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摘要：随着新线路的陆续开通，地铁运营中及线网初步形成，各线路的损伤现象将逐步显现出来。文章分析了钢轨常见损伤原因，并结合地铁线网运营实际情况，提出了预防和处理钢轨伤损的对策。
关键词：钢轨伤损；成因；防治措施
引言：
伴随着城市化进程的加快，地铁作为大中城市快速、稳定的交通方式发展迅速。因此，地铁运营的安全问题就成了大家关注的内容，轨道作为地铁运营中最基础的设施，承担着从源头上的安全保障，而钢轨则是轨道结构中的一个重要组成部分，引导机车车辆的轮对、承受轮对的巨大压力及冲击力，并将力传到轨枕与道床，起到承上启下的作用，钢轨状况直接影响到运营的安全与质量。
1概述
目前，在地铁运营线路上发现的钢轨伤损类型主要有裂纹、断块、擦伤、锈蚀等，以钢轨伤损最为严重。随着运营时间的推移，钢轨在长期的运行中，各种损伤不断增多，给行车安全带来隐患，如不及时进行维护，将严重影响地铁的正常运行。
地铁的承载能力大、运行平稳、速度快，成为缓解城市交通压力的一种手段，其列车开行密度很大，在一定的车流范围内，发车间隔时间都很短，以120秒为最大值，地铁作为城市公共交通，站距较小，需要频繁制动，而地铁线路受人流密度和地面建筑影响较大，线路线形复杂，线路小半径曲线（R半径在300 m以上），各种不利因素的影响，造成钢轨伤损频繁。
2钢轨伤损成因分析
轨道伤损是指钢轨在使用过程中产生的损伤，如轨裂、轨磨等，限制了钢轨的使用性能。轨道损伤的类型主要有轨道裂纹、钢轨磨损、钢轨磨损、钢轨擦伤、钢轨腐蚀等。
2.1钢轨裂纹
在地铁运营中，钢轨裂纹是一种常见的钢轨伤损，也是最常见的钢轨伤损类型之一，随着运营时间的增加，轨道裂缝不可避免。钢轨滚动接触疲劳是裂纹产生的主要原因。在轨裂纹的产生与轨道材料本身的缺陷、列车运行时间的延长、运行间隔的缩短、小曲线半径及曲线圆顺不良等因素有关。
2.2钢轨磨耗
通过对地铁轨道磨损数据的统计分析，发现轨道纵向磨损较小，以小半径曲线外侧为主的侧向磨损占主导地位。钢轨磨耗是由于钢轨在轮轨共同作用下，钢轨表面出现压溃裂纹而产生的，经过发展相互贯通后，与钢轨表面分离，从而产生轨道磨耗。研磨轨道主要有垂直磨耗、侧面磨耗、波形磨耗3种类型。
2.3钢轨擦伤
轨擦是发生在钢轨踏面上的一种金属塑性变形和分离缺陷，对线路设备的维护保养非常不利，随着擦伤深度的增加，列车的冲击力倍增，从而引起轨擦等其他病害。根据地铁钢轨损坏数据统计分析，钢轨擦伤主要发生在站线前后，这主要是由于列车在站前站后启动和制动，轮轨间产生的静摩擦力最大，轮轨极易发生滑行现象，造成钢轨擦伤。在小半径曲线上，钢轨擦伤与钢轨的侧磨、垂磨相互作用，形成恶性循环，加剧了磨耗的发展，使钢轨的垂磨、侧磨现象更加严重。
2.4钢轨核伤
由于地铁列车载重较轻，在地铁运营过程中，轨道核损伤较少。钢轨轨头轨道核损伤是一种由轨头裂纹发展而来的横向裂纹，危害极大。轨损主要与轨本身材质有关。
2.5钢轨锈蚀
目前，在地铁运营线路中发现的轨枕锈蚀现象，主要是由于轨枕上部管道滴水所致。铁轨腐蚀是由于铁轨表面与周围介质的化学作用造成的一种破坏现象，铁轨表面出现疏松，产生大量锈坑，导致铁轨有效面积减少，承载能力降低。此外，锈蚀还会对轨道电路系统产生影响，导致信号失效。
3钢轨伤损防治建议
3.1建立钢轨伤损数据库
钢轨伤损有多种形式，其原因也是非常复杂的，广泛的基础数据采集有助于对钢轨伤损原因的分析。应当建立钢轨伤损的台帐，详细记录每一处发现的钢轨伤损，并定期进行复查，跟踪损伤发展情况，及时更新损伤部位。第二，要建立钢轨伤损大数据库，在钢轨图上标明钢轨伤损的种类，以直观地反映出钢轨伤损的发生地点，方便后期分析。
3.2进行钢轨伤损分析
