一
高速铁路特点及对钢轨要求
1.1高速铁路特点
客运高速、货运重载，客货分线是我国铁路的发展方向高速铁路可分为纯客运高速和客货混运高速线路高速铁路曲线半径大，线路建设等级高，轨道平顺，线路条件好;列车轴重轻，速度快因此，对钢轨性能质量提出新的要求l’2一 1.2高速铁路对钢轨的要求
(1)高平直度、高儿何尺寸精度高平}I.度要求
钢轨轨端和本体平直度高，出现的周期性波动小高几高速铁路钢轨的研究与应用张银花等
何尺寸精度要求轨高、轨头宽、轨底宽、轨腰厚的尺寸公差小、轨冠饱满、轨底不平度小、断面对称
(2)高抗疲劳性能几高抗疲劳性能要求钢轨钢质洁净、表面无缺陷、脱碳层浅、残余拉应力小等
(3)安全、可靠。高安全性反映在钢质洁净、表面无缺陷、优良的韧塑性和焊接性能，以及便于生产、质量稳定和可靠性高等方面 2高速铁路钢轨技术条件
为满足我国建设世界一流高速铁路需要，学习和借鉴国外先进钢轨标准，起草和制定了与国际先进钢轨标准接轨，并适合我国实情的高速铁路钢轨系列技术条件，涵盖了250 km/h和350 km/h高速铁路及提速线路与道岔用钢轨:在使用中，根据实际情况进行了适时修汀【3】
在高速铁路钢轨系列技术条件中，充分体现了对钢轨内部高纯净度、表面高质量、高平直度，以及高几何尺寸精度要求二目前，我国现行的钢轨技术条件一是《350 km/h客运专线60 kg/m钢轨暂行技术条件》:适用于新建350 km/h客运专线二是《250 km/h客运专线60 kg/rn钢轨暂行技术条件》:适用于新建250 km/!，客运专线三是《250 km/h和350 km/h客运专线钢轨检验及验收暂行标准》:用于用户的质量监督和检验四是TB/T 2344-2003 4375 kg/m热轧钢轨订货技术条件:用于时速160 km以下的线路。五是TB/T 2635-2004热处理钢轨技术条件:用于时速l60 km以下的线路六是高速铁路60AT钢轨暂行技术条件，适用新建高速铁路道岔用轨七是60T Y特种断面翼轨暂行技术条件八是铁道部关于印发《350 km/h客运专线60 kg/m钢轨暂行技术条件》等三个技术条件局部修订条文的通知，主要修订了钢轨中硫的含量及成品轨氢的含量 3高速铁路钢轨材质选择 3.1我国钢轨化学成分及性能特点 3.!.!我国钢轨化学成分
目前，我国铁路广泛使用的U71Mn和U75V钢种钢轨的强度等级为880 MPa与980 MPa，其化学成分见表1,} 3.1.2 U71Mn和U75U钢种钢轨性能特点[4]
U7lMn钢种钢轨为我国至今使用时间最长的C-Mn钢轨，其含碳量较低，Mn含量较高，硬度为260300 HB ,韧塑性较好，尤其低温性能较好，焊接性能优良。当U71Mn钢种钢轨含锰量较高时，易发生锰的微观偏析，不适合全长热处理，通常以热轧态使用二1175V钢种钢轨为20世纪90年代攀钢集团有限公司研制开发的微合金钢轨，在L171 Mn钢种钢轨基础上增加了碳、硅含量，井添加了微合金元素钒，降低了Mn含量，热轧后硬度为280--320 H B，硬度、抗拉强度及裂纹扩展速率高于U71Mn钢种钢轨，断后伸长率(A)低于U71 Mn钢种钢轨r。在既有繁忙干线及重载运煤线路的直线_L几使用较好，但在小半径曲线上使用耐磨性不如热处理钢轨 3.2国外高速铁路采用的钢轨材质
国外高速铁路基本采用强度等级800880 MPa的热轧钢轨钢轨强度等级较低，但韧塑性能和焊接工艺性好，安全储备较大，可靠性较高。
口本新十线采用强度等级800 MPa、轨面硬度大于235 HB的钢轨L二法国和德国等高速铁路发达国家无论是纯客运高速铁路，还是客货混运高速铁路均采用强度等级880 MPa的LIIC 900A钢轨。日本和欧洲国家高速铁路钢轨化学成分及力学性能见表2- 3.3我国高速铁路采用的钢轨材质
