钢轨允许磨耗限度

1、 中华人民共和国铁道部部标准tb 2097-89钢轨允许磨耗限度1 主题内容与适用范围本标准规定了钢轨的垂直磨耗、侧面磨耗及波形磨耗的允许限度。本标准适用于 38、43、50 及 60kg/m 国产与非国产钢轨。2 总则2.1 钢轨磨耗超限是钢轨伤损的一种类型。钢轨磨耗量由总磨耗、垂直磨耗与侧面磨耗表征。总磨耗表示由于磨耗而使钢轨头部断面积减少的程度。总磨耗=垂直磨耗侧面磨耗。2.2 本标准是划分因磨耗而造成的钢轨轻、重伤的依据。磨耗达到重伤限度的钢轨应立即更换，不得再使用于本等级线路上；磨耗轻伤钢轨应注意观察其磨耗的发展趋势及其他类型伤损的相伴发生。钢轨产生波形磨耗时应及时打磨，波形磨耗钢轨

2、达到允许限值时应立即更换。2.3 根据下列原则制定钢轨允许磨耗限度；2.3.1 钢轨磨耗达到允许限度时尚能保证钢轨具有足够的强度与抗弯性能。2.3.2 钢轨达到允许磨耗限度时机车车辆轮缘在最不利情况下不致接触到接头夹板。2.3.3 波磨钢轨的波谷深度达到允许限度时不致引起轨道部件的损伤及养护工作量的急剧增加。3 钢轨允许磨耗限度3.1 各类钢轨磨耗量达到表 1 所列数值之一者即为轻伤钢轨。 中华人民共和国铁道部 1989-09-01 批准1990-05-01 实施1tb 2097-89表 1 轻伤钢轨允许磨耗限度mmkg/m60504338141210916141210987714121091

3、6141211883.2 各类钢轨磨耗量达到表 2 所列数值之一者即为重伤钢轨。表 2 重伤钢轨允许磨耗限度mmkg/m605043381816141212111092220181614181216108143.3 波形磨耗分为波纹磨耗与波浪磨耗两种。根据波形磨耗的类型，波谷深度的允许限度值见表 3。表 3 波形磨耗波谷深度允许限度mm钢 轨 类 型各 类 钢 轨波 纹 磨 耗0.31.5注：波纹磨耗波长为 3080mm，波长大于 80mm 时为波浪磨耗。4 钢轨磨耗的测量4.1 钢轨磨耗量测以标准断面为基准。4.2 垂直磨耗在钢轨垂直中心线处量测。侧面磨耗在钢轨轨顶下 14mm处量测，见图

4、1。波形磨耗量测波谷深度。 2tb 2097-89图 1 3tb 2097-89附录a用三次样条插值方法计算磨耗钢轨断面几何参数（补充件）a1 确定磨耗钢轨的几何参数时，先将现场测得的典型磨耗钢轨断面放大100 倍，然后在典型磨耗钢轨断面形状基础上确定磨耗量，选取插值点。再用三次样条法得到光滑的插值曲线函数。最后用电子计算机算得磨耗钢轨断面的磨耗面积、断面静距、形心位置及惯性距。a2 三次样条插值函数 s（x）的计算已知钢轨磨耗曲线上一组节点 x ，x x01n若 a=x x x x =b，且各个节点上的函数值已知，即 y = f（x ），式 中（k=0，01n-1nkk1，n）。并使以三次样

5、条法所拟合的曲线通过这些函数值所代表的样点，则可用三次样条插值函数 s（x）作为三次样条曲线的表达式。三次样条插值函数 s（x）应满足下列条件：（1）s（x），s（x），s（x）在区间a，b上是连续函数；（2）在每个小区间x ，x 上是一个三次多项式；kk 1（3）s（x ）=y 。kk利用 hermite 插值公式。可求出小区间x ，x 上三次样条函数 s（x）为：kk 1x x- -x x2s(x ) = 1+ 2 y +kkk+1- x - k xkk+1kkk+1x x-x x-21+ 2 yk+1k- x x - x xk+1kk+1k+1kx -+(x - x )(k) m2k+1

6、x - xkkk+1x - x+ -(x x )() m2（1）kx - xk+1k+1k+1k式中：m =s（x ）kk根据 s（x）在点 x 上的二阶导数必须连续的要求，即：ks（x 0）=s（x 0）kk 以及边界条件，即可求出各段 s（x）的导数 m （k=0，1，n），从而求出各段的三k次样条函数 s（x）。a3 s（x）用直角坐标函数表示。轨头磨耗曲线的方程为 y=f（x），x=h（y）。在磨耗区域内标准钢轨断面的轨头曲线为 y=e（x），x=g（y），见图 a1。4tb 2097-89图 a1磨耗钢轨断面磨耗面积的计算公式为： e(x ) (- f x ) dx（2）= da =

