鋼軌允許磨耗限度

1、中華人民共和國鐵道部部標準鋼軌允許磨耗限度TB 2097-891主題內容與適用范圍本標準規(guī)定了鋼軌的垂直磨耗、側面磨耗及波形磨耗的允許限度。 本標準適用于38、43、50及60kg/m國產與非國產鋼軌。2總則2.1鋼軌磨耗超限是鋼軌傷損的一種類型。鋼軌磨耗量由總磨耗、垂直磨耗與側面磨耗表征。 總磨耗表示由于磨耗而使鋼軌頭部斷面積減少的程度。總磨耗=垂直磨耗+側面磨耗。2.2本標準是劃分因磨耗而造成的鋼軌輕、重傷的依據。磨耗達到重傷限度的鋼軌應立即更 換，不得再使用于本等級線路上；磨耗輕傷鋼軌應注意觀察其磨耗的發(fā)展趨勢及其他類型傷損 的相伴發(fā)生。鋼軌產生波形磨耗時應及時打磨，波形磨耗鋼軌達到允許

2、限值時應立即更換。2.3根據下列原則制定鋼軌允許磨耗限度；2.3.1鋼軌磨耗達到允許限度時尚能保證鋼軌具有足夠的強度與抗彎性能。2.3.2鋼軌達到允許磨耗限度時機車車輛輪緣在最不利情況下不致接觸到接頭夾板。2.3.3波磨鋼軌的波谷深度達到允許限度時不致引起軌道部件的損傷及養(yǎng)護工作量的急劇增 加。3 鋼軌允許磨耗限度3.1各類鋼軌磨耗量達到表1所列數值之一者即為輕傷鋼軌。中華人民共和國鐵道部1989-09-01批準1990-05-01 實施 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 表1輕傷鋼軌允許磨耗限度mm鋼軌類型 kg/m

3、總磨耗垂直磨耗側面磨耗正線 到發(fā)線其他站線正線 到發(fā)線其他站線正線 到發(fā)線其他站線60141691014165012148912144310127810123891078911 TOC o 1-5 h z 3.2各類鋼軌磨耗量達到表2所列數值之一者即為重傷鋼軌。 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 表2重傷鋼軌允許磨耗限度mm鋼軌類型 kg/m總磨耗垂直磨耗側面磨耗正線 到發(fā)線其他站線正線 到發(fā)線其他站線正線 到發(fā)線其他上線60161811122022501416101118204312149101618381012891416 TOC o 1-

4、5 h z 3.3波形磨耗分為波紋磨耗與波浪磨耗兩種。根據波形磨耗的類型，波谷深度的允許限度值 見表3。 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 表3波形磨耗波谷深度允許限度mm鋼軌類型波紋磨耗波浪磨耗各類鋼軌0.31.5注：波紋磨耗波長為3080mm，波長大于80mm時為波浪磨耗。4鋼軌磨耗的測量4.1鋼軌磨耗量測以標準斷面為基準。4.2垂直磨耗在鋼軌垂直中心線處量測。側面磨耗在鋼軌軌頂下14mm處量測，見圖1。波形 磨耗量測波谷深度。圖1附錄A用三次樣條插值方法計算磨耗鋼軌斷面幾何參數(補充件)A1確定磨耗鋼軌的幾何參數時，先將現(xiàn)場測得的典型磨耗

5、鋼軌斷面放大100倍，然后在典型 磨耗鋼軌斷面形狀基礎上確定磨耗量，選取插值點。再用三次樣條法得到光滑的插值曲線函數。 最后用電子計算機算得磨耗鋼軌斷面的磨耗面積、斷面靜距、形心位置及慣性距。A2三次樣條插值函數S(X)的計算已知鋼軌磨耗曲線上一組節(jié)點X。，x1xn若a=XVXVX VX=b，且各個節(jié)點上的函數值已知，即y =f (X )，式中(K=0， 01n-1 nkk1，n)。并使以三次樣條法所擬合的曲線通過這些函數值所代表的樣點，則可用三次樣條 插值函數S (X)作為三次樣條曲線的表達式。三次樣條插值函數S (X)應滿足下列條件：S (X)，S(X)，S(X)在區(qū)間a，b上是連續(xù)函數；

