高速鐵路動車組構(gòu)架橫向加速度報警整治

鄭余良,李 波

(中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司 杭州工務(wù)段，杭州 310009)

0 引 言

滬昆高鐵浙江段于2014年12月開通運營，設(shè)計時速為350km/h,運營速度為300km/h，軌道鋪設(shè)結(jié)構(gòu)為CRTSII型板式連續(xù)型無砟軌道，扣件類型為WJ-8C型。隨著滬昆高鐵的運營，輪軌平配問題[1]也逐漸顯現(xiàn)，其中動車組構(gòu)架橫向加速度報警問題尤為突出，根據(jù)2016年5月～10月統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，杭州工務(wù)段管轄范圍內(nèi)(K180+000～K429+200區(qū)間)，共發(fā)生動車組構(gòu)架橫向加速度報警66次，頻繁報警，不僅增加了車間的日常工作量，也引起了相關(guān)部門的高度重視。

1 線路狀態(tài)調(diào)研分析

2016年6月30日～7月2日，杭州工務(wù)段聯(lián)合鐵科院機(jī)輛所、金化所、滬昆客專浙江公司對滬昆高鐵浙江段的衢州-江山區(qū)間(K402～K405)與金華-義烏區(qū)間(K289～K290)動車組構(gòu)架橫向加速度報警的光帶狀態(tài)、鋼軌廓形、軌距等進(jìn)行了調(diào)研。

1.1 衢州-江山區(qū)段線路狀態(tài)調(diào)研

衢州-江山區(qū)間(K402～K405)由直線、緩和曲線與圓曲線組成，具體現(xiàn)場鋼軌情況如下：

(1)鋼軌基本情況

①鋼軌寬度為35～43mm，光帶均勻，光帶中心偏內(nèi)軌。

②軌距呈負(fù)軌距，最小軌距為-0.7mm，平均軌距為-0.48mm。

(2)鋼軌廓形對比

該區(qū)段鋼軌廓形介于60D與TB60標(biāo)準(zhǔn)廓形之間，左右軌廓形有一定差別，如圖1所示。

(3)輪軌匹配等效錐度[2]

將衢州-江山區(qū)間實測廓形與標(biāo)準(zhǔn)S1002CN踏面匹配，等效錐度見表1，從表中可以發(fā)現(xiàn)：

①實測廓形與標(biāo)準(zhǔn)踏面的匹配等效錐度較小，最大值為0.21，最小值為0.1。

②采用簡化法計算等效錐度，結(jié)果顯示左右軌的廓形有一定差距，左右軌計算等效錐度值有一定差別。

a)下行K402+300

b)下行K404+400

表1 衢州-江山區(qū)間K402～K405區(qū)段等效錐度計算結(jié)果

(4)線路鋼軌波磨情況

調(diào)研區(qū)段沒有明顯的鋼軌波磨，實測最大波磨波長為80mm，幅值小于0.01mm。

1.2 金華-義烏區(qū)間線路狀態(tài)調(diào)研

金華至義烏區(qū)間(K289～K290)進(jìn)為直線段，該區(qū)段鋼軌運行接近兩年，部分鋼軌出現(xiàn)波磨與構(gòu)架橫向報警，杭州工務(wù)段于2016年6月12日對K289～K290區(qū)段進(jìn)行了鋼軌打磨，鋼軌打磨后該區(qū)段未再出現(xiàn)構(gòu)架橫向報警，具體現(xiàn)場鋼軌情況如下：

(1)鋼軌基本情況

①鋼軌光帶寬度25～33mm，基本居中，光帶寬度優(yōu)于衢州-江山區(qū)段。

②打磨后該區(qū)段的光帶不太均勻，下行左右軌光帶不一致。

③軌距呈負(fù)軌距，最小軌距為-0.9mm，平均軌距為-0.39mm。

(2)鋼軌廓形對比

將實測廓形與標(biāo)準(zhǔn)廓形對比，義烏-金華區(qū)間鋼軌廓形介于60D與TB60廓形之間，其中K290+000下行軌距角處打磨量偏大，如圖2所示。

a) 下行K289+000

b) 下行K290+000

(3)輪軌匹配等效錐度

將金華-義烏區(qū)間的實測廓形與標(biāo)準(zhǔn)S1002CN踏面匹配，等效錐度見表2。從表中可知：

①實測廓形與標(biāo)準(zhǔn)踏面的匹配等效錐度偏小，最大值為0.14，最小值為0.08。

②采用簡化法計算等效錐度，結(jié)果顯示左右軌的廓形有一定差距。

表2 金華-義烏區(qū)間K289～K290區(qū)段等效錐度計算結(jié)果

(4)線路鋼軌波磨情況

調(diào)研區(qū)段鋼軌有波磨痕跡，從鋼軌粗糙度數(shù)據(jù)可以看出，鋼軌波磨的波長為80mm，波磨波深很淺，在0.01mm左右。

1.3 調(diào)研結(jié)果分析

(1)衢州區(qū)段鋼軌光帶35～43mm，光帶略寬，義烏-金華區(qū)段打磨后鋼軌光帶正常。

(2)調(diào)研區(qū)段鋼軌廓形介于60D與TB60，廓形未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

