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摘要：介绍钢轨打磨的原理、作用、技术分类及其应用，并侧重介绍了钢轨打磨的质量要求和配合工作，为轨道交通同行施工作业作为借鉴参考。
关键词：钢轨打磨；技术应用
前言
随着我国经济建设的发展，铁路的施工质量也越来越精细化，随着对轨道设备的更新改造，能够给整个轨道交通带来安全保障。其中最重要的一项工作就是钢轨打磨。钢轨打磨的目的在于消除钢轨的波形磨耗，控制钢轨的接触疲劳，防止因接触疲劳而产生片状剥落和裂纹。在钢轨打磨的早期发展阶段，主要对钢轨采用矫正性打磨，目前较多地采用预防性打磨，在病害发展后期主要采用修复性打磨。随着打磨设备和技术的不断改进，已经基本上能够消除钢轨的波形磨耗，有效地控制剥落掉块。
一．钢轨打磨及其原理
（一）钢轨打磨的定义
钢轨打磨主要是通过打磨机械或打磨列车对钢轨头部滚动表面的打磨，以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷及将轨头轮廓恢复到原始设计要求，从而实现减缓钢轨表面缺陷的发展、提高钢轨表面平滑度，进一步达到改善旅客乘车舒适度、降低轮轨噪音、延长钢轨使用寿命的目的。
（二）钢轨打磨的原理
钢轨打磨的基本原理是把钢轨轮廓修成理想形状，改善轮轨横向耦合断面接触，改善轮轨接触纵向平顺性，把接触应力减至最小化以减小磨损。
二、钢轨打磨技术分类及应用
（一）钢轨打磨分类方法有很多，按照采用的方法和欲达到的目的可分为：
1.矫正性打磨，也叫预防性打磨；
预防性打磨则是一次快速打磨，完全去除包含微裂纹的薄层，同时，形成或保持理想的轮廓，主要是针对状态较好钢轨的打磨方式，目的是消除钢轨顶面不平顺，改善轮轨关系，提高轨面平顺性，延长钢轨使用寿命。
2.表面打磨，也叫修复性打磨；
修理性打磨的特点是打磨速度低，反复进行，基本去除钢轨表面伤损或波磨，不能去除深度裂纹，主要是针对状态较差钢轨的打磨方式，目的是消除钢轨顶面严重的波磨及曲线下股钢轨飞边，尽可能恢复钢轨标准断面，延长钢轨使用寿命。
（二）矫正性打磨（预防性打磨）
通过对轨头打磨成各种形状以改善轮轨接触状态而达到控制病害发生和发展的目的称为外形打磨。矫正打磨是根据需要将轨头打磨成一特殊形状，如图1（b），而不同于传统的表面打磨只是简单地将轨头磨平。外形打磨有以下作用：（1）控制钢轨侧磨和侧向轮轨作用力；（2）控制钢轨疲劳；（3）控制波磨。
图1矫正性打磨与修复性打磨
（三）表面打磨（修复性打磨）
表面打磨是控制和清除钢轨表面已有的缺陷。表面打磨通常是在钢轨表面形成缺陷以后才进行。传统的表面打磨只是简单地将轨头磨平，如图1（a）所示。轨面缺陷直接与轮轨竖向动力作用有关，表面打磨可以控制表面缺陷，从而起到减小垂向振动、垂向冲击力和噪声、提高旅客舒适性的作用。
三、我国既有线钢轨现状分析
我国铁路现在采用1：40轨底坡，随着运营时间增长，钢轨与车轮接触踏面处在距离轨距侧10～30mm范围内（轨面R80起点至R300约5mm）会形成光带，曲线钢轨上股光带则趋近轨距角。随着车轮的不断滚动碾压钢轨轨面被磨损，会逐渐形成各类接触疲劳病害。比较典型的轨面病害主要有鱼鳞伤、剥落掉块、轨顶波磨等，具体病害特征及形成原因在此文不再阐述。
四、打磨策略的制定
打磨策略的制定要针对线路的钢轨病害发生发展规律、线路运营条件和现场条件，结合打磨车工作性能，进行打磨类型的合理组合。按照效益最大化原则，应该及时的进行打磨，使钢轨形成适合轮轨接触的轨头形面，去除钢轨表面脱碳层和施工造成的轨面伤损，车轮走行光带居中，提高轨道的平顺性。
其中预防性打磨是经常性的，打磨量较少，模拟自然磨耗速度去除表面的微裂纹，保持良好钢轨轮廓。修复性打磨是状态性的，单次打磨量较大，应在达到病害修复目的和钢轨母材打磨量之间合理取值，保持钢轨良好的工作性能。
五、打磨周期的确定
钢轨去除量和钢轨打磨的效率决定打磨的周期。但是疲劳裂纹的发展过程是一个逐渐加快的过程，应防止打磨周期过长导致疲劳裂纹延伸到轨头内部。合理的钢轨打磨周期与钢轨冶金、线路曲线半径、车辆轴重和扣件类型等因素有关，目前我司的钢轨打磨主要以修复性打磨为主，主要以状态决定打磨周期。存在病害打磨相对滞后的现象，无法最大限度的限制和消除病害。
实践证明，打磨周期间隔相对越小，预防性打磨效果越好。但是综合考虑钢轨打磨对运输的影响等因素，建议城市轨道交通钢轨打磨周期，全线每年执行一遍预防性打磨，在在小半径曲线地段每半年执行一次修复性打磨，大半径及直线地段打磨周期可相应延长。
六、打磨限制的确定
1.鱼鳞纹
轨面鱼鳞纹开始阶段发展缓慢，随着裂纹长度的增加，裂纹增长加快。裂纹在深度为最大剪切力的位置保持一个相对较低的发展速度，通过周期性观测，发现这一病害发展过程大约在12-15月左右，因此对于标准轨和轨头淬火轨，应该进行经常性的少量打磨，以去除钢轨表面的微小裂纹，有利于保持良好的外形轮廓，减缓裂纹的产生和裂纹发展速度。
2.波磨
钢轨波磨病害通过预防性打磨无法彻底消除，只能延缓病害发展速率。根据我司实际观测效果和钢轨打磨车的实际作业效率，建议在曲线地段的钢轨打磨周期内，安排每次的打磨量控制在0.2mm为宜，这样可有利于提高打磨效率和控制一定的病害发展速率。
七、结语
随着技术的日新月异，不断有新的打磨技术和设备逐步上线，后续通过合理的配置打磨设备数量和研究打磨周期、限制等参数，基本上能够做到在消除钢轨病害和合理的经济效益之间取得有效的平衡，本文的经验数据也提供给同行参考。
参考文献：
[1]钢轨预防性打磨原理及应用