6、在每個小區(qū)間Xk，Xk+1上是一個三次多項式；S (Xk) =Yk。利用Hermite插公式。可求出小區(qū)間Xk，X上三次樣條函數S (X)為：+ 2 X-Xk 7I X - KK+ 1Kfl + 2 XI +1 丫 X - X )KK+ 1/、/ X 、+ (X - XK ( X - X1 )2 mKKK +1X - X+ (X - Xk +1)(X=T)2 % +1K +1KIXK - Kk+1)X - xK+1 1】XK+1 - XK )2YK +1(1)式中：mk=Sz(Xk)根據S (X)在點土上的二階導數必須連續(xù)的要求，即:S(Xk+0) =S(Xk 0)以及邊界條件，即可求出各段S

7、 (X)的導數mk (K=0, 1,n),從而求出各段的三次 樣條函數S (X)。A3 S (X)用直角坐標函數表示。軌頭磨耗曲線的方程為Y=f (X), X=h (y)。在磨耗區(qū)域內 標準鋼軌斷面的軌頭曲線為Y=e (X), X=g (Y)，見圖A1。TB 2097-89(2)(3)(4)(5)(6)圖A1 磨耗鋼軌斷面磨耗面積的計算公式為：C = j dA = xb e(X) - f (X)ixAX1鋼軌斷面磨耗面積對X、Y軸的一次靜矩為：K = j xdA = j XnX e( X) f (X )dxK = YdA = jYnYg(Y) - h(Y)dY鋼軌斷面磨耗面積對X、Y軸1的二次

8、靜矩為：I =j YdA =j XnX 2 e( X) - f (X )dX y AX1I =j Y 2 dA = j YnY 2 g (Y) - h(Y )dY x A約A4磨耗鋼軌斷面幾何參數的計算設被積函數為F(Z)。將積分區(qū)間Z1. Zn分為2m等分，積分步長為h,則上述五個積分 式可寫成統(tǒng)一的積分形式：M = j A F(Z)dz = h F + F + 2(F + F + 尸 )3 0 n242 m- 2Z 1 TOC o 1-5 h z +4(F + F +) (7)122 m-1從而可求出磨耗鋼軌的磨耗面積C,靜矩KX、Ky，慣性矩IX、IY。已知標準鋼軌斷面面積A, 形心坐標

9、xci、xci和斷面慣性矩ixi、iyi，則磨耗鋼軌斷面面積為：B=A-C (8)TB 2097-89磨耗鋼軌斷面形心坐標為：Xc= (AK ) /BY：= (YXAK：) /B磨耗鋼軌斷面慣性矩為：對 X、Y 軸：I ； =Iyci+(Xc1)2XA IyI ； =ixci+(y：)2XAix對磨耗后的斷面主慣性軸Xc、YC： TOC o 1-5 h z I =I (X ) 2XB=I I +(X ) 2XA(X ) 2XB (9)ycy cyc1 YclcI =I (Y ) 2XB=I I +(Y ) 2XA(Y ) 2XB (10)xcxcxcl xclcA5磨耗鋼軌幾何參數的部分計算數

10、據見表A1。表A1磨耗鋼軌幾何參數鋼軌類型kg/m磨耗量mm磨耗面積mm2慣性矩Ixcm4慣性矩I ycm4形心新位置mm垂直側面面積占軌頭百分比%Ix減少百分比%Iy減少百分比%xy301406.511425.12061.40-1.96031814.7106511.52013.80-4.47038517.8103614.01994.90-5.48044820.7100116.91975.70-6.39051323.798118.51947.20-7.210057926.895320.81928.10-8.23812071633.189525.718710.50-10.30622910.611

11、187.11956.71.1-2.901029213.510988.81909.11.5-3.601234215.8108410.018710.51.8-4.201439018.0106311.318412.02.0-4.801643019.9105712.218013.92.3-5.36642919.8102614.818810.21.5-5.86844920.8101915.418710.71.6-6.161656826.399017.818013.92.3-7.41860127.8_9801817914U-7.9301305.314015.92542.30-1.86029812.2130

