1、中華人民共和國(guó)鐵道部部標(biāo)準(zhǔn)TB 2097-89鋼軌允許磨耗限度1 主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼軌的垂直磨耗、側(cè)面磨耗及波形磨耗的允許限度。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于38、43、50及60kg/m國(guó)產(chǎn)與非國(guó)產(chǎn)鋼軌。2 總則2.1 鋼軌磨耗超限是鋼軌傷損的一種類型。鋼軌磨耗量由總磨耗、垂直磨耗與側(cè)面磨耗表征?？偰ズ谋硎居捎谀ズ亩逛撥夘^部斷面積減少的程度?？偰ズ?垂直磨耗 側(cè)面磨耗。2.2 本標(biāo)準(zhǔn)是劃分因磨耗而造成的鋼軌輕、重傷的依據(jù)。磨耗達(dá)到重傷限度的鋼軌應(yīng)立即更換，不得再使用于本等級(jí)線路上；磨耗輕傷鋼軌應(yīng)注意觀察其磨耗的發(fā)展趨勢(shì)及其他類型傷損的相伴發(fā)生。 鋼軌產(chǎn)生波形磨耗時(shí)應(yīng)及時(shí)打磨，波形磨耗鋼軌達(dá)

2、到允許限值時(shí)應(yīng)立即更換。2.3 根據(jù)下列原則制定鋼軌允許磨耗限度；2.3.1 鋼軌磨耗達(dá)到允許限度時(shí)尚能保證鋼軌具有足夠的強(qiáng)度與抗彎性能。2.3.2 鋼軌達(dá)到允許磨耗限度時(shí)機(jī)車車輛輪緣在最不利情況下不致接觸到接頭夾板。2.3.3 波磨鋼軌的波谷深度達(dá)到允許限度時(shí)不致引起軌道部件的損傷及養(yǎng)護(hù)工作量的急劇增加。3 鋼軌允許磨耗限度3.1 各類鋼軌磨耗量達(dá)到表1所列數(shù)值之一者即為輕傷鋼軌。中華人民共和國(guó)鐵道部1989-09-01批準(zhǔn) 1990-05-01實(shí)施1TB 2097-89表1 輕傷鋼軌允許磨耗限度 mm鋼軌類型總磨耗垂直磨耗側(cè)面磨耗kg/m正線到發(fā)線其他站線正線到發(fā)線其他站線正線到發(fā)線其他站

3、線601416910141650121489121443101278101238910789113.2 各類鋼軌磨耗量達(dá)到表2所列數(shù)值之一者即為重傷鋼軌。表2 重傷鋼軌允許磨耗限度 mm鋼軌類型總磨耗垂直磨耗側(cè)面磨耗kg/m正線到發(fā)線其他站線正線到發(fā)線其他站線正線到發(fā)線其他上線601618111220225014161011182043121491016183810128914163.3 波形磨耗分為波紋磨耗與波浪磨耗兩種。根據(jù)波形磨耗的類型，波谷深度的允許限度值見(jiàn)表3。表3 波形磨耗波谷深度允許限度 mm鋼 軌 類 型波 紋 磨 耗波 浪 磨 耗各 類 鋼 軌0.31.5 注：波紋磨耗波長(zhǎng)為

4、3080mm，波長(zhǎng)大于80mm時(shí)為波浪磨耗。4 鋼軌磨耗的測(cè)量4.1 鋼軌磨耗量測(cè)以標(biāo)準(zhǔn)斷面為基準(zhǔn)。4.2 垂直磨耗在鋼軌垂直中心線處量測(cè)。側(cè)面磨耗在鋼軌軌頂下14mm處量測(cè)，見(jiàn)圖1。波形磨耗量測(cè)波谷深度。2TB 2097-89圖 13TB 2097-89附錄A用三次樣條插值方法計(jì)算磨耗鋼軌斷面幾何參數(shù)（補(bǔ)充件）A1 確定磨耗鋼軌的幾何參數(shù)時(shí)，先將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的典型磨耗鋼軌斷面放大100倍，然后在典型磨耗鋼軌斷面形狀基礎(chǔ)上確定磨耗量，選取插值點(diǎn)。再用三次樣條法得到光滑的插值曲線函數(shù)。最后用電子計(jì)算機(jī)算得磨耗鋼軌斷面的磨耗面積、斷面靜距、形心位置及慣性距。A2 三次樣條插值函數(shù)S（X）的計(jì)算 已知鋼

