钢轨探伤工电子版8

1、第八章轨道知识简介第一节 轨道结构基本知识一、轨道的基本组成*轨道是线路设备的重要组成部分，一般由钢轨、轨枕、联结零件、防爬设备、道床、轨道加强设备和道岔所组成。（一）钢轨钢轨是轨道最重要的组成部件，它直接承受列车的荷载，引导列车运行，把机车车辆荷载，传递给轨枕。由于机车车辆轴重的逐渐增大，钢轨所承受的荷载也越来越大，对钢轨的材质和强度有更高的要求。（二）轨枕轨枕的作用是一方面承受钢轨传下来的机车车辆的各种荷载，并把它分布给道床；另一方面是通过扣件把钢轨固定在规定的正确位置上，以保持轨距、轨底坡、曲线超高等，防止钢轨产生位移和爬行。（三）联结零件联结零件分接头联结零件和中间联结零件。1接头联结

2、零件 包括钢轨夹板和螺栓等。用于钢轨和钢轨、钢轨和道岔之间的联接。2中间联结零件 道钉、垫板（用于木枕线路）、混凝土轨枕用螺旋道钉、扣件、像胶垫板等。中间联结零件的作用是固定钢轨的位置，阻止钢轨的纵、横向位移，防止钢轨翻转，并将钢轨所受的力传递给轨枕。（四）防爬设备由防爬器和防爬支撑组成。用以增加钢轨和轨枕的联结，增加线路抵抗钢轨爬行的能力。（五）道床道床的作用是固定轨枕的位置，防止轨枕纵、横向位移并把轨枕所承受的压力传递给路基，同时道床还起到排水的作用，可防止路基翻浆冒泥和木枕腐朽。（六）道岔道岔作用主要是引导列车从一条线路转向另一条线路。二、钢轨接头*（一）钢轨接头分类在轨道上，钢轨之间的

3、连接部位称为钢轨接头。钢轨接头是线路的薄弱环节之一，由于机车车辆动荷载作用，使接头低塌、道床翻浆、钢轨鞍形磨耗、轨枕断裂，大量增加线路的维修费用。钢轨接头的形式很多，从基本结构来分：有普通接头和尖轨接头两种。1普通接头 普通接头按其相对于轨枕位置的不同分悬空式和双枕承垫式两种（图81）；按两股接头相互位置的不同分为相对式和相错式两种；按其用途的不同可分为普通接头、异形接头、导电接头、绝缘接头（图82）、冻结接头、胶结绝缘接头等。 悬空式 双枕式图81（8T1、8T2） 接头形式图82（8T3） 绝缘接头2尖轨接头 又称伸缩接头，是用尖轨和弯折基本轨组成的联结接头（图83），它充许接头处钢轨随轨

4、温变化有较大的伸缩，多用于特大钢桥上无缝线路的连接。图83（8T4） 尖轨接头（二）连接零件钢轨接头联结零件包括夹板（鱼尾板）、螺栓、螺母、垫圈等，钢轨接头结构的作用是保持轨线的连续性，并传递和承受弯矩与横向力，部分满足钢轨伸缩要求。（1）接头夹板 接头夹板是承受弯矩、传递纵向力、阻止钢轨伸缩的重要部件（图84），要求有较好的垂直和水平刚度，并有足够的强度。我国铁路广泛采用双头夹板，双头夹板的上下头有斜面分别与轨头颚部斜面、轨底上部斜面相接，每块夹板有三个圆孔和三个长圆孔，由于是斜面相接，增加了接头弹性，接触面有一定磨损后，还可以保持良好接触，并具有较大的垂直及水平刚度，适合于行车的需要。图8

5、4（8T5） 60 kg/m钢轨夹板（2）接头紧固件 接头紧固件主要有螺栓（图85）、螺母及垫圈 接头螺栓。螺母是在钢轨接头处用以夹紧夹板及钢轨的配件，并部分阻止钢轨的伸缩；为保证足够的强度，螺栓多用高碳钢制造，并经热处理，在无缝线路上均采用高强度螺栓，垫圈是用以为了防止螺母松动，一般包括弹簧垫圈及平垫圈。图85（8T6） 60 kg/m钢轨夹板螺栓三、扣件*（一）混凝土枕扣件混凝土枕扣件，常用的有扣扳式扣件、型弹条扣件。1扣板式扣件扣板式扣件的结构形式和安装方式如图86所示。在用硫磺浆液锚固的螺纹道钉上，安装一块特制扣板，一端扣稳钢轨，另一端则支承在铁座上。铁座主要传递水平力，并保持轨距。扣

