頂層構架軌條損傷的分類

鋼軌傷損是鐵路軌道交通中較為嚴重的問題，直接影響了列車運行的安全與平穩(wěn)，與運輸成本、鋼軌材料的選定以及相關的設計制造有著密切的關系。鋼軌需要支持并且引導機車按照規(guī)定的方向來行駛。然而在長期的使用過程中，鋼軌會出現(xiàn)損傷，例如常見的折斷、裂紋以及其他影響性能的各種情況。只有明確鋼軌傷損及其成因，才能更好地提高鋼軌探傷的工作質量。

頂層構架鋼軌核傷

主要是因為鋼軌在冶煉或者是軋制的過程中，所使用的材質比較差，或者是在使用過程中存在著缺陷，使得機車在反復荷載的作用下，應力得以集中，疲勞源不斷增加并且擴展。鋼軌核傷主要發(fā)生在鋼軌的頭部位置內側，并且伴隨核傷的直徑加大，鋼軌所承載的能力便會隨之降低。因此在高速重復載荷的作用下，鋼軌極其容易發(fā)生折斷。

頂層構架鋼軌接頭損傷

這是線路當中最為薄弱的一個環(huán)節(jié)，機車車輛車輪不斷作用于鋼軌的接頭上，使得承受最大的慣性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的鋼軌探傷過程中，經常會發(fā)生螺孔裂紋或者是馬鞍形磨耗等。

頂層構架鋼軌縱向與垂直水平裂紋

鋼軌縱向與垂直水平的裂紋主要是因為鋼軌制造工藝較差，沒有重視鋼錠中存在的嚴重偏析、縮孔、夾雜等問題。使得鋼錠在軋制成為鋼軌之后，那些缺陷就會成片狀地殘留在鋼軌頭部、鋼軌軌腰部位還有鋼軌軌底部位，相反地與鋼軌縱向平行，呈現(xiàn)水平或者是垂直的狀態(tài)。

頂層構架鋼軌軌底裂紋

從鋼軌腰垂直縱向裂紋向下發(fā)展，便成為了鋼軌軌底裂紋。鋼軌軌底銹坑或者是劃痕便會形成鋼軌軌底橫向裂紋。另外在制造鋼軌的過程中，鋼軌軌底有軋制、與墊板軌枕間不密貼等缺陷，使得鋼軌底部受到極大的應力，從而導致鋼軌軌底橫向裂紋或者破裂。

鋼軌的類型是以每米長的鋼軌質量千克數(shù)表示的。我國鐵路上使用的鋼軌有75kg/m、60kg/m、50kg/m，43kg/m和38kg/m等幾種。鋼軌的斷面形狀采用具有最佳抗彎性能的工字形斷面，有軌頭、軌腰以及軌底三部分組成。為使鋼軌更好地承受來自各方面的力，保證必要強度條件，鋼軌應有足夠的高度，其頭部和底部應有足夠的面積和高度、腰部和底部不宜太薄。以上各種類型鋼軌中，38kg/m鋼軌現(xiàn)已停止生產，60kg/m、50kg/m鋼軌在主要干線上鋪設，站線及專用線一般鋪設43kg/m鋼軌。對于重載鐵路和特別繁忙區(qū)段鐵路，則鋪設75kg/m鋼軌。此外，為了適應道岔、特大橋和無縫線路等結構的需要，我國鐵路還采用了特種斷面（與中軸線不對稱工字型）鋼軌?，F(xiàn)采用較多的為矮特種斷面鋼軌，簡稱AT軌。

錳具有脫氧、脫硫及調節(jié)作用(如阻止鋼的粒緣碳化物的形成)，還能增加鋼材的強度、韌性、可淬性，在鋼鐵以及不銹鋼制造過程中的應用非常廣泛，此類用量占到了錳需求的85%一90%。

頂層構架超聲波探傷

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發(fā)生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

頂層構架磁粉探傷

磁粉探傷利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導率和鋼鐵磁導率的差異，磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場將發(fā)生畸變，形成部分磁通泄漏處工件表面產生了漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，在適當?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對這些磁粉的堆積加以觀察和解釋，就實現(xiàn)了磁粉探傷。

頂層構架渦流探傷

渦流探傷是以交流電磁線圈在金屬構件表面感應產生渦流的無損探傷技術。渦流磁場方向與外加電流的磁化方向相反，因此將抵消一部分外加電流，從而使線圈的阻抗、通過電流的大小相位均發(fā)生變化。管的直徑、厚度、電導率和磁導 率的變化以及有缺陷存在時，均會影響線圈的阻抗。若保持其他因素不變，僅將缺陷引起阻抗的信號取出，經儀器放大并予檢測，就能達到探傷目的。

(1)鋼軌在使用一段時間后采用打磨方法將鋼軌踏面形狀打磨成更接近鋼軌原有的型(狀)線，這樣可將輪軌接觸點轉移到鋼軌的踏面中央部位，減小接觸應力，控制接觸疲勞裂紋的形成和擴展。改變輪軌接觸的位置和形態(tài)，也可以將火車的車輪打磨成磨耗形踏面來改變輪軌接觸的位置和形態(tài)。采用磨耗形車輪后將原來的錐形接觸變成圓弧接觸，減小了橫向壓力同時也降低了輪軌接觸應力磨耗形踏面由于與鋼軌面的接觸是圓弧接觸，因而它的接觸應力較錐形踏面降低了70%，防止了鋼軌頭部疲勞裂紋的形成和擴展。