5、軌磨耗曲線上一組節(jié)點(diǎn)X0，X1Xn 若a=X0X1Xn-1Xn=b，且各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的函數(shù)值已知，即yk=f（Xk），式中（K=0，1，n）。并使以三次樣條法所擬合的曲線通過(guò)這些函數(shù)值所代表的樣點(diǎn)，則可用三次樣條插值函數(shù)S（X）作為三次樣條曲線的表達(dá)式。三次樣條插值函數(shù)S（X）應(yīng)滿足下列條件： （1）S（X），S（X），S（X）在區(qū)間a，b上是連續(xù)函數(shù)； （2）在每個(gè)小區(qū)間Xk，Xk1上是一個(gè)三次多項(xiàng)式； （3）S（Xk）=Yk。 利用Hermite插值公式。可求出小區(qū)間Xk，Xk1上三次樣條函數(shù)S（X）為： （1）式中：mk=S（Xk） 根據(jù)S（X）在點(diǎn)Xk上的二階導(dǎo)數(shù)必須連續(xù)的要求，即：S（X

6、k0）=S（Xk0） 以及邊界條件，即可求出各段S（X）的導(dǎo)數(shù)mk（K=0，1，n），從而求出各段的三次樣條函數(shù)S（X）。A3 S（X）用直角坐標(biāo)函數(shù)表示。軌頭磨耗曲線的方程為Y=f（X），X=h（y）。在磨耗區(qū)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)鋼軌斷面的軌頭曲線為Y=e（X），X=g（Y），見(jiàn)圖A1。4TB 2097-89圖A1 磨耗鋼軌斷面磨耗面積的計(jì)算公式為：（2） 鋼軌斷面磨耗面積對(duì)X、Y軸的一次靜矩為：（3）（4） 鋼軌斷面磨耗面積對(duì)X、Y軸的二次靜矩為：（5）（6）A4 磨耗鋼軌斷面幾何參數(shù)的計(jì)算 設(shè)被積函數(shù)為F（Z）。將積分區(qū)間Z1、Zn分為2m等分，積分步長(zhǎng)為h，則上述五個(gè)積分式可寫成統(tǒng)一的積分形式：

7、（7） 從而可求出磨耗鋼軌的磨耗面積C，靜矩KX、KY，慣性矩IX、IY。已知標(biāo)準(zhǔn)鋼軌斷面面積A，形心坐標(biāo)Xc1、Xc1和斷面慣性矩IX1、Iy1，則磨耗鋼軌斷面面積為：B=AC（8）5TB 2097-89 磨耗鋼軌斷面形心坐標(biāo)為： Xc=（Xc1AKy）/B Yc=（Yc1AKx）/B 磨耗鋼軌斷面慣性矩為： （a） 對(duì)X、Y軸： I Y=IYC1（Xc1)2AIY I Y=IXC1（Yc1)2AIX （b） 對(duì)磨耗后的斷面主慣性軸XC、YC： Iyc=Iy（Xc）2B=Iyc1IY（Xc1）2A（Xc）2B（9） Ixc=Ix（Yc）2B=Ixc1Ix（Yc1）2A（Yc）2B（10）A5

8、 磨耗鋼軌幾何參數(shù)的部分計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表A1。6TB 2097-89表A1 磨耗鋼軌幾何參數(shù)鋼軌磨耗量 mm磨耗面積 mm2慣性矩IXcm4慣性矩I ycm4形心新位置 mm類型kg/m垂直側(cè)面面積占軌頭百分比 %Ix減 少百分比 %Iy減 少百分比 %xy3836789101200000666600000006101214166816181403183854485135797162292923423904304294495686016.514.717.820.723.726.833.110.613.515.818.019.919.820.826.327.811421065103610019819

9、5389511181098108410631057102610199909805.111.514.016.918.520.825.77.18.810.011.312.214.815.417.818.62062011991971941921871951901871841801881871801791.43.84.95.77.28.110.56.79.110.512.013.910.210.713.914.400000001.11.51.82.02.31.51.62.32.51.94.45.46.37.28.210.32.93.64.24.85.35.86.17.47.94336789101214

10、0000000000000006910121416181302983554205125717138482553393643494214645025.312.214.517.221.023.429.234.710.413.914.916.117.219.020.61401130812791246121211871118103613731359135813311308127212505.912.214.116.318.620.324.930.67.48.78.810.612.214.616.12542492482452422392342302403362352282252222202.34.24.