6、板有不同的种类和号码以适应不同类型的钢轨和不同的轨距。图86 扣板式扣件2型弹条扣件目前，为了适应高速重载铁路的发展和提高轨下基础的轨底绝缘缓冲垫板弹性的要求，我国大量使用型弹条扣件（图87）。弹条呈形，用13 mm直径的弹簧圆钢制成。配合使用10 mm厚的橡胶垫板，使钢轨与轨枕联结牢固。根据不同的钢轨类型和轨距，采用不同号码的轨距挡板和挡板座。图87 I型弹条扣件（二）木枕扣件木枕扣件分为分开式和混合式两种：1分开式 分开式是将垫板分别与轨枕和钢轨单独扣紧，如图88所示为K型分开式扣件联结情况。其特点是扣压力大，可以防止线路变形；但用钢量大，结构复杂，更换困难。图88 分开式扣件2混合式 混

7、合式是先用道钉将垫板与木枕扣紧，再用道钉将钢轨、垫板与木枕一同钉连在一起（图89）。其特点是结构简单，安装方便；但当钢轨受力后向上挠曲时会将扣紧道钉拔起。图89（8T10） 混合式配件四、爬行及防爬设备*（一）轨道的爬行列车车轮沿钢轨运行时，除产生竖直力和横向力外，还有纵向力。由于纵向力的作用，使钢轨带动轨枕沿着线路方向一起移动，此种现象称为轨道的爬行，其纵向力称为爬行力。1轨道爬行的一般规律在双线地段，爬行方向与列车运行方向基本相同，列车运行方向在下坡道时爬行量较大。两个方向运量大致相等的单线地段，其两个方向都发生爬行，且易向下坡道方向爬行。两个方向的运量显著不同的单线地段，其运量大的的方向

8、爬行量也大，在运量大的下坡道方向爬行量更大。双线或单线的制动地段，容易向制动方向爬行。2轨道爬行的危害爬行对轨道的危害很大，钢轨爬行后使接头挤成连续瞎缝，促使胀轨跑道；另一端则拉大轨缝，造成夹板螺栓拉弯或拉断，拉弯中间扣件，拉裂木枕或拉斜轨枕，造成轨道不平顺；在明桥上的钢轨爬行时，使桥枕间距扩大，甚至带动钢梁，使钢梁支座损坏；在道岔上的钢轨产生爬行时，将影响尖轨的正确位置或转辙器扳动的灵活性。轨道爬行往往使轨枕离开捣固坚实的道床，造成轨道沉落，产生低接头。3防止爬行的措施防止轨道爬行的根本措施在于提高轨道的纵向阻力，保证钢轨与轨枕之间不发生相对移动，亦即需要加强中间扣件的扣压力、接头夹板的夹紧

9、力、夯实道床以提高道床的阻力，并增设足够的防爬设备，以加大轨道抵抗纵向移动的阻力。（二）防爬设备的组成及其分类防爬设备包括防爬器和防爬支撑。1防爬器有穿销式和弹簧式两种。我国广泛使用的是穿销式防爬器（图810）。它是由带挡板的轨卡及穿销组成，轨卡的一边紧密地卡住轨底，另一边用楔形穿销将相应轨底间的空隙楔紧，使之牢固地卡住轨底，而挡板与轨枕之间须设置木制承力板，才能起到抗爬作用。在碎石道床地段，用一对防爬器和三对支撑组成一个防爬组，将四根轨枕连成一个防爬整体，这种形式称为单方向锁定组；如在反方向也安装一对防爬器时，则称为双方向锁定组。图810（8T11） 穿销式防爬器2防爬支撑可用木制，亦可用石

