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1.地铁钢轨打磨的必要性
1.1对地铁新建线路进行打磨的必要性
对地铁新建线路进行打磨，可以修正钢轨制造公差和施工误差，改善轮轨接触。地铁轨道工程，普遍采用的是挂枕架轨法施工的整体道床，虽然铁垫板已经加工了相应的轨底坡，但由于各个轨枕是相对独立的短轨枕和施工中支撑的变形以及钢轨轨枕的制造公差等原因，使竣工后的轨底坡无法得到保证。每一块短轨枕处钢轨的轨底坡都略有差异，由于整体道床可调性差等原因，很难进行轨底坡的精确调整。《地下铁道工程施工及验收规范》规定，轨底坡的误差答应为1/50～1/30ｓ，1/50～1/30的轨底坡对应的倾斜角度为1°8′45～1°54′33，根据实际的轮对踏面锥度，采用合适的打磨模式，正确的选择磨头的偏转角度和功率，可以在很大程度上消除这种施工误差，使轨面得到一个相对不变的钢轨倾斜度，从而改善轮轨接触关系。
对地铁新建线路的打磨，可以缩短轮轨磨合期，延长轮轨使用寿命。打磨后的轨道光带稳定，轨面均匀无瑕疵，磨合期大大缩短，减少了磨合期内轮轨的异常磨耗，延长了轮轨寿命。对新线进行打磨，可以消除新轨轨面毛刺、锈迹等表面瑕疵，提高钢轨作用面的光洁度，完善新轨轨面，改善轮轨关系，减少列车运行噪音、提高乘客舒适度，延缓钢轨病害的发生。
1.2对既有线进行打磨的必要性
地铁既有线上的轨道，经过长期的运营，部分区段会出现剥落掉块、焊缝鞍形磨耗、肥边、擦伤、轨头表面由于冷作硬化出现轨道表面金属的破坏等缺陷，非凡是曲线地段还会出现波磨。地铁运营采用的是ＡＴＯ驾驶模式，车辆类型单一，轴重一致，同一区段行车速度一致等，行车密度大、轨道在同一种工况下反复作用，整体道床弹性差等特点，因此轨道一旦出现病害，同一种病害发展速度非常快。这些病害的发展，非凡是波磨地段，列车高频率的颠簸，对车辆转向架裂纹、隧道道床病害、钢轨扣件的病害等起到了促进作用。国内外一致认为打磨钢轨是目前最有效的消除波磨的措施。钢轨的定期打磨，可以消除和延缓波磨的发展、消除钢轨表面的接触疲惫层防止剥离掉块、对断面打磨还可以改善轮轨接触条件，降低接触应力。
2打磨方式和打磨标准的探索
对于轨道维护中的打磨，可以分为预防性打磨、修复性打磨和钢轨断面廓形打磨。
2.1预防性打磨：这种打磨方式主要运用于消除钢轨表面缺陷、曲线地段和轻易出现钢轨接触疲惫纹的地段。掉块、焊缝鞍形磨耗、肥边、擦伤、轨头表面由于冷作硬化出现轨道表面金属的破坏等缺陷地段，预防性打磨可以起到良好的效果。曲线地段，由于内外轨长度不一样，轮轨间产生“粘着-滑移”效应等原因，导致外轨出现了波磨。周期性的打磨，将会大大减缓波磨的发展速度，通常情况下预防性打磨，控制在0.2ｍｍ的范围内较为适宜。预防性打磨也是预防和消除钢轨表面疲惫纹的有效方式，其打磨周期短，在钢轨表面裂纹萌生时就予以消除。由于這些裂纹极浅，打磨深度一般为0.05～0.075ｍｍ，对外轨的内缘和内轨的外侧打磨深度一般为0.1～0.15ｍｍ，以防止由于钢轨塑性流动而使钢轨断面产生累积变形。预防性打磨与修复性打磨相比，打磨频率高，但对钢轨打磨的总量小，能够延长钢轨的使用寿命。因此，对于钢轨的打磨，应该在病害消除后由修复性打磨转向预防性打磨。