11、65.86.97.910.011.57.79.29.612.313.514.615.4000000001.11.31.41.82.02.22.41.84.35.05.96.87.59.511.82.63.23.24.14.85.46.07TB 2097-89續(xù)表 A1鋼軌磨耗量 mm磨耗面積 mm2慣性矩IXcm4慣性矩I ycm4形心新位置 mm類型kg/m垂直側(cè)面面積占軌頭百分比 %Ix減 少百分比 %Iy減 少百分比 %xy6666816182043653657667417.922.023.627.6127312451230119814.516.417.419.5235229227220

12、9.611.912.715.41.41.92.12.65.46.46.97.9503678910121400000000333336668800000000691012141618208910121412161820221302983554205125717138482703483784134364745125053203413694234865126016346867485.111.713.916.520.122.428.033.310.613.714.916.217.118.620.122.212.613.414.516.619.120.123.624.927.029.4193018161

13、776173516951654157214901873183518191802178917701751172218351825181217891760173916801663162615945.310.812.814.816.818.822.826.98.19.910.711.512.213.114.015.59.910.411.012.213.614.617.518.420.221.73743683663643623593543493593543533513503483473453593583563523483463463453453440.82.42.93.44.04.86.17.44.8

14、6.16.46.97.27.78.08.54.85.05.66.67.78.28.28.58.58.80000000011.31.41.51.61.71.82.00.91.01.11.31.61.61.71.81.71.81.73.94.75.66.47.39.010.83.03.94.24.64.95.35.86.43.74.04.34.85.55.57.17.58.29.08TB 2097-89續(xù)表 A1鋼軌磨耗量 mm磨耗面積 mm2慣性矩IXcm4慣性矩I ycm4形心新位置 mm類型kg/m垂直側(cè)面面積占軌頭百分比 %Ix減 少百分比 %Iy減 少百分比 %xy60367891012

15、1416000000000066880000000002691012141618202216182020107288349419483558705828897852092552983464004605125656186476697187473.79.912.014.416.619.224.328.530.92.97.28.810.311.913.815.917.619.521.322.323.124.725.7309229382886282827722712258924852428311930282996297229352898285728232788275527052678265826243

16、.98.710.312.113.815.719.522.824.53.05.96.97.68.89.911.212.213.314.315.916.817.418.45175135105085055024964914855135035004994934894864834794764814814794781.32.12.73.13.64.25.36.37.42.14.04.64.85.96.77.37.88.69.28.28.28.68.80000000000.30.70.91.01.31.51.61.71.92.13.02.82.93.11.33.54.35.15.96.78.510.311.

17、21.02.33.13.34.04.85.15.76.36.98.99.39.710.29TB 2097-89附 錄 B鋼軌允許磨耗限度安全極限的確定（補(bǔ)充件） 鋼軌允許磨耗值的安全限值由下列因素確定：B1 保證車輪順利地通過(guò)鋼軌接頭 磨耗到限的車輪通過(guò)磨耗鋼軌接頭時(shí)，應(yīng)保證車輪輪緣不碰磨魚尾板的上緣，故鋼軌垂直磨耗限值應(yīng)不于圖B1所示的a值。圖A1a=PD（f+C） 式中C車輪踏面允許磨耗值。機(jī)車、客車車輛及貨車車輛的C值分別為7、8、9mm。B2 各種鋼軌算得的a值列于表B1。10TB 2097-89表 B 1 mm鋼軌類型kg/m車 輪類 型PDfCamin38機(jī) 車客 車貨 車74.531.5282525789810943機(jī) 車客 車貨 車77.531.528252578911131250機(jī) 車客 車貨 車83.537.028252578911.513.512.560機(jī) 車客 車