關(guān)于P95大修列車在小半徑曲線施工的探討

陳其林

(廣州大型養(yǎng)路機械運用檢修段，廣東廣州 510095)

1 P95大修列車概況

P95型大修列車是集機、電、液、氣系統(tǒng)于一體的工務(wù)大型養(yǎng)路機械設(shè)備，是MATISA公司在線路大修領(lǐng)域經(jīng)過30多年的不斷設(shè)計、改造和研究的成果，是專門為在鐵道線路上更換混凝土軌枕和更換鋼軌施工而設(shè)計的?？梢跃_地復制原有的線路，無論是直線還是曲線，新線路的位置都由一塊電子板進行計算，采納舊鋼軌的高度和新材料的高度(枕木、墊板和鋼軌)兩個參數(shù)。P95是目前國內(nèi)外最現(xiàn)代化的工務(wù)機械施工設(shè)備，自動化程度特別高，操作人員少，能快速切入工作，可以多個工序同時進行施工，維修和保養(yǎng)方便，具有很高的換軌、換枕效率。P95大修列車由WES輔助車、WM作業(yè)車、GT工作機構(gòu)、WF動力車及WMM材料車五部分組成。

1.1 走行履帶和四號轉(zhuǎn)向架

P95大修列車在施工過程中，當鋼軌被移出來后，WM作業(yè)車的后部由4個在枕木上走行的履帶走行裝置支承起來。

1.2 前后走行履帶的方向調(diào)節(jié)原理

前后走行履帶是大修列車作業(yè)過程中的走行裝置，分別由4個履帶在沉軌槽內(nèi)支撐走行。履帶大方向調(diào)節(jié)按紐可以同時調(diào)整前后兩個走行履帶的方向，大方向調(diào)節(jié)油缸伸出，前履帶往左側(cè)移，同時后履帶往右側(cè)移;油缸縮回，前履帶往右側(cè)移，后履帶往左側(cè)移;大方向動作，前后履帶的移動方向相反。小方向調(diào)節(jié)按鈕只能單獨控制一個走行履帶的方向，前后走行履帶各自有兩個與履帶平行的小方向調(diào)節(jié)油缸裝在履帶內(nèi)側(cè)，兩個小油缸與履帶連接處是一個凸輪軸，油缸動作，凸輪軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)履帶左右移動的功能，從而使履帶各自能在承軌槽內(nèi)做方向的調(diào)節(jié)，見圖1。

圖1 前后走行履帶調(diào)節(jié)示意

2 P95大修列車在小半徑曲線施工存在的問題及解決方法

P95大修列車的作業(yè)最小半徑為250 m，但廠方建議不要在曲線上切出時結(jié)束施工。經(jīng)過幾年的現(xiàn)場施工，發(fā)現(xiàn)P95大修列車在小半徑曲線上施工時線路方向向下股跑偏特別嚴重，最多時達200多毫米，線路復制功能基本失效;在曲線上切出時GT(工作機構(gòu))的4號轉(zhuǎn)向架復軌困難，容易造成施工延點。

2.1 線路方向跑偏的原因分析

大修列車換枕施工作業(yè)時線路向下股跑偏嚴重的原因主要是3個方面:①由于前后走行履帶調(diào)節(jié)時方向跑偏，導致線路復制時數(shù)據(jù)不真實;②由于散枕機構(gòu)是用鋼絲繩懸掛在大梁上，在曲線上時由于向心力的影響，使散枕機構(gòu)向下股傾斜;③調(diào)節(jié)散枕機構(gòu)左右方向的10號油缸的深度傳感器標定不準確。經(jīng)過在現(xiàn)場分析，第①點可以加強對前后走行履帶的操作控制加以解決，第③點可以將10號油缸正確標定加以解決。比較難解決的就是第②點，散枕機構(gòu)的固定不是鋼性的。