10、料，混凝土制造。第二节 道岔知识一、普通单开道岔*一组单开道岔，主要由转辙器、连接部分、辙叉及护轨以及岔枕等组成（图811）。图811（8T12） 单开道岔（一）转辙器转辙器是引导列车进入道岔不同方向的设备，其作用是将尖轨扳动到不同位置，使列车沿直线或侧线运行。转辙器的主件有基本轨和尖轨，联结零件，跟端结构以及辙前垫板、辙后垫板等（图812）。此外，转辙器中还包括有转辙机械等设备。图812 转辙器1基本轨基本轨的作用除承受车轮的垂直压力外。还与尖轨共同承受车轮的横向水平力，并保持尖轨位置的稳定。基本轨一般多用12.5 m或25 m的标准轨制成，并在尖轨尖端前后相应的范围内进行液火，增加钢轨的强

11、度，以提高其耐磨强度。2尖轨尖轨是用与基本轨同类型的标准钢轨或特种断面钢轨刨制而成。尖轨的作用是依靠其被刨尖的一端与基本轨紧密贴靠，以正确引导车轮的运行方向，列车靠它引进直股或侧股线路上。（1）尖轨按平面形状分为：直线尖轨和曲线尖轨两种（图813），直线尖轨工作边与基本轨工作边所成的夹角称为转辙角，也是尖轨的冲击角。冲击角较大时，尖轨所受冲击力也较大，限制了列车侧向通过道岔的速度。由于直线尖轨制造加工简单，更换使用方便，左、右开道岔皆可互换使用，尖轨尖端刨削部分短，横向刚度大，故目前大部分道岔多采用直线尖轨。图813 尖轨类型（2）尖轨按断面形状和特征分为：普通断面尖轨、高型特种断面尖轨和矮型

12、特种断面尖轨三种。普通断面尖轨 采用钢轨制作而成，将尖轨尖端轨头两侧及轨底内侧（靠基本轨之一侧）进行刨切，并使尖轨覆盖在基本轨轨底之上，尖轨轨底未刨切的部分，则放在高出基本轨底面6 mm的垫板平台上（图814），为使尖轨尖端不承受车轮重量，将尖轨顶面刨切，在尖轨顶面宽35 mm处，刨切成与基本轨顶面齐平，在尖轨顶面宽20 mm以下的断面不会受到车轮竖向压力，其结构如图815所示。 图814（8T16） 尖轨断面 图815 轨尖尺寸高型特种断面尖轨 一般指用与基本轨同类型等高的特种断面钢轨制作的尖轨（图816），这种尖轨无论竖向或横向的刚度都很大，宜辅设在列车运行速度较高、轴重较大的线路上。图

13、816（8T18） 高型特种断面尖轨 矮型特种断面尖轨 一般指较同类型基本轨高度低的特种断面钢轨制作的尖端（图817），须配合较高的滑床平台使用。由于尖轨断面高度比较小，所以稳定性好，但它的竖向和横向刚度都较高型特种断面尖轨小。图817（8T19） 矮型特种断面尖轨3跟端结构（活接头）尖轨跟端结构是转辙器中的一个重要连接点，应保证尖轨由一个位置扳动至另一个位置时摆动灵活，还要保证与基本轨的连接牢固可靠，并且构造简单，维修方便。我国的单开道岔上所采用的尖轨跟端结构大多为夹板间隔铁式（图818），这种结构是由间隔铁、弯折夹板、辙跟外轨撑、辙跟内轨撑和异径螺栓（或螺栓套管）等组成。图818 夹板间隔

14、铁式跟端结构在列车高速通过的道岔上，为了加强尖端结构，可配合特种断面尖轨采用弹性可弯式跟端结构（图819）。图819 弹性可弯式跟端结构4其它零件（1）连接杆 连接杆的作用是将两根尖轨联结成一个框架式整体一起摆动，同时保持两尖轨在平面上的相对位置。连接杆多用扁钢制成，安装在尖轨最前面转辙连接杆须用方钢制造。（2）顶铁（轨距卡） 为了保持尖轨在列车通过时不被车轮横向压力所挤弯，应在尖轨轨腰上安装顶铁，这样，车轮作用于尖轨的横向力便会通过顶铁传递于基本轨，共同抵靠。顶铁有多种形式，有用铁板制成的半圆形，有锥体螺栓形；也有用铁板弯成等腰梯形。（3）轨撑 为了增强转辙器的横向稳定性，在基本轨外侧安装轨

