近年來隨著我國軌道交通的快速發展，鋼軌傷損這種情況已逐漸明顯的加重。鋼軌傷損不僅影響行車品質，甚至可能導致斷軌，嚴重影響行車的穩定性和安全。因此，提高軌道交通鋼軌使用壽命，已成為目前急需解決的問題。鋼軌打磨是線路養護維修中的一種重要方法，也是用來提高鋼軌壽命和使用性能的一種手段，經過大量實踐和理論研究，都印證了這種措施的實用性和可靠性。鋼軌打磨已得到國內外廣泛的應用，并能有效提高軌道交通鋼軌使用壽命。

       2018年，一種全新的打磨技術被引入中國——曲面打磨，也叫切線打磨，它與傳統的打磨最大的不同之處就是在于砂輪與鋼軌在打磨時的接觸位置：傳統的打磨利用砂輪的軸向面，也就是平面與鋼軌進行磨削（見圖1），而曲面打磨則是利用砂輪的徑向面，也就是圓周曲面與鋼軌接觸磨削。見圖2，砂輪曲面與鋼軌的縱向水平線相切，所以也叫切線打磨。

圖1 傳統杯型打磨

圖2 曲面打磨

       正是因為技術原理的巨大差異，所以與傳統打磨技術相比，曲面打磨有著得天獨厚的優勢。下面以意大利MecnoService公司生產的MS-12S型（見圖3）打磨車為基礎，闡述曲面打磨的幾個典型特點。

圖3 MS-12S打磨車

       一、打磨質量的優越性

       曲面打磨原理利用砂輪“自銳”特征，使用砂輪打磨后形成的弧面，僅用4-5片砂輪便能完全覆蓋鋼軌表面，其中至少有2組砂輪是鎖定在一個位置，因此在以下幾個方面有著特別的優勢：

       1、橫向廓形：弧面飽滿，沒有小平面，見下圖4-1為曲面打磨后的形面，圖4-2為傳統杯型打磨后的形面。

       2、縱向平順度：有2組磨石設計在同一縱向平面，這對于處理焊接頭和波磨效果良好。見圖5-1及圖5-2焊接頭打磨處理前后對比。

       3、粗糙度：見圖6，打磨后鋼軌表面粗糙度平均不到4μm。

圖6 打磨粗糙度

       二、作業效率和能力的多變性

       該車設計一共有12個砂輪，每邊6個，但如前面描述的那樣，一般4-5片砂輪就能完全覆蓋鋼軌表面，實際上這取決于所選砂輪的厚度。該車另一特別之處就是，可根據鋼軌的不同需求，使用硬度、厚度不一的砂輪。

       1、打磨砂輪因地制宜，靈活組合：如不需修改廓形，則只用內外兩片60mm厚的砂輪便能覆蓋整個鋼軌表面，完成一遍平均0.2mm左右的打磨量。而針對內側有肥邊的病害狀況，可以設置25mm的砂輪專門用來高效削除病害。另外，如需打磨例如60N等在軌距角處磨削量大的廓形，可以使用35mm厚度的砂輪設置在該區域。總之，能根據不同的工況需要，設置不同的砂輪厚度組合，完成有針對性的打磨。

       2、打磨遍數：鑒于砂輪的不同組合，最少一遍可以實現新軌預打磨，達到去除脫碳層的目的。而打磨量較大的廓形修復，一般6-8遍也能達到設計廓形。

       3、作業速度：平均1-2km/h的作業速度，能在慢速的走行中觀察打磨狀況，及時調整打磨策略。這對于打磨道岔優勢明顯。

       三、無障礙設計的作業范圍

       鑒于曲面打磨的磨石設計，磨石在作業過程中不會干涉鋼軌兩邊的各類設施，因此該打磨車幾乎是無太多的障礙物影響作業，作業時不需要額外拆除鋼軌兩旁設備。

       1、道岔：可打磨道岔的任何區域，包含尖軌、岔心位置，但為防止該區域的打磨影響道岔相關幾何參數，在該區域打磨量控制較為謹慎，而曲尖軌和直尖軌的基本軌區段、曲基軌、直基軌區段，可以不受任何限制。

       2、線路：線路中的各類設施，比如計軸器、自動潤滑裝置、護軌、人防門等，均不影響打磨作業。

       3、槽型軌：普通輪對通過有軌電車專用的槽型軌時，輪緣厚度決定了通過道岔的安全系數。MecnoService曲面打磨車設計可置換輪對，在打磨槽型軌時使用較薄輪緣的輪對，能安全地在槽型軌上運行和作業。另外該車的曲面打磨設計也能輕易避開軌槽，從而輕易完成打磨作業。

       4、極端線路狀況：該車走行系統為機械傳動，能在80‰的坡度上作業；另外該車較小的外形尺寸（長13962mm*寬2320mm*高2700mm）也能讓它順利通過20米的小半徑彎道，對于城市軌道而言，這是非常重要的作業能力。

       打磨實際效果分析：

       根據引入該打磨技術的北京同和時代科技有限公司負責人介紹，在2018年，他們利用Mecno曲面打磨技術，一共在三種不同的場合下進行了打磨效果驗證：

       一是在川藏線成蒲段進行了道岔和站線新軌廓形打磨。成蒲段是川藏鐵路的先導段，設計運營時速200km/h，按照鐵路管理部門的要求，該區段道岔60D和60N兩種高鐵適用廓形，最大打磨量在軌距角區域達到1.3mm。該車作業8-10遍可達到60N設計廓形，并在后期運行中發現，打磨后的廓形對于預防道岔曲股早期側磨和魚鱗紋有著非常重要的作用。下圖7是打磨后的道岔宏觀狀態，圖8是打磨廓形對比。

圖7 道岔打磨后

圖8 打磨后廓形與設計廓形比對

       二是在廣州有軌電車海珠試驗段進行槽型軌修復性打磨。廣州有軌電車敷設在珠江邊上，沿途經過兩個高檔住宅小區，因接頭和波磨的原因導致輪軌接觸噪聲讓居民抱怨。經過打磨后，輪軌關系改善明顯，列車運行噪聲最大降低了5分貝。圖9是波磨打磨前后對比，圖10噪聲打磨前后測試結果。

圖9 波磨打磨前后數據（深藍色為打磨前，亮青色為打磨后）

圖10 打磨前后噪聲測量值

       三是在濟南地鐵R1線進行全線新軌預打磨。相關研究證明，新軌在開通前進行預打磨，去除表面脫碳層和部分安裝時造成的病害，能在后期運營中大大降低鋼軌出現疲勞傷損的幾率，尤其是微小裂紋、擦傷、焊接頭不平順等，能起到很好的消除作用。下圖11為打磨線路后的宏觀表面。

圖11 濟南地鐵打磨后宏觀形面

       另外，該車設計能快速分解和組合，利用汽車運輸至打磨地點（見圖12），這對于打磨調度十分便利，尤其是城市地鐵線路中，部分線路沒有聯絡線，無法提高打磨車的利用率，該車的設計能很好地解決這一問題。

圖12 曲面打磨車的快捷運輸

       在不同的場合和工況下，該車表現堪稱完美，既能和傳統打磨一樣為鋼軌的病害修理，延長鋼軌壽命上表現卓越，又能在傳統打磨受限區域發揮優勢，填補技術空白。這將是未來打磨技術的先驅力量，為軌道交通行業的工務維保添磚加瓦，發光發熱。