朔黃鐵路綜合檢測標定試驗線的建設與應用

符立強，秦懷兵

(朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司，河北 肅寧 062350)

朔黃鐵路重載綜合檢測車周期性地對軌道、接觸網(wǎng)、通信信號等基礎設施進行檢測，為各專業(yè)設備提供檢測數(shù)據(jù)作為狀態(tài)修依據(jù)，提升了重載鐵路的維護管理水平[1-2]。按照鐵路相關規(guī)定要求，各檢測系統(tǒng)需要定期進行標定，每次上線檢測前需進行功能檢查驗證。為此，朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司按照國家標準和鐵路行業(yè)相關技術文件，建成了國內首條重載綜合檢測標定試驗線，對重載綜合檢測車6個檢測系統(tǒng)進行靜態(tài)標定和低速動態(tài)標定，并進行功能性和精度性驗證，確保各檢測系統(tǒng)功能完善和數(shù)據(jù)精準。

1 重載綜合檢測車運用情況

朔黃鐵路自開通以來，運量持續(xù)增長，2017年運量突破3億t。隨著列車運行密度增大，軸重增加，鐵路基礎設施病害也會相應增多，而重載鐵路大運量、大密度的運輸留給基礎設施檢修的時間十分有限，運輸與維修的矛盾凸顯。為全面、及時、準確掌握基礎設施狀態(tài)和設備質量變化的客觀規(guī)律，實時評價設備質量，準確進行設備安全評估，變革檢修模式，朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司聯(lián)合中、美、英、德等國內外鐵路檢測主流技術供應商和科研院所，歷時4年成功研發(fā)出世界首列重載綜合檢測車，于2014年1月正式上線檢測應用。

重載綜合檢測車最高檢測速度為80 km/h，滿足重載鐵路等速檢測的要求，集成了路基道床、軌道、鋼軌超聲波探傷和接觸網(wǎng)、信號動態(tài)、無線通信場強、地面紅外軸溫探測站檢測等7大檢測系統(tǒng)[1]，通過1次檢測能夠對全部鐵路基礎設施進行病害查找和安全狀態(tài)評定。檢測運行計劃納入運行圖，每月上線檢測1次，根據(jù)各專業(yè)不同檢測周期開啟不同檢測設備：鋼軌探傷每月3次(含探傷車每月單獨檢測2次)；軌道、路基道床、接觸網(wǎng)、信號、紅外軸溫檢測每月1次；無線通信場強檢測每季度1次；建筑限界每年檢測1次。

重載綜合檢測車應用4年來，在保證運輸安全、提升基礎設施質量、提高運輸效率和通過能力方面發(fā)揮了不可替代的作用，取得明顯成效。

2 綜合檢測標定試驗線建設

按照中國鐵路總公司有關文件規(guī)定[3-4]，每年必須對檢測系統(tǒng)進行標定，檢測系統(tǒng)維修后也需要進行臨時標定，標定試驗需要建設專用標定線。國內各鐵路局軌道、接觸網(wǎng)、電務等各類型檢測車歸屬不同單位管理，標定線分別建設，所以尚未建設綜合標定線。為滿足綜合標定需求，朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司于2016年3月建成國內首條重載綜合檢測標定試驗線。

2.1 標定試驗線位置選擇

圖1 綜合檢測標定試驗線及檢測車庫

綜合檢測標定試驗線建在綜合檢測車出庫走行線上(見圖1)，有3大優(yōu)勢：①綜合檢測車每次上線檢測前牽引出庫，可以同時進行低速動態(tài)標定，無需轉線作業(yè)；②年度標定、更換檢測設備配件、更新系統(tǒng)后，需要對整個系統(tǒng)進行校驗或復核，對系統(tǒng)參數(shù)進行調整，而標定線毗鄰綜合檢測車庫便于標定作業(yè)；③便于對綜合檢測標定試驗線維護保養(yǎng)。

2.2 各標定段的設置

綜合檢測標定試驗線全長90 m，包含軌道幾何檢測標定段、路基道床檢測標定段、鋼軌斷面磨耗檢測標定段、鋼軌探傷檢測標定段、信號檢測標定段、建筑限界模擬侵限試驗物、里程定位電子標簽等。

2.2.1 軌道幾何檢測標定段

軌道幾何檢測標定段長度26.4 m，平直線路，鋼軌外形狀態(tài)良好。標定項目主要是軌距、水平。同時在該標定段設置模擬扣件缺陷5處、模擬軌面掉塊、擦傷5處，對巡檢系統(tǒng)進行動態(tài)驗證。

2.2.2 鋼軌斷面磨耗檢測標定段

標定軌為75 kg/m鋼軌，對股設置，分別用于左右兩側激光攝像機的標定。配軌方案見表1，標定段設計如圖2所示。

圖3 鋼軌探傷標定段傷損分布(長度單位：mm)

