
1、增加维护工程量
车轮通过波磨地段时，由于钢轨表面的不平顺，导致车辆和轨道产生剧烈振动，而加快了车辆部件，轨道扣配件的损坏，从而增加维修费用和维修工作量。
2、噪声污染及降低乘客舒适性
机车车辆通过波磨地段时会产生震动加剧，产生很大的噪声，对铁路沿线居民带来很大的危害，同时这种噪声也会影响乘客，同时剧烈振动大大降低了乘客的舒适性。
3、威胁行车安全
钢轨波磨严重，容易引起钢轨和车轴的断裂，轨道扣件失效，从而导致车辆脱轨等危险，威胁行车安全。
四、钢轨波磨的整治措施
1、减少钢轨接头。设焊接无缝线路，尽可能减少接头，不可避免的接头尽量设置冻结接头，将接头冲击降到最低。碎石道床地段，应加强接头处道碴捣固，保持道床丰满并加以夯实，及时清筛接头范围内的板结道床。
2、合理设置线路。
优化线路选线，尽量减少小半径曲线的设置；合理设置超高、曲线半径、缓和曲线长度和轨底坡等参数。
3、提高轨道的几何尺寸精度控制。严格把控施工质量，线路开通前消除所有不良轨道几何尺寸，提高线路调试精度，确保支线平顺、曲线圆顺，消除钢轨死弯、减少三角坑不平顺及暗坑、吊枕等，符合轨道验收标准规定。
4、有缝线路段，倒换钢轨。定期倒换曲线段钢轨换到直线上使用。
5、打磨钢轨。对既有线通过打磨可以消除轨面不平顺，大大减小轮轨动荷载，减小波磨的生成。对于新线进行预打磨处理，可以消除新轨轨面毛刺、锈迹等表面瑕疵，提高钢轨作用面的光洁度、完善新轨轨面、缩短轮轨磨合期（根据运营实践，轮轨磨合期通常为4～5个月，经过预打磨后的轨道，轮轨磨合期为1～2周，打磨后的轨道光带稳定，轨面均匀无瑕疵，磨合期大大缩短，减少了磨合期内轮轨的异常磨耗，延长了轮轨寿命。）改善轮轨关系、减少列车运行噪音、提高乘客舒适度，延缓钢轨病害的发生。钢轨的定期打磨，可以消除和延缓波磨的发展、消除钢轨表面的接触疲惫层，防止剥离掉块、对断面打磨还可以改善轮轨接触条件，降低接触应力。
6、合理采用轨道减振措施。线路选线尽量避开减振敏感点。综合考虑轨道减振措施的设置与轨道结构刚度值、各种减振措施的合理过渡。尽量避免混合使用多种轨道减振措施，使用两种以上时，过渡段长度应至少保证一列车长，确保列车经过时轨道弹性逐渐过渡。充分考虑行业内各种减振道床、扣件等产品适用范围，新技术、新工艺、新产品试用于地铁前，要做好严格的鉴定和试验，根据试验结果考虑是否适用。
7、配置最适宜的车辆系统参数与轨道结构相匹配，设置合理车速，避免出现反复加速和制动情况。
8、小半径曲线地段采用应对措施。
1）小半径曲线可全长淬火耐磨钢轨，既能延缓钢轨波磨发展，也能减缓外轨侧磨和内轨轨顶面波磨掉块的发展速度。
2）小半径曲线安装钢轨涂油器。钢轨涂油结合钢轨打磨，可以延长钢轨使用寿命50%～300%。
3）对小半径曲线加扣件、轨距杆等加强设备。曲线加强设备能有效提高小半径曲线的轨道强度，保持轨道几何尺寸良好。
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