2.2修复性打磨：地铁轨道的修复性打磨主要运用在小半径曲线波磨较为严重的地段，修复性打磨对钢轨的磨削量大。由于打磨本身也是对钢轨进行磨削，对曲线地段的钢轨打磨，需要严格控制打磨量，打磨少了，起不到打磨的作用，打磨多了，将会大大降低钢轨的使用寿命，因此采用合理的打磨参数是很重要的。美国有关专家推荐采用CI指数来衡量波磨的严重程度，并用于控制打磨量，打磨量的多少和波磨的长度、深度、计算CI所需长度和该区段上出现抑制次数等有关，CI指数公式如下：
其中：Ｄ-波磨深度，Ｌ-波磨长度，Ｓ-区段长度，Ｎ-区段上出现抑制次数计算法则为：计算一个增量为1米的5米距离内的一个CI值，对于所测得的一段距离的每一米长度，都要计算CI的值。该公式说明在一定深度前提下，波磨波长越长，波磨问题越不严重，该公式用于计算波磨波长保持在30ｍｍ≤Ｌ≤300ｍｍ的范围内，最小值为120微米的情况下有效。随着打磨遍数的增加，波长加大，磨削量逐次降低，从最初的0.38ｍｍ降至0.05ｍｍ，所以，长波打磨之后的残留波磨是不可避免的。
2.3钢轨断面廓形打磨：由于地铁轨道为整体道床为主，由于施工条件的影响及钢轨、轨枕、铁垫板等施工条件的影响，轨道竣工后的状态难以完全符合设计，而地铁轨道的可调性较差，经过一段时间的运营，可以发现有的地方光带或宽或窄，或偏向一侧等不正常情况。有效的方法是根据光带的实际情况，选择合适的打磨模式，对轨道进行非对称打磨，适当的改变轨道的廓形，可以很大程度上弥补上述原因造成的误差。曲线地段的钢轨，由于轮轨关系复杂，轮轨磨耗都很严重，它与轮轨的材质及机械性能、转向架的结构、线路状态、轴重、运行速度、轮轨断面的几何外形、润滑方式等有关。
借鉴国外的经验，根据地铁轨道的实际情况，分析理想的轨道状况为：对轨道而言，下股轨道光带外靠，以使锥形踏面的小半径部分与内轨接触，减小内轨的行走距离，上股轨道光带尽量内靠，使锥形踏面的大半径作用在外轨上，以尽量平衡上下股之间的长度差，进而减少外股作用车轮的滑动，理论上假如内外轨的滚动半径差引起的内外轨行走距离差略大于内外轨的长度差时，外侧轮缘与轨道不接触，完全由轮轨蠕滑力导向，从而防止或减缓波磨合侧磨的产生。
对钢轨的断面廓形进行非对称打磨，显著降低了轮轨横向力和冲角，在减缓钢轨侧磨、延长钢轨使用寿命方面取得了很大效果，国外应用经验表明：将这种技术用于重载铁路，横向力可以减少50%～90%，延长曲线地段钢轨使用寿命50%以上。其他地铁的应用也表明，两点接触和非对称打磨是预防钢轨疲惫纹的措施之一。
通过以上分析可知，采取合适的打磨方法，可以使外轨的滚动半径增加，内轨的滚动半径减小，增大内外轨的滚动半径差，以补偿内外轨的长度差，从而减小导向轮缘力、冲角以及轮对在曲线上的滑动，达到减磨的目的，同时，通过非对称打磨，还可以减缓轮毂的磨耗引起的镟轮等，节约运营成本。
3.结论
对钢轨进行打磨，最初用于整治波形磨耗，现已发展成为一种多功能的现代化养路技术，打磨的重点也已从钢轨修理转向钢轨保养。对于打磨能够有效地改善轮轨接触关系，延长钢轨的使用寿命这一点，继续深入的研究地铁轨道养护中的打磨技术将能够大大地节约维修成本，提高运营效益。
