淺談北京地鐵6號(hào)線晃車問題及整治

吳建鋼

摘 要 近些年來我國(guó)城市軌道交通建設(shè)飛速發(fā)展，地鐵已是人們城市出行不可或缺的選擇。新線開通給人們帶來方便快捷的同時(shí)，也存在區(qū)間晃車現(xiàn)象，降低乘客舒適度的同時(shí)也影響了運(yùn)行安全。本文以北京地鐵6號(hào)線晃車問題為例，從工務(wù)維修角度出發(fā)，分析晃車原因，總結(jié)整治方法來提升軌道線路的穩(wěn)定性和安全性，提高乘坐舒適度。

關(guān)鍵詞 北京地鐵;軌道;晃車;整治

1現(xiàn)狀

北京地鐵6號(hào)線，作為北京市區(qū)東西貫穿的地鐵線路。正線全長(zhǎng) 53.655km，全部為地下線，和其他線區(qū)別是軌道采用上接觸網(wǎng)受電方式，車輛為8節(jié)編組，列車運(yùn)行時(shí)速為100km/h。全線由短軌枕墩整體道床、梯形軌枕、縱向軌枕、鋼彈簧浮置板和減震墊5種道床形式組成，整條線路為跨區(qū)間無縫線路?；诬噰?yán)重的地段在1期個(gè)別區(qū)間：南鑼鼓巷-東四、金臺(tái)路-十里堡、十里堡-青年路、青年路-褡褳坡、褡褳坡-黃渠、黃渠-常營(yíng)等區(qū)間?；诬嚤皇忻窦熬W(wǎng)友投訴，整治晃車工作顯得尤為重要。

2晃車危害及原因分析

2.1 晃車的危害

晃車是由于車體振動(dòng)加速度存在，車體振動(dòng)加速度過大，直接影響列車的平穩(wěn)度、旅客的舒適度，在其他附加因素作用下還可能引起列車脫軌[1]。

線路設(shè)備影響：扣件異常折斷、道床開裂、短軌枕四周開裂、鋼軌不均勻磨耗;車輛影響：轉(zhuǎn)向架零部件松動(dòng)及損壞;乘客影響：舒適度降低。

2.2 晃車原因分析

（1）軌檢車動(dòng)態(tài)檢測(cè)

為避免靜態(tài)檢測(cè)數(shù)值有誤差情況，線路專業(yè)運(yùn)用軌檢車動(dòng)態(tài)檢測(cè)線路幾何尺寸和空吊情況，列車本身存在豎向荷載作用，行駛空吊處鋼軌便會(huì)受力下沉所致產(chǎn)生列車晃動(dòng)情況。以某年1月份軌檢車數(shù)據(jù)為依據(jù)，取金臺(tái)路-十里堡下行，黃渠-常營(yíng)上行區(qū)間為例，此區(qū)段晃車同時(shí)車體伴隨劇烈的震動(dòng)及摩擦聲。檢測(cè)報(bào)告顯示，K19+900-K20+400、K26+500-K27+100兩段軌道的幾何尺寸中，有前后高低不均，寬、窄軌距交替，水平大現(xiàn)象，列車運(yùn)行此段的水平加速度增加，晃動(dòng)加劇。

（2）人工添乘

人工添乘作為工務(wù)部門軌道專業(yè)對(duì)于運(yùn)營(yíng)中線路的直白簡(jiǎn)單體驗(yàn)[2]，專業(yè)人員在列車車廂內(nèi)使用SY-3型便攜式添乘儀進(jìn)行行車數(shù)據(jù)采集。經(jīng)添乘匯總數(shù)據(jù)，減震道床和兩種道床過渡段處易產(chǎn)生有晃車。

（3）現(xiàn)場(chǎng)檢查

根據(jù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和添乘資料，對(duì)晃車地段進(jìn)行人工檢查，在完成幾何尺寸測(cè)量同時(shí)，查看連接零件及鋼軌波磨狀態(tài)。經(jīng)檢查晃車嚴(yán)重地段異常波磨嚴(yán)重，有彈條折斷、地腳螺栓松動(dòng)、套筒失效現(xiàn)象。

2.3 小結(jié)

（1）軌向不良會(huì)加劇列車的蛇形振動(dòng)，產(chǎn)生較大的離心力;軌距不良，輪軌游間愈大，車輛行駛時(shí)蛇行運(yùn)動(dòng)幅度越大，橫向加速度越大，輪緣對(duì)鋼軌的沖擊角愈大，作用于鋼軌上的橫向力愈大[1];高低不良列車通過高低不平順地段時(shí)，沖擊動(dòng)力增加使道床變形加速，進(jìn)一步擴(kuò)大不平順，使列車對(duì)軌道的破壞力增大。嚴(yán)重的高低不平順將引起列車劇烈地點(diǎn)頭和浮沉振動(dòng);水平不良的存在將可能引起車輛劇烈的側(cè)滾和側(cè)擺振動(dòng);