(2)通過改善線路條件(如線路參數(shù)的設置可根據(jù)線路的實際情況改變原線路下股軌底坡的設計，將原1/40改為1/20可以降低上股的橫向壓力，即減輕了輪軌接觸間的接觸應力;提高道床的平順度，加強道渣的清理等措施完善線路的維修與養(yǎng)護，維修與養(yǎng)護的好壞直接關系到輪軌接觸應力的大小，即直接影響鋼軌產生接觸疲勞損傷的時間)，也可以達到改變輪軌接觸形態(tài)，改善和降低輪軌接觸應力和橫向壓力，從而達到減少和消除接觸疲勞傷損的目的。

(3)在線路上可選用耐磨性一般的U71Mn鋼軌即可。

智能用電互動體系總體構架作為整個體系的設計規(guī)范,必須保證總體構架設計的互動性、擴展性、穩(wěn)定性和可行性。 在總體構架的設計中,需要遵循“業(yè)務驅動”的原則,采用從互動業(yè)務構架分析到系統(tǒng)構架設計(數(shù)據(jù)構架、技術構架) 再到集成構架設計的三步設計方法,如圖 1 所示?；芋w系總構架包括互動業(yè)務構架、互動數(shù)據(jù)構架、互動技術構架以及互動集成構架。 互動業(yè)務構架是以營銷管理和服務為立足點,對業(yè)務范圍涉及的過程、環(huán)節(jié)、規(guī)則等元素進行抽象和建模;系統(tǒng)構架包括數(shù)據(jù)構架和技術構架，是目標系統(tǒng)整體解決方案的模型化，體現(xiàn)目標系統(tǒng)的整體框架和實現(xiàn)技術方案,以及目標系統(tǒng)所需的 IT 基礎構架以支撐系統(tǒng)的實現(xiàn);集成構架是支持系統(tǒng)業(yè)務運作的功能藍圖,為系統(tǒng)實現(xiàn)提供集成功能,是智能電網 IT系統(tǒng)功能體系的抽象全視圖 。

互動技術構架設計藍圖

智能電網需要通過互動技術將用戶和電網之間的業(yè)務數(shù)據(jù)進行連接、傳輸和互動，實現(xiàn)高效雙向的業(yè)務服務和數(shù)據(jù)管理。 在上述智能用電互動業(yè)務構架和數(shù)據(jù)構架的基礎上，對相應的互動技術構架進行探討，支撐業(yè)務和數(shù)據(jù)構架的實現(xiàn)。 根據(jù)智能互動用電體系分層的設計原則和技術實現(xiàn)特點，技術構架藍圖分為“控制系統(tǒng)”“傳輸總線”“服務對象”3 個部分采用多層構架的技術體系能夠實現(xiàn)系統(tǒng)內部的松耦合，快速響應業(yè)務變化對系統(tǒng)的需求，通過各層次系統(tǒng)組件之間的承載關系，實現(xiàn)目標系統(tǒng)的各項功能 。

其中，控制系統(tǒng)包括七大層：

①客戶層，包含所有業(yè)務處理設備(筆記本、PC 機和手機等)和服務系統(tǒng)(互動業(yè)務管理決策系統(tǒng)和智能用電互動業(yè)務系統(tǒng))，用于進行人機交互和訪問；

②界面控制層，用于人機交互系統(tǒng)的接入，提供交互終端和接入單元，并進行頁面展示；

③ 業(yè)務支撐層，對客戶業(yè)務進行管理，并采集傳輸數(shù)據(jù)與一體化控制平臺進行控制操作；

④一體化平臺，對內外數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一操作管理；

⑤采集控制層，對數(shù)據(jù)進行采集和傳輸；

⑥數(shù)據(jù)支撐層，建立數(shù)據(jù)庫，用于實時或非實時、結構或非結構化數(shù)據(jù)的分類管理和儲存；

⑦終端層和設備層，接入終端設備，控制底層的應用接入，提供各種用電設備的接入業(yè)務。

同時，通過企業(yè)服務總線對用戶對象和控制系統(tǒng)進行電力流、業(yè)務流的傳輸互動 。

互動技術構架關鍵技術

互動業(yè)務的技術實現(xiàn)涉及高級量測技術、信息互動技術、計算機輔助決策與分析技術、智能控制技術、集成技術等關鍵技術，具體如下。

1)高級量測技術高級量測體系(AMI)是一個用來量測、收集、儲存、分析和運用用戶用電信息的完整網絡和系統(tǒng)。通過廣域通信網絡，AMI能夠實現(xiàn)用戶和電網公司的緊密相連。

2)信息互動技術電網公司通過遠程傳輸手段，對用電數(shù)據(jù)進行實時檢測，分析用戶用能情況，為用戶節(jié)能改造提供參考和建議。同時，用戶根據(jù)電網公司提供的用電報告，調整用電方式，使用戶參與電網的運行。

3)計算機輔助決策與分析技術通過計算機網絡和通信技術，有效支持決策群體的協(xié)同工作，從而優(yōu)化整合海量數(shù)據(jù)，實時計算相關指標，并為電網公司和用戶提供相關營銷信息。

4)智能控制技術通過高級控制技術分析、診斷、預測電網的運行狀況，并采取正確的措施解決電力問題，從而增強電網與用戶之間的互動性。

5)集成技術通過信息集成技術使資源達到充分共享，實現(xiàn)集中、高效、便利地管理；通過數(shù)據(jù)集成技術為電網用軟件和系統(tǒng)有機地集成到同一系統(tǒng)中。

《淮南子·本經訓》：“大構駕，興宮室?！?高誘 注：“構，連也；駕，材木相乘駕也。”

三國 魏 劉劭 《人物志·材理》：“思能造端，謂之構架之材；明能見機，謂之達識之材?！?魯迅 《墳·文化偏至論》：“此非操觚之士，獨憑神思構架而然也。”2100433B