钢轨伤损是铁路轨道交通中较为严重的问题，直接影响了列车运行的安全与平稳，与运输成本、钢轨材料的选定以及相关的设计制造有着密切的关系。钢轨需要支持并且引导机车按照规定的方向来行驶。然而在长期的使用过程中，钢轨会出现损伤，例如常见的折断、裂纹以及其他影响性能的各种情况。只有明确钢轨伤损及其成因，才能更好地提高钢轨探伤的工作质量。

锚碇钢腱钢轨核伤

主要是因为钢轨在冶炼或者是轧制的过程中，所使用的材质比较差，或者是在使用过程中存在着缺陷，使得机车在反复荷载的作用下，应力得以集中，疲劳源不断增加并且扩展。钢轨核伤主要发生在钢轨的头部位置内侧，并且伴随核伤的直径加大，钢轨所承载的能力便会随之降低。因此在高速重复载荷的作用下，钢轨极其容易发生折断。

锚碇钢腱钢轨接头损伤

这是线路当中最为薄弱的一个环节，机车车辆车轮不断作用于钢轨的接头上，使得承受最大的惯性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的钢轨探伤过程中，经常会发生螺孔裂纹或者是马鞍形磨耗等。

锚碇钢腱钢轨纵向与垂直水平裂纹

钢轨纵向与垂直水平的裂纹主要是因为钢轨制造工艺较差，没有重视钢锭中存在的严重偏析、缩孔、夹杂等问题。使得钢锭在轧制成为钢轨之后，那些缺陷就会成片状地残留在钢轨头部、钢轨轨腰部位还有钢轨轨底部位，相反地与钢轨纵向平行，呈现水平或者是垂直的状态。

锚碇钢腱钢轨轨底裂纹

从钢轨腰垂直纵向裂纹向下发展，便成为了钢轨轨底裂纹。钢轨轨底锈坑或者是划痕便会形成钢轨轨底横向裂纹。另外在制造钢轨的过程中，钢轨轨底有轧制、与垫板轨枕间不密贴等缺陷，使得钢轨底部受到极大的应力，从而导致钢轨轨底横向裂纹或者破裂。

锚碇钢腱超声波探伤

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

锚碇钢腱磁粉探伤

磁粉探伤利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

锚碇钢腱涡流探伤

涡流探伤是以交流电磁线圈在金属构件表面感应产生涡流的无损探伤技术。涡流磁场方向与外加电流的磁化方向相反，因此将抵消一部分外加电流，从而使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。管的直径、厚度、电导率和磁导 率的变化以及有缺陷存在时，均会影响线圈的阻抗。若保持其他因素不变，仅将缺陷引起阻抗的信号取出，经仪器放大并予检测，就能达到探伤目的。

锰具有脱氧、脱硫及调节作用(如阻止钢的粒缘碳化物的形成)，还能增加钢材的强度、韧性、可淬性，在钢铁以及不锈钢制造过程中的应用非常广泛，此类用量占到了锰需求的85%一90%。

钢轨的类型是以每米长的钢轨质量千克数表示的。我国铁路上使用的钢轨有75kg/m、60kg/m、50kg/m，43kg/m和38kg/m等几种。钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，有轨头、轨腰以及轨底三部分组成。为使钢轨更好地承受来自各方面的力，保证必要强度条件，钢轨应有足够的高度，其头部和底部应有足够的面积和高度、腰部和底部不宜太薄。以上各种类型钢轨中，38kg/m钢轨现已停止生产，60kg/m、50kg/m钢轨在主要干线上铺设，站线及专用线一般铺设43kg/m钢轨。对于重载铁路和特别繁忙区段铁路，则铺设75kg/m钢轨。此外，为了适应道岔、特大桥和无缝线路等结构的需要，我国铁路还采用了特种断面（与中轴线不对称工字型）钢轨。现采用较多的为矮特种断面钢轨，简称AT轨。

(1)钢轨在使用一段时间后采用打磨方法将钢轨踏面形状打磨成更接近钢轨原有的型(状)线，这样可将轮轨接触点转移到钢轨的踏面中央部位，减小接触应力，控制接触疲劳裂纹的形成和扩展。改变轮轨接触的位置和形态，也可以将火车的车轮打磨成磨耗形踏面来改变轮轨接触的位置和形态。采用磨耗形车轮后将原来的锥形接触变成圆弧接触，减小了横向压力同时也降低了轮轨接触应力磨耗形踏面由于与钢轨面的接触是圆弧接触，因而它的接触应力较锥形踏面降低了70%，防止了钢轨头部疲劳裂纹的形成和扩展。

(2)通过改善线路条件(如线路参数的设置可根据线路的实际情况改变原线路下股轨底坡的设计，将原1/40改为1/20可以降低上股的横向压力，即减轻了轮轨接触间的接触应力;提高道床的平顺度，加强道渣的清理等措施完善线路的维修与养护，维修与养护的好坏直接关系到轮轨接触应力的大小，即直接影响钢轨产生接触疲劳损伤的时间)，也可以达到改变轮轨接触形态，改善和降低轮轨接触应力和横向压力，从而达到减少和消除接触疲劳伤损的目的。