15、撑，它的作用是承受横向力和防止基本轨产生横向移动。轨撑用铸钢制成，有双墙式、单墙式两种，通过水平螺栓与基本轨连接，用垂直螺栓与垫板连接，（4）滑床板 单开道岔的床板是用厚度不少于20 mm的钢板制成，其长度为570 mm，在板面上有凸出高6mm、宽80mm的滑床平台。滑床板的作用是承托由尖轨与基本轨传来的压力，并传递到岔枕上去，同时应保证尖轨在滑床台上能正常的左右平滑摆动。（5）辙前垫板（轨撑垫板） 辙前垫板铺设在尖轨尖端前面的一段基本轨下面，与轨撑共同配合起着防止基本轨向外横向移动的作用。（6）辙后垫板（顺坡垫板、支距垫板） 为了使尖轨高出基本轨的轨面高差逐渐顺坡降低下来，并保持尖轨跟后导曲

16、线支距的准确，在尖轨跟后一段长度内，应铺设辙后垫板。（7）平垫板 平垫板是铺设在转辙器最前面的两块垫板，其平面形状与普通木枕垫板相同，但没有轨底坡，故称平垫板。5转辙机械（扳道器）转辙机械的作用是扳动尖轨到不同的位置上，使道岔准确地向直线或侧线开通。常用的转辙机械基本上可分为手动式与电动式两类。手扳动的有带柄道岔表示器和弹簧扳道器，电动的有ZD型电动转辙机和DFH型电动转辙机。（二）辙叉及护轨辙叉及护轨包括辙叉、护轨、主轨（安装护轨的基本轨）及其他联结零件（图820）。图820 辙叉及护轨1辙叉辙叉是道岔中两股线路相交处的设备。其作用是使列车能够按确定的行驶方向，跨越线路，正常通过道岔。辙叉是

17、由翼轨和心轨组成，翼轨的始端称辙叉趾端；叉心末端称为辙叉跟端；叉心两个工作边的交点称为辙叉理论中心（理论尖端）；叉心实际尖端处有610 mm的宽度称为实际尖端；叉心两个工作边的夹角称为辙叉角（道岔角）。辙叉趾端处两个工作边之间的宽度称为前开口；辙叉跟端两个工作边之间的宽度称为后开口；两根翼轨之间的最窄处称为辙叉咽喉；由趾端至跟端沿一股轨道线量取长度称为辙叉全长。辙叉类型按构造材料分类，有锰钢整铸式和钢轨组合式之分；按翼轨与心轨的固定关系分类，有固定式和可动心轨式之分。其中锰钢整铸式辙叉具有较高的强度，良好的冲击韧性，优良的整体性和稳定性，且表面有良好的耐磨性，是现在广泛使用的一种辙叉。2护轨护

18、轨设于固定辙叉的两侧，用以控制车轮的运行方向，使之正常通过“叉心”而不错入轮缘槽；并且能保护辙叉尖端不被轮缘冲击撞伤，其平面结构如图821所示。图821（8T23） 护轨平面结构护轨的平面形状，在中间的一段应为与主轨平行的直线，其长度为由咽喉至叉心顶宽为50 mm处之间的距离，两端再附加100300 mm，该直线段内护轨与主轨轮缘槽宽度为42 mm。然后两端各向轨道内侧弯折一段长度，称为过渡段或缓冲段，护轨是用普通钢轨经过刨切弯折而成，并用间隔铁、螺栓等零件与主轨连接。（三）连接部分连接部分是转辙器和辙叉之间的连接线路。它包括四股钢轨，即两股直线钢轨和两股曲线（导曲线）钢轨重叠组成。连接部分的