12、812.22494.20-4.37035514.5127914.12484.60-5.08042017 2124616 32455 80-5 99051221.0121218.62426.90一 6.810057123.4118720.32397.90一 7.54312071329.2111824.923410.00-9.514084834.7103630.623011.50-11.80625510.413737.42407.71.1-2.60933913.913598.73369.21.33.201036414.913588.82359.61.43.201234916.1133110.622

13、812.31.8-4.101442117.2130812.222513.52.0 4.801646419.0127214.622214.62.2 5.401850220.6125016.220152.6 07TB 2097-89續(xù)表A1鋼磨耗量mm磨耗面積mm2慣性矩IXcm4慣性矩Icm4 y形心新位置mm軌類型垂直側面面積占軌頭百分比%Ix減少百分比%Iy減少百分比%xykg/m6843617.9127314.52359.61.4 5.461653622.0124516.422911.91.9 6.461857623.6123017.422712.72.1 6.9620.67427.611

14、9819.522015U2.6 7.9301305.119305.33740.80 1.76029811.7181610.83682.40 3.97035513.9177612.83662.90 4.78042016.5173514.83643.40 5.69051220.1169516.83624.00 6.410057122.4165418.83594.80 7.312071328.0157222.83546.10 9.014084833.3149026.93497.40 10.80627010.618738.13594.81 3.00934813.718359.93546.11.3 3.

15、95001037814.9181910.73536.41.4 4.201241316.2180211.53516.91.5 4.6_0_14436_1J_17891_2350_7_2L_6一4901647418.6177013.13487.71.7一 5.301851220.1175114.03478.01.8一 5.802050522.2172215.53458.52.0-6.43832012.618359.93594.80.9-3.73934113.4182510.43585.01.0-4.031036914.5181211.03565.61.1-4.331242316.6178912.2

16、3526.61.3-4.831448619.1176013.63487.71.6-5.561251220.1173914.63468.21.6-5.561660123.6168017.53468.21.7-7.161863424.9166318.43458.51.8-7.582068627.0162620.23458.51.7-8.282274829.4159421.73448.81.8-9.08TB 2097-89續(xù)表A1鋼軌類 型磨耗量mm磨耗面積mm2慣性矩Ixcm4慣性矩I ycm4形心新位置mm垂直側面面積占軌頭百分比%Ix減少百分比%Iy減少百分比%xy301073.730923.

17、95171.301.3602889.929388.75132.10-3.57034912.0288610.35102.70-4.38041914.4282812.15083.10-5.19048316.6277213.85053.60-5.910055819.2271215.75024.20-6.712070524.3258919.54965.30-8.514082828.5248522.84916.30-10.316089730.9242824.54857.40-11.202852.931193.05132.10.3-1.0062097.230285.95034.00.72.3092558.

18、829966.95004.60.93.101029810.329727.64994.81.03.36001234611 929358 84935 91 3-4 001440013.828989.94896.71.501646015.9285711.24867.31.601851217.6282312.24837.81.702056519.5278813.34798.61.902261821.3275514.34769.22.161664722.3270515.94818.23.061866923.1267816.84818.22.882071824.7265817.44798.62.982074725.7262418.44788.83.1一 4.8一 5.1-5.7-6.3-6.9-8.9-9.3-9.7-10.29TB 2097-89附錄B鋼軌允許磨耗限度安全極限的確定（補充件）鋼軌允許磨耗值的安全限值由下列因素確定：B1保證車輪順利地通過鋼軌接頭磨耗到限的車輪通過磨耗鋼軌接頭時，應保證車輪輪緣不碰磨魚尾板的上緣，故鋼軌垂直 磨耗限值應不于圖B1所示的a值。a=P D(f+C)式中C一車輪踏面允許磨耗值。機車、客車車輛及貨車車輛的C值分別為7、8、9mm。B2各種鋼軌算得的a值列