（作者单位：沈阳地铁集团有限公司运营分公司）
1.1对地铁新建线路进行打磨的必要性
对地铁新建线路进行打磨，可以修正钢轨制造公差和施工误差，改善轮轨接触。地铁轨道工程，普遍采用的是挂枕架轨法施工的整体道床，虽然铁垫板已经加工了相应的轨底坡，但由于各个轨枕是相对独立的短轨枕和施工中支撑的变形以及钢轨轨枕的制造公差等原因，使竣工后的轨底坡无法得到保证。每一块短轨枕处钢轨的轨底坡都略有差异，由于整体道床可调性差等原因，很难进行轨底坡的精确调整。《地下铁道工程施工及验收规范》规定，轨底坡的误差答应为1/50～1/30ｓ，1/50～1/30的轨底坡对应的倾斜角度为1°8′45～1°54′33，根据实际的轮对踏面锥度，采用合适的打磨模式，正确的选择磨头的偏转角度和功率，可以在很大程度上消除这种施工误差，使轨面得到一个相对不变的钢轨倾斜度，从而改善轮轨接触关系。
对地铁新建线路的打磨，可以缩短轮轨磨合期，延长轮轨使用寿命。打磨后的轨道光带稳定，轨面均匀无瑕疵，磨合期大大缩短，减少了磨合期内轮轨的异常磨耗，延长了轮轨寿命。对新线进行打磨，可以消除新轨轨面毛刺、锈迹等表面瑕疵，提高钢轨作用面的光洁度，完善新轨轨面，改善轮轨关系，减少列车运行噪音、提高乘客舒适度，延缓钢轨病害的发生。
1.2对既有线进行打磨的必要性
地铁既有线上的轨道，经过长期的运营，部分区段会出现剥落掉块、焊缝鞍形磨耗、肥边、擦伤、轨头表面由于冷作硬化出现轨道表面金属的破坏等缺陷，非凡是曲线地段还会出现波磨。地铁运营采用的是ＡＴＯ驾驶模式，车辆类型单一，轴重一致，同一区段行车速度一致等，行车密度大、轨道在同一种工况下反复作用，整体道床弹性差等特点，因此轨道一旦出现病害，同一种病害发展速度非常快。这些病害的发展，非凡是波磨地段，列车高频率的颠簸，对车辆转向架裂纹、隧道道床病害、钢轨扣件的病害等起到了促进作用。国内外一致认为打磨钢轨是目前最有效的消除波磨的措施。钢轨的定期打磨，可以消除和延缓波磨的发展、消除钢轨表面的接触疲惫层防止剥离掉块、对断面打磨还可以改善轮轨接触条件，降低接触应力。
2打磨方式和打磨标准的探索
对于轨道维护中的打磨，可以分为预防性打磨、修复性打磨和钢轨断面廓形打磨。
2.1预防性打磨：这种打磨方式主要运用于消除钢轨表面缺陷、曲线地段和轻易出现钢轨接触疲惫纹的地段。掉块、焊缝鞍形磨耗、肥边、擦伤、轨头表面由于冷作硬化出现轨道表面金属的破坏等缺陷地段，预防性打磨可以起到良好的效果。曲线地段，由于内外轨长度不一样，轮轨间产生“粘着-滑移”效应等原因，导致外轨出现了波磨。周期性的打磨，将会大大减缓波磨的发展速度，通常情况下预防性打磨，控制在0.2ｍｍ的范围内较为适宜。预防性打磨也是预防和消除钢轨表面疲惫纹的有效方式，其打磨周期短，在钢轨表面裂纹萌生时就予以消除。由于這些裂纹极浅，打磨深度一般为0.05～0.075ｍｍ，对外轨的内缘和内轨的外侧打磨深度一般为0.1～0.15ｍｍ，以防止由于钢轨塑性流动而使钢轨断面产生累积变形。预防性打磨与修复性打磨相比，打磨频率高，但对钢轨打磨的总量小，能够延长钢轨的使用寿命。因此，对于钢轨的打磨，应该在病害消除后由修复性打磨转向预防性打磨。