序號左接頭磨耗/mm中部磨耗/mm右接頭磨耗/mm鋼軌長度/m數(shù)量/根股別10124.51左246812.51左310141025.01左486412.51左52104.51左60124.51右746812.51右810141025.01右986412.51右102104.51右

圖2 鋼軌斷面磨耗檢測標定段設計示意

2.2.3 鋼軌探傷檢測標定段

鋼軌探傷檢測標定段全長65.9 m，由2對長度為25.0 m的60 kg/m、2對長度為12.5 m的75 kg/m傷損軌和異型軌組成，對鋼軌探傷系統(tǒng)各個通道的靈敏度進行動態(tài)試驗。同段鋪設60 kg/m和75 kg/m鋼軌屬國內首創(chuàng)。

標定傷損軌包含軌頭、螺孔、軌底不同大小和角度的模擬傷損[5]。傷損分布及模擬傷損如圖3、圖4所示。其中：J為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深35 mm；D為 軌頭外側平底孔，φ5 mm，深35 mm；K為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深20 mm；C為軌頭外側平底孔，φ5 mm，深20 mm；H為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深37 mm，與軌頭橫截面成-107.5°/20°；I為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深37 mm，與軌頭橫截面成+17.5°/20°；E為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深55 mm；M為軌頭下顎裂紋當量，R5 mm；N為軌底月牙傷當量，R8 mm；A為 一孔向軌端方向下斜裂紋，長15 mm；L為二孔向一孔方向上斜裂紋，長8 mm；G為三孔向二孔方向下斜裂紋，長8 mm；F為三孔向二孔方向下斜裂紋，長8 mm；B為二孔向一孔方向上斜裂紋，長8 mm；O為一孔向二孔方向水平裂紋，長10 mm。

2.2.4 路基道床檢測標定段

圖4 鋼軌探傷標定段模擬傷損(長度單位：mm)

圖5 道床臟污試驗模型(單位：m)

路基道床檢測標定段標定項目有道床臟污指數(shù)、道砟陷槽、雷達天線穩(wěn)定性。標定段全長41.57 m，其中包含道床臟污試驗模型和雷達天線標定鋼板。道床臟污試驗模型(見圖5)長24.42 m，分別設上行臟污道床、下行臟污道床和道砟陷槽，上、下行臟污道床各設5個臟污等級，道床中部較清潔，兩側臟污率較高。嚴格按照鐵運[2006]146號《鐵路線路修理規(guī)則》對道床臟污率評級的要求[3]，將道床臟污率的研究成果——道砟和臟污介質的組分、粒徑級配及質量配合比這3項關鍵指標應用于標定線建設[6]，可以進行道床臟污標定和路基病害標定。雷達天線標定鋼板采用3塊鋼板平鋪于軌枕上，用來標定探地雷達天線的穩(wěn)定性。

2.2.5 信號檢測標定段

信號檢測標定段(見圖6)含電源引接線4根、軌端接續(xù)線12根、補償電容8個、軌端絕緣4組。①電源引接線：1.4 m 2根、1.6 m 2根；②補償電容：37 μF 2個、40 μF 2個、45 μF 2個、50 μF 2個；③軌端絕緣：50 kg/m 2組,60 kg/m 2組[7]。標定項目主要有軌道電路、補償電容、不平衡電流[8]。

圖6 信號檢測標定段

2.2.6 建筑限界模擬侵限試驗物

設置0.5 m×0.5 m×1.0 m的模擬標志物置于線路一側，距離線路中心線1.76 m，對建筑限界檢測系統(tǒng)進行標定和對比驗證。

2.2.7 里程定位電子標簽

里程定位電子標簽安裝于標定線南側接觸網(wǎng)桿上，距軌面高度2.2 m，對里程定位系統(tǒng)進行標定和試驗。

3 綜合檢測標定試驗線創(chuàng)新點

1)功能綜合。充分發(fā)揮朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司實行專業(yè)綜合管理的優(yōu)勢，摒棄“一個功能一條標定線”的思路，統(tǒng)籌考慮、綜合利用檢測車走行線的有限資源，滿足6個檢測系統(tǒng)標定需要。

2)為國內首次鋪設的道床臟污率標定段。由此形成的成果《一種鐵路運煤專線道床臟污率標定試驗線建設方法》已申報發(fā)明專利。

3)探傷檢測標定段同時鋪設60 kg/m和75 kg/m鋼軌。

4)信號檢測標定段結合生產實際進行了技術創(chuàng)新，增加了補償電容檢測子系統(tǒng)標定，改進了不平衡電流檢測子系統(tǒng)標定。利用整備場軌道環(huán)線發(fā)碼區(qū)段進行軌道電路檢測子系統(tǒng)標定，在國內尚屬首次。

4 結語

綜合檢測標定試驗線的建成實現(xiàn)了朔黃鐵路重載綜合檢測車多專業(yè)自主標定，該標定試驗線為國內首創(chuàng)，設計思路精巧，建設方案合理，具有獨創(chuàng)性和領先性。建成2年來，用于年度標定和上線前功能驗證，發(fā)揮了不可替代的作用。