19、钢轨长度及根数，应根据道岔号数及导曲线半径的大小，计算确定，但最短不应小于4.5 m。导曲线的平面形式一般都采用圆曲线，大号码的道岔也可以采用对称三次抛物线型；导曲线半径的大小，取决于道岔号数或侧向过岔的速度，道岔号数大，则相应导曲线半径也大。导曲线起点一般位于尖轨跟端处，终点位于辙叉理论尖端前一段直线长度处，为了保持导曲线的位置和圆顺度，除铺设支距垫板和平垫板外，还在导曲线钢轨内外侧设置一定数量的轨撑，必要时增设轨距拉杆。二、特殊道岔*（一）可动心轨道岔可动心轨辙叉单开道岔（简称可动心轨道岔），对提高直向过岔速度是一种有效的措施。它保证列车过岔时轨线连续，从根本上消灭了有害空间，并使道岔的强

20、度大大提高。1构造特点为了改善列车进入侧线的运行条件，道岔侧向尖轨采用复曲线形切线式曲尖轨。为保证道岔跟端有足够的整体性与稳定性，道岔终端向后延长了一根标准轨的长度。道岔各部轨距，除尖轨尖端因构造特点需加宽2 mm为1 437 mm外，其余各处皆为1 435 mm，岔枕布置的特点，是全部岔枕皆按与直股垂直铺设。2道岔组成可动心轨道岔主要由转辙器、连接部分、辙叉部分所组成（图822）。图822（8T24） 对称可动心道岔（1）转撤器部分 采用可弯式AT尖轨，尖轨与基本轨顶面同高，尖轨尖端为藏尖式，跟端结构为普通鱼尾板联结，并且用高滑床台和可调式轨撑联结。（2）连接部分 主要起转撤器部分与辙叉部分

21、连接作用，由标准钢轨和异型钢轨组成。（3）辙叉部分 由辙叉、护轨组成。辙叉为AT轨组合式，辙叉直股方向的趾端及跟端采用斜接头，其中跟端尖轨既有调节钢轨爬行的作用，又可调节因温差而引起的钢轨伸缩。长心轨前端及短心轨后端均为藏尖式，长心轨设弹性可弯段，心轨扳动时短心轨后端可沿辙叉跟座纵向滑动；护轨为防止短心轨侧面磨耗，侧线方向仍需设置护轨，它不与基本轨连接。（二）交分道岔交分道岔是两条轨道在平面上的相交处，使机车车辆跨越轨道运行的设备。按平面交分道岔的形式可分为：直线与直线交分道岔（图823），或直线与曲线交分道岔（图824），以及曲线与曲交分道岔。按构造类别可分为固定型与可动心轨型；按使用情况又

22、可分为单独使用与组合使用两种。交分道岔的优点：一是可以缩短咽喉区长度；二是缩短站场长度，减少用地面积；三是改善行车条件，减少道岔和机车车辆的磨损；四是使列车直向跨过股道，走行平稳，瞭望方便；五是减少道岔组数和道岔维修工作量。但是交分道岔结构复杂，通路多，且各股钢轨彼此互相牵连制约，各部尺寸技术要求较高，若养护不当，极易造成撞伤叉尖或发生脱轨事故。 图823（8T25） 直线与直线交分道岔 图824（8T26） 直线与曲线交分道岔1菱形交分道岔一组菱形交分道岔，基本上是由两组同型号的锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，其中锐角辙叉的结构与单开道岔中的辙叉基本相同，仅是号数的差别，钝角辙叉的构造则有固定型

23、与可动心轨型两种，固定型也有拼装式和锰钢整铸式两种。（1）固定型钝角辙叉 由弯折基本轨、长心轨、短心轨、护轨、帮轨及联结零件等组成（图825）。钝角辙叉与锐角辙叉共同组成固定型菱形交叉，既可单独使用，更多的是用于交叉渡线中。图825 固定型纯角辙叉（2）可动心轨型钝角辙叉 由弯折基本轨、两根等长的可动心轨（或称短尖轨）、帮轨、扶轨、防跳铁及连接杆等组成（图826）。可动心轨钝角辙叉的特点，是利用心轨贴靠基本轨消灭“有害空间”，保证车轮通过钝角辙叉的安全。心轨的摆动是靠电动转辙机械的联动装置。扳动一次只向一股轨道开通。这种辙叉多应用于复式交分道岔中。图826 可动心轨型钝角辙叉3复式交分道岔如果