2.2 復軌困難的原因分析

在直線地段或者在曲線半徑＞800 m結(jié)束施工切出時，由于大修列車具有復制線路的功能，4號轉(zhuǎn)向架比較容易復軌。但在曲線半徑＜800 m地段上切出時，由于向心力的影響，前后走行履帶和4號轉(zhuǎn)向架一直往下股偏，很容易走出承軌槽，在前后履帶均在承受支撐壓力時，通過操作調(diào)節(jié)按鈕，比較容易控制4號轉(zhuǎn)向架的輪對在承軌槽中的運動。切出時，當前走行履帶提升而只有后走行履帶承重時，由于偏載導致向心力作用加劇致使4號轉(zhuǎn)向架輪對向下股方向走出承軌槽，而走行履帶和4號轉(zhuǎn)向架調(diào)節(jié)油缸的方向調(diào)節(jié)是有限的，當前輪對爬上鋼軌再調(diào)節(jié)后輪對會出現(xiàn)后輪對跑出承軌槽或者因為前輪對頂部卡在上方大修列車橫梁上而導致后輪對爬不上鋼軌。因此4號轉(zhuǎn)向架復軌顯得格外困難，必須在重復多次退車反復調(diào)節(jié)走行履帶和4號轉(zhuǎn)向架方向后才能復軌。如果施工現(xiàn)場的舊枕是Ⅱ型枕，經(jīng)過走行履帶的幾次反復碾壓就會被壓碎，導致復軌更困難。在施工現(xiàn)場出現(xiàn)多次復軌時間過長，使施工晚點1 h甚至更多，給施工和運輸帶來極大干擾。

2.3 線路方向質(zhì)量問題解決辦法

工作機構(gòu)的簡圖如圖2，工作機構(gòu)懸掛在WM車和WF車的中心梁上，由3#、4#兩個油缸懸掛前端于舊枕木輸送帶上方，后方由5#油缸利用鋼絲繩懸掛于從動車軸的下方。如果新鋪軌枕在鋪設(shè)的過程中發(fā)生了橫向水平位移，那么整個新線路的軌向就發(fā)生了變化，達不到復制既有線路的目的。

圖2 工作機構(gòu)作業(yè)示意

一般在直線上鋪新枕時，工作機構(gòu)懸于線路的中心，新枕只會發(fā)生微量的橫向水平位移，不會影響后續(xù)的線路搗固整理，但在曲線上鋪新枕時，由于曲線超高的原因，整個工作機構(gòu)會向曲線的下股水平橫移，水平橫移量與曲線的超高成正比。

根據(jù)P95施工時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，工作機構(gòu)標定后的構(gòu)造誤差為左偏15 mm，工作機構(gòu)水平橫移量 =(h/1 511×1 811)mm ±15 mm，h為曲線超高，1 511 mm為兩輪對接觸軌面上的水平距離，1 811 mm為工作機構(gòu)懸掛鋼絲繩的長度。當施工位于左向曲線時，計算出的工作機構(gòu)水平橫移量減15 mm。當施工位于右向曲線時，計算出的工作機構(gòu)水平橫移量加15 mm。(左向、右向以施工前進方向為準)。

2.4 曲線復軌困難的解決辦法

曲線復軌困難是向心力和偏載的影響。從力學理論和現(xiàn)場施工兩方面考慮:由于向心力是由軌道對車輛的反力和車體自重的合力，通過減少車體自重可以減少偏載和向心力的影響;在現(xiàn)場可以盡量晚收前走行履帶，減少后走行履帶獨自承重走行的距離從而減少滑移量;可以提前調(diào)節(jié)走行履帶，在不壓壞上股螺栓的情況下，使走行履帶及整個機構(gòu)盡量靠近上股外側(cè)螺栓走行，為以后機構(gòu)向下股滑移騰出空間，使用前后走行履帶的大小方向調(diào)節(jié)按鈕。

行駛中的走行履帶進入曲線走行時，由于慣性作用走行履帶仍然力圖保持其原來走直線的方式。簡化結(jié)構(gòu)把曲線當作圓看，走行履帶如果一直沿直線走行，走的其實是圓的切線方向，是會走出承軌槽，因此，在實際施工過程中，應(yīng)調(diào)節(jié)走行履帶的小方向，使履帶方向向下股偏一點，這樣才能保證履帶始終走在承軌槽內(nèi)。實踐證明，施工中使前后走行履帶走在靠近上股外側(cè)螺栓的承軌槽內(nèi)是完全正確的，如圖3。

使走行履帶走在靠近上股外側(cè)螺栓承軌槽的操作方法:在曲線上下放前后走行履帶時，注意調(diào)節(jié)前后走行履帶的方向，通過調(diào)節(jié)，使走行履帶下放后，有利于往上股走;在直線上正常下放走行履帶后，到曲線地段，通過調(diào)節(jié)前后走行履帶的小方向，使履帶方向向上股偏，等前履帶走偏上股后，調(diào)動大方向，使前走行履帶偏向下股，這樣后履帶就偏向上股了，在等前履帶走行一段路程后，前走行履帶又偏向上股了，保持好方向就可以了。

