錨碇鋼腱

鋼軌傷損是鐵路軌道交通中較為嚴(yán)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(guān)的設(shè)計制造有著密切的關(guān)系。鋼軌需要支持并且引導(dǎo)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(zhì)量。

錨碇鋼腱鋼軌核傷

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(zhì)比較差，或者是在使用過程中存在著缺陷，使得機車在反復(fù)荷載的作用下，應(yīng)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(nèi)側(cè)，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(fù)載荷的作用下，鋼軌極其容易發(fā)生折斷。

錨碇鋼腱鋼軌接頭損傷

這是線路當(dāng)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(jīng)常會發(fā)生螺孔裂紋或者是馬鞍形磨耗等。

錨碇鋼腱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(yán)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)。

錨碇鋼腱鋼軌軌底裂紋

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(yīng)力，從而導(dǎo)致鋼軌軌底橫向裂紋或者破裂。

錨碇鋼腱超聲波探傷

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(jìn)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(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)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。

錨碇鋼腱磁粉探傷

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(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)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(chǎn)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(dāng)?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。

錨碇鋼腱渦流探傷

渦流探傷是以交流電磁線圈在金屬構(gòu)件表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流的無損探傷技術(shù)。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(dǎo)率和磁導(dǎo) 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(jīng)儀器放大并予檢測，就能達(dá)到探傷目的。

錳具有脫氧、脫硫及調(diào)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(yīng)用非常廣泛，此類用量占到了錳需求的85%一90%。

鋼軌的類型是以每米長的鋼軌質(zhì)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(yīng)有足夠的高度，其頭部和底部應(yīng)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(chǎn)，60kg/m、50kg/m鋼軌在主要干線上鋪設(shè)，站線及專用線一般鋪設(shè)43kg/m鋼軌。對于重載鐵路和特別繁忙區(qū)段鐵路，則鋪設(shè)75kg/m鋼軌。此外，為了適應(yīng)道岔、特大橋和無縫線路等結(jié)構(gòu)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。

(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(zhuǎn)移到鋼軌的踏面中央部位，減小接觸應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)置可根據(jù)線路的實際情況改變原線路下股軌底坡的設(shè)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(yīng)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(guān)系到輪軌接觸應(yīng)力的大小，即直接影響鋼軌產(chǎn)生接觸疲勞損傷的時間)，也可以達(dá)到改變輪軌接觸形態(tài)，改善和降低輪軌接觸應(yīng)力和橫向壓力，從而達(dá)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。 2100433B

鋼腱施拉之前，必須檢視所有抓握器等是否裝置妥善，否則，冒然施拉。極易造成危險。校正施拉機上拉力表之準(zhǔn)確性，使于鋼腱伸長量計算之拉力誤差在5%以內(nèi)。

檢查無誤后，即可將施拉械放至梁施拉端的錨柱外，將穿有鋼腱并已裝妥抓握器(或鉚釘頭)的鋼鈑于施拉械前端的端鈑或環(huán)鈑鎖牢。即可準(zhǔn)備施拉。

施拉作業(yè)，最好于當(dāng)?shù)貧鉁嘏c梁身混凝土溫度相若時施行，如氣溫低于混凝土溫度甚多時。則在前算鋼腱伸長量外，慮另加因溫度差而增加的伸長量。應(yīng)注意施拉時鋼腱的應(yīng)力不得超過最低終極強度的80%。

施拉械(tensioning machine)多為油壓動力，亦如一般的油壓千斤頂(oil jack)，其上附有壓力表。用以顯示施拉的拉力。

在進(jìn)行預(yù)力施拉之前。應(yīng)先將各鋼鋼腱拉緊，使其無松弛(slack)或下垂(sag)現(xiàn)象。然后于各鋼腱緊貼梁端端模處以油漆作一標(biāo)記，作為將來計算鋼腱伸長量的基準(zhǔn)線，同時記錄此時施拉械上壓力表的拉力讀數(shù)。作為初讀數(shù)，并予以推算施拉至應(yīng)有拉力時的末讀數(shù)，作屬為將來施拉時控制拉力之需。