24、在菱形交分道岔内再增设四组转辙器和两条侧向曲线，便构成了复式交分道岔（图827）。复式交分道岔的构造是由两组双转辙器、两组锐角辙叉及护轨、两线钝角辙叉和全套岔枕所构成。复式交分道岔的号码是以其锐角辙叉的号数为特征表示的。复式交分道岔按其尖轨的转动方式有两种，即对称式转动与不对称式转动。由于对称式转动同时有两个方向开通，不能保证安全，较少采用。一般多采用不对称式。图827（8T29） 复式交分道岔第三节 钢轨的受力与伤损*钢轨的使用条件十分复杂，所处环境非常苛刻，所以不可避免会产生各种伤损。造成其伤损的原因很多，既有钢轨在冶炼过程中出现的缺陷，又有在运输、使用过程中出现的损伤，其中钢轨在使用中所

25、受各种荷载作用与钢轨的伤损有密切关系，因此分析钢轨的受力对减轻钢轨的伤损，延长钢轨的使用寿命均有帮助。钢轨由于与车轮的相互作用、钢轨本身的温度变化及其他原因，而产生三个方向上的力：垂直作用于轨面的竖向力；侧向垂直于钢轨的横向水平力；沿钢轨轴向的纵向水平力。其中竖向力是主体，计算轨道的强度和变形时，一般以竖向力为主，其对钢轨伤损的影响也最大。侧向垂直于钢轨的水平力及沿钢轨轴内的纵向水平力，在某些特定的条件下，经过荷载叠加后也能达到一个非常大的值，对钢轨也有较大的伤损。由于钢轨受力的复杂性，完全依靠严格的力学方法去计算钢轨的破坏与伤损，其计算过程繁琐，计算结果也未必与实际情况相符，这里只是对受力与

26、伤损做些简单的定性分析。一、竖向力（一）竖向力的产生竖向力由静轮载和静轮载动力附加值组成（图828）。静止在轨道上的机车车辆，其车轮施加于轨道上力称为静轮载。行驶中的车辆，其车轮作用于轨道上的力称为动轮载。动轮载比静轮载大的部分称为静轮载的动力附加值，产生动轮载动力附加值的原因有：图828（8T30） 钢轨受竖向力作用示意图1蒸汽机车蒸汽机工作时的蒸汽压力（活塞、摇杆和曲拐等）运动时的惯性力，以及过量平衡锤的离心力，这些力对电力机车和内燃机车来说，是不存在的。2车轮踏面上因制动或其他原因被擦伤而形成扁瘢。有扁瘢的车轮每转动一周要撞击钢轨一次，产生具有冲击性质的轮载，使动力附加值增加。3车轮轮箍

27、和轮心因圆周不同心而形成偏心。有偏心的车轮在行驶过程中对钢轨施加冲击力，犹似蒸汽机车的过量平衡锤那样，使动力附加值增加。4机车车辆通过曲线轨道时，因未被平衡的外轨超高而产生的轮载偏载，使一股钢轨上的轮载增加，另一股钢轨上的轮载减小。5机车车辆通过钢轨接头时，由于轨缝、错牙和折角的影响而产生的冲击附加力。6机车车辆通过钢轨顶面有类似擦伤那样的短波不平顺时，产生与扁瘢车轮完全相同的冲击性轮载，使动力附加值增加。7机车车辆通过不平顺轨道时，由于簧上结构（轮对弹簧装置以上部分）和簧下部分（轮对弹簧装置以下的部分）作复杂的空间振动，使作用于轨道上的动轮载有所增加。8机车车辆在平直轨道上因蛇行运动使同一轮

