高速铁路用钢轨的若干问题

时间：2025-03-09

高速铁路钢轨

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铁道/道路

高速铁路用钢轨的若干问题周清跃张银花陈朝阳(道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京 1 0 8 )铁 0 0 1

摘

要

钢轨是轨道结构的重要部件，高速铁路重要的基础设施。根据高速铁路钢轨的服役条件以及出现是

的伤损特点，出了高速铁路钢轨应重点关注的性能指标，提介绍国外高速铁路采用的钢轨强度等级，述国内钢轨论生产厂家应进行的技术改造，讨论了高速铁路采用长定尺钢轨的可行性包括长定尺钢轨的生产、输、接，运焊以及钢轨焊接体系。

关键词高速铁路长定尺钢轨

技术要求

技术改造

1高速铁路用钢轨及其主要伤损日本新干线早期采用断面为 5 T的普通碳素热 0轧钢轨，期改用强度等级为 8 0 MP后 0 a的 6 g普 0k

行，严重时将发生焊接接头断裂。如日本东海道新干线在运行初期钢轨伤损大部分 (占 8% )约 0发生在铝热焊接头处 _。从日本的情况来看，热焊接 l 铝头强度难以满足铁路高速运行的需要。

通碳素热轧钢轨，用中钢轨出现的主要损伤为轨使头踏面的黑斑 ( akso)及钢轨焊接接头部位的 dr t以 p低塌所引起的波状磨损

而法国的情况与日本不同。法国高速铁路早期采用 6 g m UC 0 0k/ I70普通热轧钢轨，后来采用 6 0 k I U C0 A普通热轧钢轨， 18 g 1 I90/从 93年开通运营至20 0 1年，断轨 8 0起，中 3%断在焊缝上，这 3%其 0而 0

钢轨轨头踏面的黑斑主要发生在列车的加速驱动以及减速制动区间，在高速行驶车轮的转动作用下，引起钢轨轨顶表面 0 0 0 2m的表层金属 .5~ . m

的焊缝断头中有 9 1/0断在铝热焊焊缝处。从绝对数量看，国高速铁路最薄弱的铝热焊缝断头率年平均法 1起左右，而钢轨其它部位的折断率为年平均 3起左右(后者发生在钢轨母材上的断裂主要是由于钢轨擦伤以及道碴飞溅打伤钢轨造成的)这说明铝热焊接，头虽然是无缝线路的薄弱环节，但从铝热焊技术本身而言是可以满足高速铁路使用要求的。

加工硬化。此加工硬化层将成为剥落损伤的起源(核 )随着通过总重的增加，

斑缺陷发展成纵或，黑向水平裂纹甚至引发钢轨断裂。日本学者称这种伤损为钢轨中的癌症’。

高速铁路列车轴重轻，运行速度快，钢轨磨损轻微：钢轨表面的伤损以接触疲劳伤损以及短波波磨为其主要特点。目前，高速铁路比较发达的许多国家除了正在积极研究和试验由具有优良抗表面伤损

2高速铁路对钢轨的基本要求针对高速铁路钢轨的服役条件以及出现的伤损

性能的新材料制成的钢轨如贝氏体钢轨外，主要采用对钢轨进行定期打磨的办法来解决这种接触疲劳伤损钢轨打磨还能去除引起钢轨剥落的表面细微裂纹并降低钢轨与车轮接触面发生的转动噪声：焊接接头是无缝线路的薄弱环节：焊接接头的平直度以及轨顶面的硬度是否与母材匹配，决定将其在使用过程中是否出现低塌以及影响列车平顺运

特点，求钢轨钢质洁净，要钢轨表面尤其轨头表面基本无原始缺陷，何尺寸精度高、几平直度好。( )质洁净 1钢

材质内部高洁净是对高速铁路钢轨的最基本要求。钢质洁净有利于提高其抗疲劳性能。 ( )面基本无缺陷 2表钢轨表面基本无原始缺陷不仅对保证钢轨安全使用有益，而且可以减少表面接触疲劳伤损的出现，延长钢轨的使用寿命。

收稿日期：0 3—1— 2 20 2 2

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( )碳层深度要浅 3脱钢轨表层脱碳，造成表面硬度降低，会导致波状磨损等表面伤损的过早出现：因此，速铁路在开高

时还提高钢轨的成材率，保证端部平直度、端头内部质量以及钢轨全长的性能质量。钢轨长定尺生产还

便于对钢轨进行热预弯，减少钢轨矫直前的弯曲度，以降低钢轨因矫直引起的残余应力和表面损伤。因

通运行前均要用打磨列车进行打磨，以除去脱碳层和施工过程中造成的钢轨表面伤损。为了保持打磨后钢轨表面的光洁度以及避免打伤钢轨，轨打磨新