(3)實測廓形與S1002CN標(biāo)準(zhǔn)踏面匹配等效錐度偏低，采用簡化法計算發(fā)現(xiàn)左右軌廓形有一定差距。

(4)調(diào)研區(qū)段未發(fā)現(xiàn)明顯波磨。

建議對滬昆高鐵浙江段達(dá)到打磨期限的鋼軌進(jìn)行打磨。

2 整治措施

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研得出的結(jié)論與建議，利用大機(jī)打磨車對滬昆高鐵管內(nèi)上下行496.17km線路、51組道岔進(jìn)行打磨。首先安排線路打磨車對報警區(qū)段進(jìn)場打磨(打磨車車型為GMC-96B型)，站內(nèi)正線及站前后300m線路預(yù)留道岔打磨車打磨，線路打磨車結(jié)束后再安排道岔打磨車進(jìn)場打磨(道岔打磨車車型為RGH20C型)。

2.1 打磨前準(zhǔn)備工作

首先利用鋼軌廓型測量儀，在打磨前對管內(nèi)正線所有線路及道岔鋼軌廓型進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)制定打磨方案，并設(shè)計新的鋼軌廓型(新鋼軌廓型為60N[3])。

2.2 打磨基本作業(yè)

線路打磨車作業(yè)時間是2016年6月10日至9月24日，道岔打磨車作業(yè)時間是2016年9月13日至2017年1月12日。打磨利用維修天窗時間進(jìn)行，現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人為車間副主任；綜合檢查工區(qū)的打磨配合人員每天負(fù)責(zé)對打磨后鋼軌廓型、波磨情況進(jìn)行測量，并檢查鋼軌廓型是否滿足設(shè)計要求，鋼軌波磨是否超標(biāo)；線路工區(qū)負(fù)責(zé)打磨后鋼軌外觀表面的檢查及鐵屑的清掃工作。

2.3 打磨后的鋼軌光帶與廓型圖

打磨后鋼軌光帶基本居中，寬度控制在22～30mm左右，如圖3所示。光帶鋼軌廓型符合60N的要求，誤差控制在±0.2mm以內(nèi)。

圖3 鋼軌光帶

3 整治前后對比分析

對整治前后動車組構(gòu)架橫向加速度報警信息進(jìn)行分析，從表3可以看出，報警車型均為CRH3型車，報警從5月份開始，7月份為高峰期，通過鋼軌打磨光帶修理，改善鋼軌廓型后，8月份開始逐漸減少，11月份開始構(gòu)架橫向加速度報警現(xiàn)象消失，整治后至今未受到報警情況。

表3 2016年構(gòu)架橫向加速度報警信息統(tǒng)計表

4 結(jié) 語

產(chǎn)生構(gòu)架橫向加速度報警原因非常復(fù)雜，鋼軌光帶偏寬、廓型不良、輪軌匹配等效錐度偏大以及當(dāng)車輛車輪踏面凹磨造成輪軌匹配等效錐度顯著增大等都會造成構(gòu)架橫向加速度報警。通過對滬昆高鐵浙江段衢州-江山區(qū)段(K402～K405)與金華-義烏區(qū)段(K289～K290)動車組構(gòu)架橫向加速度報警地段的光帶狀態(tài)、鋼軌廓形、軌距等調(diào)研分析，可以看出：

(1)動車組構(gòu)架橫向加速度報警與鋼軌廓型有直接關(guān)系，實測廓形與標(biāo)準(zhǔn)S1002CN車輪踏面匹配等效錐度數(shù)值即使不超標(biāo)，也會造成構(gòu)架橫向加速度報警。

(2)通過打磨鋼軌改善廓型，能消除構(gòu)架橫向加速度報警。

(3)鋼軌打磨周期一般不宜超過2年[4]，應(yīng)及時進(jìn)行打磨修理。

(4)新設(shè)計的60N廓型較合理，與當(dāng)前各類車型的車輛踏面較匹配。

采用鋼軌打磨、車輪鏇修的方法可以明顯提高構(gòu)架的橫向穩(wěn)定性，對于工務(wù)部門來說，日常應(yīng)注重對鋼軌廓型和光帶的檢查，提前做好鋼軌打磨的預(yù)防修工作。