7、xckbax1钢轨断面磨耗面积对 x、y 轴的一次静矩为： x e(x ) - f (x ) dx（3）= xda =xnyax1 k = ydayy g(y) - h(y) dy （4）nxay1钢轨断面磨耗面积对 x、y 轴的二次静矩为： x e(x ) - f (x ) dx（5）= yda =xi2nyax1 i = yxda = yyg(y) - h(y) dy （6）22nay1a4 磨耗钢轨断面几何参数的计算设被积函数为 f（z）。将积分区间z 、z 分为 2m 等分，积分步长为 h，则上述五个积1n 分式可写成统一的积分形式：hm = zn f(z)dz = f + f + 2

8、(f + f + f )30n242m-2z1+4(f + f + f )（7）122m-1从而可求出磨耗钢轨的磨耗面积 c，静矩 k 、k ，惯性矩 i 、i 。已知标准钢轨断面面xyxy积 a，形心坐标 x 、x 和断面惯性矩 i 、i ，则磨耗钢轨断面面积为：c1c1x1y1b=ac（8）5tb 2097-89磨耗钢轨断面形心坐标为：x =（x ak ）/bcc1yy =（y ak ）/bcc1x磨耗钢轨断面惯性矩为：（a） 对 x、y 轴：i =i （x ) ai2yyc1c1yi =i （y ) ai2yxc1c1x（b） 对磨耗后的断面主惯性轴 x 、y ：cci =i （x ）

9、b=i i （x ） a（x ） b（9）222ycycyc1yc1ci =i （y ） b=i i （y ） a（y ） b（10）222xcxcxc1xc1ca5 磨耗钢轨几何参数的部分计算数据见表 a1。 6tb 2097-89表 a1 磨耗钢轨几何参数钢轨4xy类减少减少型面积xykg/m36001403183854485135797162292923423904304294495686011302986.52062011991971941921871951901871841801881871801792542491.43.8001.94.45.46.37.28.210.32.93.6

10、4.24.85.35.86.17.47.91.84.3704.90805.70907.2009538.1038089510.56.7061.11.51.82.02.31.51.62.32.5001012141668.89.1010.512.013.910.210.713.914.42.30066861618069803140113086012.212.24.20 780035542051257171384825533936434942146450214.517.221.023.429.234.710.413.914.916.117.219.020.61279124612121187111810

11、3613731359135813311308127212502482452422392342302403362352282252222204.65.8005.05.96.87.59.511.82.63.23.24.14.85.46.0906.9007.9043010.011.57.700061.11.31.41.82.02.22.4098.79.2010121416188.89.6010.612.214.616.112.313.514.615.40007tb 2097-89续表 a14xy类占轨头减少减少型面积xykg/m668161820043653657667413029835542051

12、2571713848270348378413436127312451230119819301816177617351695165415721490187318351819180217892352292272203743683663643623593543493593543533513509.611.912.715.40.82.42.93.44.04.86.17.44.86.16.46.97.21.41.92.12.605.46.46.97.91.73.94.75.66.47.39.010.83.03.94.24.64.96636011.713.916.520.122.428.033.310.6

13、13.714.916.217.1070080090000000061099.91.31.41.51.650010121410.711.512.200 000333336668816182084745125053203413694234865126016346867487.78.08.54.85.05.66.67.78.28.28.58.58.81.71.82.00.91.01.11.31.61.61.71.81.71.8910121412161820228tb 2097-89续表 a14xy类占轨头减少减少型面积xykg/m36001072883494194835587058288978530

14、922938288628282772271225892485242831193028299629722935289828575175135105085055024964914855135035004994934894861.32.12.73.13.64.25.36.37.42.14.04.64.85.96.77.3001.33.54.35.15.96.78.510.311.21.02.33.13.34.04.85.17008009000000000020.30.70.91.01.31.51.6062092552983464004607.25.9098.86.901012141610.311.9

15、13.815.97.66008.809.9011.2 0006688182022161820205125656186476697187477.88.69.28.28.28.68.81.71.92.13.02.82.93.19tb 2097-89附 录 b钢轨允许磨耗限度安全极限的确定（补充件）钢轨允许磨耗值的安全限值由下列因素确定：b1 保证车轮顺利地通过钢轨接头磨耗到限的车轮通过磨耗钢轨接头时，应保证车轮轮缘不碰磨鱼尾板的上缘，故钢轨垂直磨耗限值应不于图 b1 所示的 a 值。 图 a1a=pd（f+c）式中 c车轮踏面允许磨耗值。机车、客车车辆及货车车辆的 c 值分别为 7、8、9mm。b2 各种钢轨算得的 a 值列于表 b1。10tb 2097-89表 b 1mm车类机客货机pdfcamin8kg/m型车车车车2825252878973874.531.511 435060客货机客货机客货车车车车车车车车2525282525282525897897891211.513.512.512.814.