前述各項作業(yè)完成后，始可進(jìn)行施拉。施拉時啟動油壓機開關(guān)閥。千斤頂即緩緩拉動貼于錨柱面上的鋼腱(個別施拉法)或穿有鋼腱的厚鋼鈑，由于各鋼腱已與鋼鈑鎖緊，因而施拉之拉力，即透過厚鋼鈑而均勻分布于各鋼腱承受，鋼腱受拉時，因其彈性的特性而伸長，此疇時必須貫注全神于施拉械之壓力表。待其讀數(shù)到達(dá)預(yù)先計算之末讀數(shù)時。應(yīng)即停止施拉。并將拉力固定于此末讀數(shù)上，隨即于梁端端模處依前在鋼腱上標(biāo)示之基線，量取其伸長量，以其與事先由拉力與應(yīng)變曲線上計算所得的伸長量相印證，如兩者無誤或極為接近時，應(yīng)即視屬為恰當(dāng)，倘未達(dá)預(yù)定伸長量時，應(yīng)再施加拉力，直至達(dá)到鋼腱有足夠的伸長量時為止(所施拉力已達(dá)計算所需而其伸長量未達(dá)預(yù)定長度的原因，是因鋼腱伸長時可能遭遇若干裝置摩擦而產(chǎn)生拉力損耗之故)。至此，則即認(rèn)定鋼腱上承受的拉力已達(dá)預(yù)先計算的所需，應(yīng)即完全停止施拉。如施拉端使用抓握器，應(yīng)即將錐型梢全力推擠至套筒中空之內(nèi)，以至完全將鋼腱鎖緊為止，一般多于千斤頂上裝設(shè)推擠裝置，在施拉的同時自動推擠。如是鉚釘頭松懈時，則鉚釘頭即因施拉而自動鎖緊于鋼鈑之上。待抓握器完全鎖緊后，始可松脫施拉器，完成施拉作業(yè)。此時的鋼腱即在兩端抓握器鎖固下，維持施拉時的拉力。 2100433B

鋼腱伸長量指每根鋼腱在預(yù)應(yīng)力的作用下的伸長量。在工程上，必須預(yù)先計算知道鋼腱的伸長量。伸長量的計算分為兩種情況：不考慮摩擦力和考慮摩擦力。

不考慮沿鋼腱的摩擦損失

若鋼腱均均一應(yīng)力

在預(yù)力超過該綱腱比例限值時。上式就不可應(yīng)用，需另參考應(yīng)力-應(yīng)變圖，求出

在鋼腱施預(yù)拉以前。常有若干定量的松弛。如用填隙版的Prescon系統(tǒng)，常計算填隙片長度此松弛必需酌減。再者可能要扣除干縮于在預(yù)拉時混凝土的彈性縮短。故填隙片的長度，必等于綱腱的彈性伸長，再加鋼腱內(nèi)的松弛量，以及預(yù)力轉(zhuǎn)移時的混凝土縮短。相反，鋼腱的彈性伸長量，必由外表伸畏量(apparent elongation)，減去初始松弛(initial slack)以及混凝士的彈性縮短而得。

此鋼腱內(nèi)的松弛量極不易準(zhǔn)確決定。因此，通常給出初始拉力

伸長量=

例題：

一Prescon綱索18.3m長(見圖1)，在一端預(yù)拉，其初始預(yù)力，剛在預(yù)力轉(zhuǎn)移時，達(dá)到1035MPa。假定在鋼索內(nèi)并無松弛。在預(yù)力轉(zhuǎn)移時混凝土干縮為0.0002。并在混凝土中的平均壓縮沿鋼腱全長為5.5MPa。用

解：

鋼材的彈性伸長量為：

填隙片的長度為：

考慮沿鋼腱上的摩擦損失

具一定半徑R的一根彎曲鋼腱，在離開千斤頂端某距離的骷點上，其應(yīng)力為：

鋼腱全長L上的全拉伸量為：

例題：

一鋼腱24.4 m長，若沿該圓形曲線上施預(yù)拉（圖2），R為31m。1240MPa的單位預(yù)應(yīng)力經(jīng)由千斤頂端施加，并獲得其總伸長量為122mm。已知

解：

近似法鋼腱中平均應(yīng)力為：

正確解法給出