钢轨允许磨耗限度.doc

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 mm钢轨类型 总磨耗 垂直磨耗 侧面磨耗kg/m 正线到发线其他站线 正线到发线其他站线 正线到发线其他站线60 14 16 9 10 14 1650 12 14 8 9 12 1443 10 12 7 8 10 1238 9 10 7 8 9 113.2 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 mm钢轨类型 总磨耗 垂直磨耗 侧面磨耗kg/m 正线到发线其他站线 正线到发线其他站线 正线到发线其他上线60 16 18 11 12 20 2250 14 16 10 11 18 2043 12 14 9 10 16 1838 10 12 8 9 14 163.3 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 波 纹 磨 耗 波 浪 磨 耗各 类 钢 轨 0.3 1.5注：波纹磨耗波长为 30～80mm，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 1波形磨耗量测波谷深度2TB 2097-89图 13TB 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 X0，X 1……Xn若 a=X0＜X 1＜……＜X n-1＜X n=b，且各个节点上的函数值已知，即 yk=f（X k），式中（K=0，1 ，…… n）并使以三次样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 k，X k＋1 ]上是一个三次多项式；（3）S（X k）=Y k利用 Hermite 插值公式可求出小区间[X k，X k＋1 ]上三次样条函数 S（X）为：KYK()12112121XXK()()mK2…………………………………………………（1）K11式中：m k=S′（X k）根据 S（X）在点 Xk 上的二阶导数必须连续的要求，即：S″（X k＋0）=S″（X k－0）以及边界条件，即可求出各段 S（X ）的导数 mk（K=0，1，……n），从而求出各段的三次样条函数 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 A14TB 2097-89图 A1磨耗钢轨断面磨耗面积的计算公式为：………………………………………（2）CdAeXfdxB()1钢轨断面磨耗面积对 X、Y 轴的一次静矩为：………………………………………（3）KxfYAn()1………………………………………（4）dghYdYn1钢轨断面磨耗面积对 X、Y 轴的二次静矩为：………………………………………（5）IefXyAn21()………………………………………（6）dghdYxYn21A4 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 1、Z n]分为 2m 等分，积分步长为 h，则上述五个积分式可写成统一的积分形式：MdzhFFnmZn()()320421 …………………………………………（7）411()从而可求出磨耗钢轨的磨耗面积 C，静矩 KX、K Y，惯性矩 IX、I Y已知标准钢轨断面面积 A，形心坐标 Xc1、X c1 和断面惯性矩 IX1、I y1，则磨耗钢轨断面面积为：B=A－C………………………………………………………（8）5TB 2097-89磨耗钢轨断面形心坐标为：Xc=（X c1×A－K y）/BYc=（Y c1×A－K x）/B磨耗钢轨断面惯性矩为：（a） 对 X、Y 轴：I Y′=I YC1＋（X c1)2×A－I YI Y′=I XC1＋（Y c1)2×A－I X（b） 对磨耗后的断面主惯性轴 XC、Y C：Iyc=I′ y（X c） 2×B=Iyc1－ IY＋（X c1） 2×A－（X c） 2×B………………………（9）Ixc=I′ x－（Y c） 2×B=Ixc1－I x＋（Y c1） 2×A－（Y c） 2×B………………………（10）A5 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磨耗量 mm 磨耗面积 mm2 惯性矩 IXcm4 惯性矩 I ycm4 形心新位置 mm类型kg/m垂直 侧面 面积占轨头百分比 % Ix减 少百分比 % Iy减 少百分比 % x y3836789101200000666600000006101214166816181403183854485135797162292923423904304294495686016.514.717.820.723.726.833.110.613.515.818.019.919.820.826.327.8114210651036100198195389511181098108410631057102610199909805.111.514.016.918.520.825.77.18.810.011.312.214.815.417.818.62062011991971941921871951901871841801881871801791.43.84.95.77.28.110.56.79.110.512.013.910.210.713.914.400000001.11.51.82.02.31.51.62.32.5－1.9－4.4－5.4－6.3－7.2－8.2－10.3－2.9－3.6－4.2－4.8－5.3－5.8－6.1－7.4－7.943367891012140000000000000006910121416181302983554205125717138482553393643494214645025.312.214.517.221.023.429.234.710.413.914.916.117.219.020.61401130812791246121211871118103613731359135813311308127212505.912.214.116.318.620.324.930.67.48.78.810.612.214.616.12542492482452422392342302403362352282252222202.34.24.65.86.97.910.011.57.79.29.612.313.514.615.4000000001.11.31.41.82.02.22.4－1.8－4.3－5.0－5.9－6.8－7.5－9.5－11.8－2.6－3.2－3.2－4.1－4.8－5.4－6.07TB 2097-89续表 A1钢轨磨耗量 mm 磨耗面积 mm2 惯性矩 IXcm4 惯性矩 I ycm4 形心新位置 mm类型kg/m垂直 侧面 面积占轨头百分比 % Ix减 少百分比 % Iy减 少百分比 % x y6666816182043653657667417.922.023.627.6127312451230119814.516.417.419.52352292272209.611.912.715.41.41.92.12.6－ 5.4－ 6.4－ 6.9－ 7.9503678910121400000000333336668800000000691012141618208910121412161820221302983554205125717138482703483784134364745125053203413694234865126016346867485.111.713.916.520.122.428.033.310.613.714.916.217.118.620.122.212.613.414.516.619.120.123.624.927.029.4193018161776173516951654157214901873183518191802178917701751172218351825181217891760173916801663162615945.310.812.814.816.818.822.826.98.19.910.711.512.213.114.015.59.910.411.012.213.614.617.518.420.221.73743683663643623593543493593543533513503483473453593583563523483463463453453440.82.42.93.44.04.86.17.44.86.16.46.97.27.78.08.54.85.05.66.67.78.28.28.58.58.80000000011.31.41.51.61.71.82.00.91.01.11.31.61.61.71.81.71.8－ 1.7－ 3.9－ 4.7－ 5.6－ 6.4－ 7.3－ 9.0－10.8－ 3.0－ 3.9－ 4.2－ 4.6－ 4.9－ 5.3－ 5.8－ 6.4－ 3.7－ 4.0－ 4.3－ 4.8－ 5.5－ 5.5－ 7.1－ 7.5－ 8.2－ 9.08TB 2097-89续表 A1钢轨磨耗量 mm 磨耗面积 mm2 惯性矩 IXcm4 惯性矩 I ycm4 形心新位置 mm类型kg/m垂直 侧面 面积占轨头百分比 % Ix减 少。