28、对上左右两滚动圆半径不同而引起的轮载偏载。9机车车辆通过曲线轨道时，作用于转向架上的横向力，使同一轮对上左右两车轮的轮载偏载。（二）竖向力的大小静轮载的值可由各种型号的机车车辆构造性能表中查取有关数据，动轮载附加值随机车车辆和轨道的构造及其状态以及运动形态的改变而变动，规律十分复杂。当圆顺的车轮在平顺的轨道上行驶时，轮载的动力附加值一般不超过20；但在钢轨接头、轨道单独不平顺处和车轮有扁瘢、偏心等冲击作用的情况下，有时可达数倍之多。（三）竖向力与钢轨的伤损钢轨受竖向力作用时，会在接触面产生很大的接触应力。一般认为，由接触应力引起的轨面下的剪应力是竖向力造成钢轨伤损的主要原因。由于轮轨的互相作用

29、，轨顶面反复出现接触应力，使轨面出现塑性变形，疲劳磨耗及疲劳裂纹等情况。1轨头塑性变形和磨耗钢轨塑性变形与接触应力成正比，与钢轨硬度成反比。当接触压应力接近钢轨的剪切屈服极限时，接触面开始塑性变形，当接触应力达到4倍剪切屈服极限时，接触面出现连续积累的塑性变形，使轨头压宽或辗边，出现压溃。同时，使轨顶表面金属加工硬化，硬度提高，在表面出现疲劳裂纹，导致薄片状剥离，这也是接触应力作用的表面疲劳磨耗。2轨面剥离掉块受接触应力引起的接触剪应力作用时，塑性流动变形层较深，表面疲劳裂纹沿流变方向倾斜向下发展，当疲劳裂纹扩展速率大于磨耗时，在接触应力较大的轨顶内侧小圆弧处出现鱼鳞状剥离裂纹，剥离裂纹深度与

30、塑性变形对应，在小半径曲线外轨处，一般可达2 mm以上。在曲线外轨轮轨的粘着蠕滑作用下，促进了裂纹发展，前后鱼鳞裂纹贯通而出现掉块，由于轨道不平顺，增加了轮轨冲击力，加速了裂纹发展，如果钢中有非金属夹杂物，更加快裂纹的萌生和发展。3钢轨的核伤核伤是起源于轨头踏面下512 mm范围内的内部疲劳裂纹，在这范围内是接触剪应力最大的分布区域，如果在这范围内存在着氧化物夹杂物，就会形成条状疲劳裂纹。横向疲劳裂纹发展到较大尺寸后，在车轮动荷载作用下有可能横向断裂。4钢轨的波磨波磨是指在钢轨踏面上出现周期性高低不平的波状变形。形成波磨原因很多，一般认为：当车轮行驶在曲线上时，有“摩擦自激振动”作用，使一侧车

31、轮产生重复粘着与滑动，在滑动过程中使钢轨表面有塑性变形和磨耗，形成波谷，粘着过程处出现波峰。波谷处接触应力急剧增加，金属塑性流动性变形增大，加剧了波磨发展。二、横向水平力（一）横向水平力的产生在轮轨接触点上，除作用着垂直于轨面的竖向力外，还存在车轮轮缘作用于轨头侧面上的横向水平力（图829）。产生横向水平力的原因有：图829（8T31） 钢轨受横向力作用示意图1机车车辆在直线轨道上运行时，因机车车辆蛇行运动使车轮轮缘时而接触钢轨，时而离开钢轨，由此而产生往复周期性的横向水平力。2机车车辆在有方向不平顺的轨道上运行时（方向错乱，接头死弯，道岔上尖轨，辙叉翼轨和护轨等处所），因车轮轮缘或车轮内侧面

32、冲击钢轨而引起的横向水平力。3机车车辆通过有未被平衡外轨超高的曲线轨道时，因离心力与向心力不能相互抵消而引起的横向水平力。4机车车辆通过曲线轨道时，因车架或转向架转向，使车轮轮缘作用于钢轨侧面上的横向水平力。（二）横向水平力的大小分析水平横向力时，因不确定因素很多，理论分析比较复杂，常用经验公式或借助实测资料进行估算。横向水平力在直线地段一般为静轮载的1015左右，在曲线地段一般为静轮载的50以下，最大可达80左右。（三）横向水平力与钢轨的伤损钢轨受横向水平力作用时，由于轮轨间的摩擦作用，会造成钢轨的侧面磨耗，并使轨腰受弯矩作用，此外，当不利因素重叠组合时，可能使列车脱轨，严重影响行车安全。其对钢轨伤