（2）焊縫病害是引起晃車的一個(gè)主要原因，焊接接頭凹凸影響軌面前后高低的平直度，其使車輛的震動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生較大的振動(dòng)加速度;

（3）減震道床及過渡段的異常波磨造成軌面不平順，它是一種連續(xù)性短波不平順，波長(zhǎng)為30～50毫米，波深為0.05mm，列車在通過軌面不平順地段時(shí)，加劇了列車對(duì)鋼軌的沖擊作用，造成鋼軌連接零件松動(dòng)、折斷，使線路質(zhì)量顯著下降。車輪連續(xù)不斷地對(duì)軌面不平順產(chǎn)生高頻率沖擊，使轉(zhuǎn)向架產(chǎn)生強(qiáng)烈的抖動(dòng)，進(jìn)而使車體的震動(dòng)加強(qiáng)，車輛產(chǎn)生劇烈的抖動(dòng)及噪音對(duì)舒適度的影響非常大。

3整治措施

3.1 整治軌道幾何尺寸超限

軌道維修專業(yè)整治線路幾何狀態(tài)不良，檢查軌道幾何尺寸同時(shí)檢查線路設(shè)備是否存在其他病害，如：不均勻磨耗、不良焊縫、硬彎、失效軌枕、空吊板、扣件狀態(tài)等病害。強(qiáng)化病害分析，嚴(yán)密精調(diào)程序。幾何狀態(tài)調(diào)整應(yīng)遵循“先軌向、后軌距，先高低、后水平” 的調(diào)整原則，并在作業(yè)中優(yōu)先保證基準(zhǔn)軌的平順性，切實(shí)保證精調(diào)作業(yè)的效果。

3.2 整治焊縫病害

對(duì)不良焊縫進(jìn)行打磨，應(yīng)邊磨邊看，邊磨邊量，先重后輕逐漸擴(kuò)大打磨范圍，打磨時(shí)手持打磨機(jī)要穩(wěn)，用力要適當(dāng)。

鋼軌不良焊縫打磨后的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）對(duì)于高低焊縫，應(yīng)打磨平順，打磨越平順付壓力越小，打磨長(zhǎng)度應(yīng)有一定長(zhǎng)度的順坡，順坡長(zhǎng)度按0.5‰的順坡率順坡。鋼軌踏面用1m直尺測(cè)量，不平度應(yīng)小于0.5mm。

（2）打磨鋼軌母材深度不宜大于0.5mm順坡長(zhǎng)度不宜大于1m。打磨后的焊縫處軌面圓弧要與前后鋼軌的軌面圓弧度保持一致。

3.3 鋼軌異常波磨整治

鋼軌異常波磨對(duì)軌道危害很大，列車經(jīng)過短波不平順區(qū)段時(shí)，使垂直或水平的加速度變大，引發(fā)晃車。因此對(duì)異常波磨地段應(yīng)定期監(jiān)測(cè)，嚴(yán)重地段應(yīng)加密監(jiān)測(cè)周期，達(dá)到打磨標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)及時(shí)用打磨車進(jìn)行打磨或銑磨。如打磨不及時(shí)造成波谷較深，不但對(duì)軌道影響大，而且不易打磨平。費(fèi)工時(shí)且銑磨量大，降低鋼軌使用壽命。

3.4 優(yōu)化軌下減振設(shè)備

輪軌接觸共振對(duì)軌道扣件損害大，也帶來了晃車和噪音。改變輪軌間的共振頻率，從而增加軌道框架剛度，減少列車晃動(dòng)損傷扣件。6號(hào)線建立試驗(yàn)段，全線單彈簧墊圈換成雙彈簧墊圈，在青年路-褡褳坡區(qū)間分2段分別更換鑲嵌式墊板和安裝TRD扣件，以增加扣件彈性和鋼軌配重改變輪軌共振固有頻率，整治效果顯著，扣件折斷量減少，晃車和噪音減緩。

3.5 區(qū)段限速

列車行駛速度最高達(dá)100km/h，對(duì)線路設(shè)備質(zhì)量要求高，造成軌道不平順的因素復(fù)雜。為減緩列車高速行駛中異常震動(dòng)現(xiàn)象，在嚴(yán)重區(qū)段實(shí)行限速80km/h、85km/h，限速通過試驗(yàn)段時(shí)，列車震動(dòng)晃車感明顯減輕。

4結(jié)束語

晃車的原因復(fù)雜，從軌道不平順、鋼軌磨耗、扣件異常折斷、道床形式等方面分析并采取綜合試驗(yàn)段治理顯有成效。列車輪緣與鋼軌之間的動(dòng)力作用復(fù)雜，相關(guān)問題分析不夠全面。今后在線路維修工作中將不斷學(xué)習(xí)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，摸索科學(xué)的治理方法，有效地預(yù)防和治理軌道病害，為地鐵列車平穩(wěn)運(yùn)行提供設(shè)備安全保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃守剛.鐵路與城市軌道工務(wù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：13-14.

[2] 滿迎彬.軌道不平順引起的曲線晃車分析與整治[J].低溫建筑技術(shù)，2016，35（4）：136-137.