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浅谈钢轨磨耗的成因及整治措施

摘要:钢轨侧面磨耗是工务工程中普遍存在的问题，大量的钢轨磨耗严重的

缩短了钢轨的使用寿命，增加了铁路运营成本。本文首先从我段京包线的现状、

客货运输的特点，指出了减缓曲线钢轨侧磨对于我国铁路具有重要的现实意义。

系统分析了轨头侧面磨耗的变化规律，重点分析了轨道不平顺对钢轨不均匀侧磨

的影响；最后提出了一些减缓曲线钢轨侧面磨耗的措施及方法。

关键词:曲线钢轨侧磨减缓措施

一、曲线钢轨侧磨的形成原因

为了找到引起侧磨的主要原因及切实可行的预防措施，通过长期的观察和测

量，并对各类观测资料进行综合对比分析后，发现引起钢轨磨耗的主要原因有以

下几个方面。

1.1曲线圆顺度

曲线钢轨不均匀侧磨的形成与曲线的圆顺度有相当大的关系。曲线不圆顺就

意味着曲线的半径不一致，有的处所半径变大，必然使有的处所半径变小，小半

径曲线钢轨磨耗严重，大半径曲线钢轨磨耗较轻形成钢轨的不均匀磨耗，从而减

少了钢轨的使用寿命。从侧面磨耗理论可知，钢轨轨头的侧磨主要是由于导向力

和冲角引起的，曲线轨道状态不良对这两个因素的影响相当大。曲线的不圆顺可

以看成是轮轨之间横向力的一个激励源，这些激励源使得轮对的运动状态发生改

变，从而造成轮轨导向力和冲角的变化。曲线圆顺度的不良直接引起轮轨横向力

及导向力的改变，在圆顺度不良曲线范围内的后四分之一段内，其导向力和冲角

增加都较大，从现场观察可知，在此范围内经常出现钢轨轨头最大侧磨点。钢轨

接头处的支嘴和钢轨硬弯引起的曲线圆顺度不良，对钢轨轨头的磨耗影响尤为严

重。

1.2轨距

轨距是影响曲线钢轨磨损地重要因素。理论计算与现场试验都表明，适当减

小轨距，可以改善机车车辆通过曲线的条件，使机车通过曲线时的轮轨导向力和

冲角都相应减少，车辆通过曲线时，轨距减小车体横向摇摆幅度减弱，轮轨导向

力也是适当减小，因此，曲线轨距适当减小，对于曲线钢轨磨损是有利的。计算

结果表明，轨距对横向力和冲角都有较大的影响。轨距增大，将使横向力和冲角

增大，增大了轮轨之间的冲击。此外，大轨距使得轮轨之间的冲击较大，钢轨轨

头的侧磨。

1.3超高不适

超高通常根据列车通过曲线的平均速度来设置曲线外轨超高，因此，多数

列车通过曲线时不是出现欠超高就是出现过超高，由于超高直接引起导向力和冲

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角的变化，所以也就直接影响钢轨轨头侧磨速率的大小。理论计算与现场测试表

明改变超高会使影响曲线钢轨侧磨的两个主要因素：导向力与冲角出现完全相反

的变化。设置过超高，由于向心力的作用，导向力减少，但转向架在小半径曲线

运行时，转向架前轴外轮轮缘紧贴外轨引导转向架沿曲线运行，而后轴则在向

心力作用下向曲线内侧移动，从而增大了轮轨冲角，而有欠超高时转向架承受离

心力的作用，转向架后轴向曲线外侧移动，导向力虽然增大，但轮轨冲角却减少。

如前所述，为减轻曲线钢轨侧磨，希望影响钢轨侧磨的主要因素导向力和冲击角

都减少，但当曲线行车出现过超高时，导向力值减少而冲击角值增大，而出现欠

超高时则是导向力值增加而冲击角值减小，在这种情况下要判断是欠超高对减缓

曲线钢轨侧磨有利还是过超高有利。根据实测的钢轨磨耗资料的分析表明，设置

适当的欠超高对减缓钢轨侧磨是有利的。

1.4轨底坡不合适

在曲线轨道上，外股长、内股短，只有轮对外轮的滚动半径大于内轮的滚

动半径时，转向架才有良好的通过曲线性能，从而减少车轮对钢轨的滑动摩擦距