1)首先做好切出復軌的準備:鋸軌以前，WES號位切出時，做好往下股張開的“單邊喇叭口”準備，在作業(yè)方向切出口舊軌上松開上股鋼軌內(nèi)側(cè)8空扣件;下股鋼軌內(nèi)外側(cè)8空扣件全部松開。這樣做的主要目的是為了能方便下面的撥軌步驟，通過撥軌來擴大軌距同時改變整個4號轉(zhuǎn)向架的方向，以更有利于復軌。

圖3 大修列車曲線作業(yè)示意

2)前履帶距切出口30 m時，P5位提前調(diào)節(jié)履帶大小方向。在預先不壓壞上股外側(cè)螺栓的情況下，調(diào)節(jié)走行履帶按鈕，使走行履帶及整個機構(gòu)盡量靠近上股外側(cè)螺栓走行。

3)當前走行履帶快要收起的時候，把龍門吊停放在WES上面，減少后走行履帶獨自承受荷載的重量。

4)前走行履帶距切出口15 m時，P5位開始慢慢調(diào)節(jié)前后履帶小方向，使輪對正對龍口鋼軌，盡量晚收前走行履帶。當收起前走行履帶后，立刻觀察轉(zhuǎn)向架前輪是否與鋼軌頭對上，如果在可以上鋼軌的范圍內(nèi)，則盡量使轉(zhuǎn)向架以自由狀態(tài)前進。

5)轉(zhuǎn)向架前輪對碰到龍口鋼軌頭時，要求P3位停車。進行撥軌:前輪對邊上鋼軌邊調(diào)節(jié)4號轉(zhuǎn)向架調(diào)節(jié)油缸，使前輪對輪緣帶著鋼軌往下股方向移動，擴大龍口“單邊喇叭口”同時使后輪對往上股方向擺，盡量使后輪對正對龍口鋼軌頭(目的是使前輪對上了鋼軌后，后輪對能在一條線上跟隨前輪對上鋼軌)。

6)前輪對上鋼軌后，壓住調(diào)節(jié)按鈕使其方向不要發(fā)生變化。目測后輪對是否可以上軌。若有很大偏離則需退車重復步驟5);在前輪對頂部不卡在上方大列橫梁的前提下，可以上軌(這是大列能繼續(xù)復軌的前提，如果前輪對卡在了大列橫梁下，就必須退車后重新按照步驟5)操作)，大列繼續(xù)往前開行。在盡量不壓壞龍口前枕木螺桿的情況下，調(diào)節(jié)履帶大方向，使后走行履帶與后輪對走在承軌槽內(nèi)，不壓上下股螺栓。走行中繼續(xù)調(diào)節(jié)前輪對往低股方向擺，以致后輪對能安全上鋼軌，后輪對上軌后，要求P3位停車，收起后走行履帶，大列開行，復軌結(jié)束。

3 結(jié)語

在2009年以前，大修列車換枕施工后線路方向偏差長期＞100 mm，，施工后線路方向質(zhì)量很差。通過線路預調(diào)修正方法，大修列車施工作業(yè)后的線路方向質(zhì)量偏差顯著減小，2010年大修列車換枕后線路方向偏差＜20 mm，提高了大修施工質(zhì)量。

2008年9月京廣線雷公尖隧道施工過程中，切出地段曲線半徑為800 m、超高40 mm，當時沒有4號轉(zhuǎn)向架復軌的設(shè)計細化方案，操作4號轉(zhuǎn)向架復軌完全憑操作手個人感覺，當時由于后輪對總是偏出承軌槽而爬不上鋼軌，造成反復退車，不但壓壞了龍口螺栓還致使施工晚點1 h，給運輸帶來極大干擾。2009年在太原局侯月線寺西1號隧道施工時，切出地段曲線半徑為400 m、超高90 mm，操作手按照本文總結(jié)出的方案操作，僅僅用時5 min就順利復軌，4號轉(zhuǎn)向架復軌的問題得到基本解決，從而確保了P95大修列車的正常切出，提高了工作效率，確保了施工正點。

［1］MATISA.MATISA 公司技術(shù)文件［R］.Lausanne:MATISA，2009.

［2］MATISA.P95大修列車機械結(jié)構(gòu)圖［Z］.Lausanne:MATISA，2009.

［3］廣州大修列車車間.廣州大修列車車間施工數(shù)據(jù)表［R］.廣州:廣州大修列車車間，2009.