除记录钢轨的损伤情况外，还应对钢轨的典型损伤、非正常损伤、发展过快损伤进行分析，并提出分析报告，以找出钢轨伤损的根本原因，为后续改进维保措施，降低钢轨伤损提供理论依据。轨道伤损分析的重点应放在以下几个方面：
（1）分析钢轨在使用中的寿命。轨道自身材料的优劣是造成钢轨伤损的一个重要因素，因此，对于出现伤损和发生典型损伤的轨道，应对其使用年限和生产厂家进行调查，分析比较各厂家铸造工艺的优劣，作为企业后续采购的参考依据；
（2）对线路线型条件的分析。由于线路条件的差异，使列车和轮轨接触的情况发生了变化，从而影响了钢轨的损伤。在频繁发生的钢轨伤损中，应考虑线路在该段的线路坡度、曲线半径、超高、轨底坡、是否在月台前后、是否在道岔地段、是否有渗漏水等因素综合分析，得出不同的线路位置易发生的各种类型的钢轨伤损，明确今后的重点探伤部位。
（3）分析损伤部位的轨道几何尺寸。若出现超限或轨道几何尺寸平顺性不佳，将加剧钢轨的损伤发展。
（4）统计分析了钢轨伤损发展速度和更换率，建立了钢轨伤损发展预测模型，作为钢轨疲劳损伤循环周期和换轨周期的基础。
3.3引进钢轨探伤车
当前地铁运营普遍采用人工操作钢轨探伤仪进行钢轨母线损伤的检测工作，这种方法不仅效率低，而且巡检周期长，探伤准确率低，不能形成系统的记录台帐，不能进行实时监测。为了降低采购成本、人才培养成本和设备维护成本，目前较先进的轨道探测车系统采用了澳大利亚RTI公司的俄罗斯TVEMA公司的技术，地铁运营单位可以考虑将轨道探测车业务外包，提高资源利用率，提高轨道探测工作效率。
3.4钢轨预防性打磨
国内地铁新建线路在接管前一般都没有对全线钢轨进行预防性打磨，如果对新铺设的钢轨进行预防性打磨，则可减缓曲线下方钢轨踏面的压溃、剥离裂纹和浅剥落块的产生。在运行中发生钢轨擦伤、钢轨波磨等各类损伤时，应及时进行校正性打磨，消除表面微裂纹，防止钢轨表面裂纹继续向内发展。
3.5合理调整线路
在分析钢轨伤损原因的基础上，对钢轨进行合理的调整。对曲线地段，可适当增加曲线无减振区段轨道一般扣件的弹性，减小其静刚度，以达到减振效果。为了使轨底坡道在保证线路几何尺寸合格的前提下，适当加宽轨距，减少轮轨间的冲角，减少侧磨和侧擦，应对小半径曲线地段进行统计数据科学调整。
3.6技术革新
对于大部分钢轨伤损的处理，地铁运营单位都采用了监测和监测的方法，为了提高维保质量，节约维保费用，可以考虑采用电弧焊补技术、新型轨面摩擦剂、优化道岔区段接头设置等技术措施。
3.7完善钢轨的轻度损伤处理机制
基于以上钢轨伤损预防工作，针对出现的损伤情况，进行严格细致的处理，对钢轨伤损进行精细管理：
运用先进的检测设备和维修设备，对地铁轨道进行了损伤状况的精确分析，绘制了轨道3D立体影像图，分析了轨道内损伤情况。
将智能传感设备安装到钢轨上，通过对钢轨的温度、负荷等情况进行分析，及时发现存在的轻微损坏，进行润滑、打磨处理，对钢轨进行合理维护。
结束语：
随著运行时间的增加和客流量的增加，钢轨的损伤情况必将越来越严重。对地铁钢轨伤损机理进行深入研究，做好钢轨伤损统计和科学分析，针对不同钢轨伤损情况采取有效的养护处理措施，强化技术创新，确保行车安全。对钢轨伤损原因进行分析，首先要加强线路设备维护，控制曲线形线路，合理布设超高、轨底坡，加强钢轨打磨整修、改善轮轨润滑条件等措施，以减少因轮轨关系恶化造成的换轨、转轮、维修等大量费用，同时还可改善列车运行环境，降低噪音震动，增加乘客乘坐舒适，同时对延长钢轨使用寿命有重要作用。
参考文献：
[1]郑建国，周剑华.地铁线路钢轨表面横向裂纹及掉块伤损原因分析.现代城市轨道交通，2018
[2]刘小剑.地铁轨道伤损原因及维护[J].商品与质量，2018（07）.
[3]杨文广.地铁轨道伤损原因及维护管理[J].建筑工程技术与设计，2016（08）.