2.2修复性打磨：地铁轨道的修复性打磨主要运用在小半径曲线波磨较为严重的地段，修复性打磨对钢轨的磨削量大。由于打磨本身也是对钢轨进行磨削，对曲线地段的钢轨打磨，需要严格控制打磨量，打磨少了，起不到打磨的作用，打磨多了，将会大大降低钢轨的使用寿命，因此采用合理的打磨参数是很重要的。美国有关专家推荐采用CI指数来衡量波磨的严重程度，并用于控制打磨量，打磨量的多少和波磨的长度、深度、计算CI所需长度和该区段上出现抑制次数等有关，CI指数公式如下：
其中：Ｄ-波磨深度，Ｌ-波磨长度，Ｓ-区段长度，Ｎ-区段上出现抑制次数计算法则为：计算一个增量为1米的5米距离内的一个CI值，对于所测得的一段距离的每一米长度，都要计算CI的值。该公式说明在一定深度前提下，波磨波长越长，波磨问题越不严重，该公式用于计算波磨波长保持在30ｍｍ≤Ｌ≤300ｍｍ的范围内，最小值为120微米的情况下有效。随着打磨遍数的增加，波长加大，磨削量逐次降低，从最初的0.38ｍｍ降至0.05ｍｍ，所以，长波打磨之后的残留波磨是不可避免的。
2.3钢轨断面廓形打磨：由于地铁轨道为整体道床为主，由于施工条件的影响及钢轨、轨枕、铁垫板等施工条件的影响，轨道竣工后的状态难以完全符合设计，而地铁轨道的可调性较差，经过一段时间的运营，可以发现有的地方光带或宽或窄，或偏向一侧等不正常情况。有效的方法是根据光带的实际情况，选择合适的打磨模式，对轨道进行非对称打磨，适当的改变轨道的廓形，可以很大程度上弥补上述原因造成的误差。曲线地段的钢轨，由于轮轨关系复杂，轮轨磨耗都很严重，它与轮轨的材质及机械性能、转向架的结构、线路状态、轴重、运行速度、轮轨断面的几何外形、润滑方式等有关。
借鉴国外的经验，根据地铁轨道的实际情况，分析理想的轨道状况为：对轨道而言，下股轨道光带外靠，以使锥形踏面的小半径部分与内轨接触，减小内轨的行走距离，上股轨道光带尽量内靠，使锥形踏面的大半径作用在外轨上，以尽量平衡上下股之间的长度差，进而减少外股作用车轮的滑动，理论上假如内外轨的滚动半径差引起的内外轨行走距离差略大于内外轨的长度差时，外侧轮缘与轨道不接触，完全由轮轨蠕滑力导向，从而防止或减缓波磨合侧磨的产生。
对钢轨的断面廓形进行非对称打磨，显著降低了轮轨横向力和冲角，在减缓钢轨侧磨、延长钢轨使用寿命方面取得了很大效果，国外应用经验表明：将这种技术用于重载铁路，横向力可以减少50%～90%，延长曲线地段钢轨使用寿命50%以上。其他地铁的应用也表明，两点接触和非对称打磨是预防钢轨疲惫纹的措施之一。
通过以上分析可知，采取合适的打磨方法，可以使外轨的滚动半径增加，内轨的滚动半径减小，增大内外轨的滚动半径差，以补偿内外轨的长度差，从而减小导向轮缘力、冲角以及轮对在曲线上的滑动，达到减磨的目的，同时，通过非对称打磨，还可以减缓轮毂的磨耗引起的镟轮等，节约运营成本。
3.结论
对钢轨进行打磨，最初用于整治波形磨耗，现已发展成为一种多功能的现代化养路技术，打磨的重点也已从钢轨修理转向钢轨保养。对于打磨能够有效地改善轮轨接触关系，延长钢轨的使用寿命这一点，继续深入的研究地铁轨道养护中的打磨技术将能够大大地节约维修成本，提高运营效益。
（作者单位：沈阳地铁集团有限公司运营分公司）