根据国外高速铁路选用的钢轨强度和对我国钢轨使用情况长期跟踪研究结果，结合我国高速铁路的实际情况和现有钢种的性能特点，提出了高速铁路钢轨材质强度的选择建议:在时速350 km的高速铁路上铺设强度等级为880 MPa的1I71Mnk钢种钢轨;根据运行条件，在时速250 km的高速铁路上可采用强度等级为980 MPa的1175V钢种钢轨_我国高速铁路钢轨的化学成分及力学性能见表3
U7l Mnk钢种的化学成分参照了欧洲钢轨标准EN 13674-1 : 2003 E中的EN260钢种的化学成分，并结合我国现有钢种的实际情况，在LI71Mn钢种成分基础上，对C , Mn及有害元素进行了调整。调整后的化学成分与国外高速铁路广泛采用的钢种成分基本一致，并在此基础上进行了优化。4高速铁路钢轨的生产技术 4.1钢轨“三精”生产设备和工艺
现代生产设备和工艺是转炉冶炼、连铸、万能轧机轧制、平立复合矫直、在线检测等，使钢轨内部和外观质量得到大幅度提高，满足高速铁路要求。
(1)钢轨钢的“精炼”技术。包括生铁脱硫预处理、氧气顶吹转炉冶炼、炉外精炼(LF )、真空脱气(VD或RH)和大方坯连铸等
(2)钢轨的“精轧”技术包括步进式加热炉加热、多道次高压水除鳞、万能轧机轧制和钢轨热预弯等二
(3)钢轨的“精整”技术。包括平立复合矫直、四面液压补矫、联合锯钻机床定尺和钻孔等。
(4)钢轨集中检测。包括超声波探伤、涡流探伤、激光辅助平直度和钢轨几何尺寸自动检测等
(5)钢轨的长尺化生产。采用长尺矫直冷锯定尺工艺，利用热轧头尾余量切除矫直和探伤盲区。其优点是整根钢轨尺寸高度一致，焊接接头数量少，提高轨道平顺性，保证钢轨端头内部质量，提高成材率等 4.2国外高速铁路钢轨的制造技术
高速铁路钢轨的安全使用性能好、几何尺寸精度高、平直度好，要求钢轨钢质洁净、韧塑性高、焊接性能优良、表面基本无原始缺陷。为此，国外高速铁路的钢轨生产采用炉外精炼、真空脱气、大方坯连铸等先进技术冶炼，保证钢轨钢的纯净性;采用万能法轧制技术，保证钢轨的几何尺寸精度;采用热预弯、平立复合矫直、四面液压补矫等技术精整钢轨，使其具有高平直度;采用长尺化生产，保证钢轨端部内部和外观质量，保证平顺性;利用检测中心对钢轨的内部和表面质量进行集中检测，保证出厂钢轨质量【5，6】 4.3我国钢轨生产设备技术改造
为满足高速铁路的钢轨需求，国内钢轨生产厂家投资完成了钢轨精炼、精轧、精整、长尺化生产和集中检测技术设备的现代化改造，达到国际先进水平，为我国铁路采用国产钢轨大规模修建高速铁路奠定了坚实基石出。 6高速铁路钢轨的使用
为研究高速铁路钢轨的材质选用、钢轨伤损及预防、轨道参数设置，以及打磨列车打磨对钢轨使用的影响等问题，对广深铁路、秦沈高速铁路、既有线提速区段、百米定尺钢轨试验段的钢轨使用情况进行了连续多年的跟踪观测，对广深铁路出现的滚动接触疲劳伤损进行分析并提出应对措施;对高速铁路钢轨材质/钢种选用，以及轨底坡设置对钢轨使用影响等问题进行了系统研究，为高速铁路钢轨的维修和养护积累了数据 7钢轨维修养护及建议
国外高速铁路钢轨的大修换轨周期约为通过总重5亿一6亿r.欧洲高速铁路一般年通过总重约2 000万，，钢轨可以使用25一30年目前，我国高速铁路刚刚运行，规律性的钢轨伤损还未出现，根据国外高速铁路运行经验，钢轨主要伤损形式是其轨面出现的滚动接触疲劳伤损和焊接接头伤损
针对高速铁路大量投人运营，建议目前钢轨维修养护工作重点如下二一是认真学习和借鉴国外成熟经验;二是针对出现的问题，「务、车辆等部门联合开展轮轨接触关系综合研究;二是规范钢轨打磨技术;四是长期跟踪观测轮轨使用状况，通过研究尽快制定适应我国实情的钢轨维修养护规范，并在实践中不断完善
参考文献
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