(3)在线路上可选用耐磨性一般的U71Mn钢轨即可。 2100433B

钢腱施拉之前，必须检视所有抓握器等是否装置妥善，否则，冒然施拉。极易造成危险。校正施拉机上拉力表之准确性，使于钢腱伸长量计算之拉力误差在5%以内。

检查无误后，即可将施拉械放至梁施拉端的锚柱外，将穿有钢腱并已装妥抓握器(或铆钉头)的钢钣于施拉械前端的端钣或环钣锁牢。即可准备施拉。

施拉作业，最好于当地气温与梁身混凝土温度相若时施行，如气温低于混凝土温度甚多时。则在前算钢腱伸长量外，虑另加因温度差而增加的伸长量。应注意施拉时钢腱的应力不得超过最低终极强度的80%。

施拉械(tensioning machine)多为油压动力，亦如一般的油压千斤顶(oil jack)，其上附有压力表。用以显示施拉的拉力。

在进行预力施拉之前。应先将各钢钢腱拉紧，使其无松弛(slack)或下垂(sag)现象。然后于各钢腱紧贴梁端端模处以油漆作一标记，作为将来计算钢腱伸长量的基准线，同时记录此时施拉械上压力表的拉力读数。作为初读数，并予以推算施拉至应有拉力时的末读数，作属为将来施拉时控制拉力之需。

前述各项作业完成后，始可进行施拉。施拉时启动油压机开关阀。千斤顶即缓缓拉动贴于锚柱面上的钢腱(个别施拉法)或穿有钢腱的厚钢钣，由于各钢腱已与钢钣锁紧，因而施拉之拉力，即透过厚钢钣而均匀分布于各钢腱承受，钢腱受拉时，因其弹性的特性而伸长，此畴时必须贯注全神于施拉械之压力表。待其读数到达预先计算之末读数时。应即停止施拉。并将拉力固定于此末读数上，随即于梁端端模处依前在钢腱上标示之基线，量取其伸长量，以其与事先由拉力与应变曲线上计算所得的伸长量相印证，如两者无误或极为接近时，应即视属为恰当，倘未达预定伸长量时，应再施加拉力，直至达到钢腱有足够的伸长量时为止(所施拉力已达计算所需而其伸长量未达预定长度的原因，是因钢腱伸长时可能遭遇若干装置摩擦而产生拉力损耗之故)。至此，则即认定钢腱上承受的拉力已达预先计算的所需，应即完全停止施拉。如施拉端使用抓握器，应即将锥型梢全力推挤至套筒中空之内，以至完全将钢腱锁紧为止，一般多于千斤顶上装设推挤装置，在施拉的同时自动推挤。如是铆钉头松懈时，则铆钉头即因施拉而自动锁紧于钢钣之上。待抓握器完全锁紧后，始可松脱施拉器，完成施拉作业。此时的钢腱即在两端抓握器锁固下，维持施拉时的拉力。 2100433B

钢腱伸长量指每根钢腱在预应力的作用下的伸长量。在工程上，必须预先计算知道钢腱的伸长量。伸长量的计算分为两种情况：不考虑摩擦力和考虑摩擦力。

不考虑沿钢腱的摩擦损失

若钢腱均均一应力

在预力超过该纲腱比例限值时。上式就不可应用，需另参考应力-应变图，求出

在钢腱施预拉以前。常有若干定量的松弛。如用填隙版的Prescon系统，常计算填隙片长度此松弛必需酌减。再者可能要扣除干缩于在预拉时混凝土的弹性缩短。故填隙片的长度，必等于纲腱的弹性伸长，再加钢腱内的松弛量，以及预力转移时的混凝土缩短。相反，钢腱的弹性伸长量，必由外表伸畏量(apparent elongation)，减去初始松弛(initial slack)以及混凝士的弹性缩短而得。

此钢腱内的松弛量极不易准确决定。因此，通常给出初始拉力

伸长量=

例题：

一Prescon纲索18.3m长(见图1)，在一端预拉，其初始预力，刚在预力转移时，达到1035MPa。假定在钢索内并无松弛。在预力转移时混凝土干缩为0.0002。并在混凝土中的平均压缩沿钢腱全长为5.5MPa。用

解：

钢材的弹性伸长量为：

填隙片的长度为：

考虑沿钢腱上的摩擦损失

具一定半径R的一根弯曲钢腱，在离开千斤顶端某距离的骷点上，其应力为：

钢腱全长L上的全拉伸量为：

例题：

一钢腱24.4 m长，若沿该圆形曲线上施预拉（图2），R为31m。1240MPa的单位预应力经由千斤顶端施加，并获得其总伸长量为122mm。已知

解：

近似法钢腱中平均应力为：

正确解法给出