基于JSQ6型車溜放試驗的長軸距禁溜車輛溜放方案研究

丁五一

（中國鐵路太原局集團有限公司科技和信息化部，山西太原030013）

1 JSQ6型車溜放需求

由于JSQ6型凹底雙層汽車運輸專用車（簡稱JSQ6型車）屬于長軸距禁溜車輛，在編組站只能經(jīng)迂回線推送至編組場禁溜線，解體作業(yè)效率低下。以中國鐵路太原局集團有限公司（簡稱太原局集團公司）榆次站為例：2018年7—12月，JSQ6型車到達榆次Ⅰ場日均6.3列41輛，經(jīng)駝峰東迂回線送入特種車輛停留線的日均35.2輛，調(diào)車機由Ⅰ場送入Ⅱ、Ⅳ場坐底編車的日均5.8輛。1列的解體時間平均長達61 min，且解體過程中嚴重影響Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ場間本務(wù)機車轉(zhuǎn)場，導(dǎo)致待解列車調(diào)整至其他場，長時間占用到發(fā)線，嚴重制約車站運輸組織效率。

截至2019年底，全路運營的JSQ6型車約有20 000輛，在全路各條線路運行，對全路編組站而言，JSQ6型車的禁溜問題已逐漸成為影響駝峰解體效率的一個重要因素，也成為困擾全路編組站的一個新難題。迫切需要在確保安全的前提下，找到一個科學合理的解決方法，進而為普遍意義上的長軸距禁溜車輛駝峰溜放提出解決方案。

2 JSQ6型車的主要用途及裝載工況

2.1 主要用途[1]

JSQ6型車在標準軌距鐵路上使用，主要用于輕型客車、SUV、MPV、皮卡車等車身較高汽車的鐵路運輸，同時也可用于國產(chǎn)及進口各種微型、小型汽車的鐵路運輸。JSQ6型車可分上下2層裝載，可裝載8～14輛汽車。

2.2 主要性能參數(shù)與基本尺寸[1]

JSQ6型車載質(zhì)量22 t、自質(zhì)量38 t、車輛軸重15 t、換長2.4、通過最小曲線半徑（幾何通過）145 m，禁止溜放。

車輛長度26 066 mm，車輛定距20 800 mm，車輛最大寬度3 086 mm，車輛最大高度4 723 mm，底架長度25 100 mm，底架寬度2 880 mm，凹底裝載面直線長度10 867 mm，上層固定底架長度11 400 mm，車體下部最低點距軌面高度（空車）190 mm，車體內(nèi)側(cè)凈寬度2 680 mm，車鉤中心線距軌面高（空車）880 mm，固定軸距1 830 mm，車輪直徑840 mm。

3 試驗駝峰概況

為驗證JSQ6型車駝峰溜放可能性，進而確定安全溜放方案，選擇在太原局集團公司管內(nèi)的侯馬北站駝峰和榆次站駝峰進行溜放試驗。

3.1 榆次站駝峰

榆次站編組場平面示意見圖1，編組場的峰1和峰2縱斷面示意見圖2。

圖1 榆次站編組場駝峰平面示意圖

圖2 榆次編組場峰1、峰2縱斷面示意圖

3.2 侯馬北站駝峰

侯馬北站編組場平面示意見圖3，編組場的T1、T2縱斷面示意見圖4。

4 JSQ6型車輛過峰所需基本凈空理論值分析

基本凈空值即車輛過峰所需在平直股道上靜止狀態(tài)下底部距軌面最小值。鐵路駝峰主要由推送坡、峰頂平臺、加速坡3個部分構(gòu)成（見圖5）。

JSQ6型車通過駝峰時，在峰頂平臺與加速坡、推送坡連接段的凸豎曲線處，車體中斷面凹底距軌頂面距離逐漸減少（見圖6），在附近某一點處達到最小值，凸豎曲線半徑越小，間距越小。因此，車體中斷面凹底距軌頂面最小距離需考慮駝峰凸豎曲線上移量h，車體中斷面凹底距軌頂面距離最小處一般在峰頂平臺與加速坡連接段附近。

圖3 侯馬北站編組場駝峰平面示意圖

圖4 侯馬北站編組場T1、T2縱斷面示意圖

圖5 駝峰縱斷面示意圖

圖6 駝峰凸豎曲線上移量

經(jīng)過模擬計算，不考慮其他因素，JSQ6型車通過侯馬北站、榆次站的駝峰時，車輛的基本凈空值要求為：榆次站峰1為130 mm，峰2為128 mm；侯馬北站T1為138 mm，T2為132 mm。試驗車輛基本凈空值的最小值應(yīng)大于上述基本凈空值時，才能通過試驗駝峰。在侯馬北站選擇的10輛車中，最小凈空為178 mm。榆次站選擇的10輛車中，最小凈空為165 mm，均大于理論最小值，理論上可通過2站編組場的駝峰，但還需要考慮車輛側(cè)滾、車輪磨耗等因素，且駝峰坡度、坡長與實際有誤差，需要通過實車驗證才能得出真實結(jié)論，理論計算只是實車試驗前的模擬，僅提供判斷依據(jù)。

5 實車試驗情況

為驗證JSQ6型車駝峰溜放的可行性，進而確定安全溜放方案。太原局集團公司會同中國鐵道科學研究院集團有限公司自2019年10月8—15日在侯馬北站、榆次站駝峰進行了現(xiàn)場實車試驗。

5.1 溜放徑路

5.1.1 榆次站

在榆次站選取了3條難行線，分別是：

（1）峰2向16道溜放：經(jīng) 由305#、307#、309#、315#、329#、347#道岔，305#和307#為6號單開道岔，315#為7號對稱三開道岔，其余均為6號對稱雙開道岔。徑路內(nèi)含1條半徑300 m的曲線、1條半徑210 m的曲線、1條半徑200 m的曲線。

（2）峰1向24道溜放：經(jīng) 由301#、307#、309#、313#、323#、343#道岔，301#和307#為6號單開道岔，其余均為6號對稱雙開道岔。徑路內(nèi)含1條半徑300 m的曲線、1條半徑210 m的曲線、1條半徑250 m的曲線。

（3）峰1向26道溜放：經(jīng) 由301#、307#、309#、313#道岔，305#和307#為6號單開道岔，其余均為6號對稱雙開道岔。徑路內(nèi)含1條半徑300 m的曲線、1條半徑210 m的曲線、1條半徑200 m的曲線、1條半徑260 m的曲線。

5.1.2 侯馬北站

在侯馬北站選取2條難行線，2條徑路經(jīng)過的道岔類型均為6號對稱雙開道岔：

（1）T1向B6道 溜 放，經(jīng) 過307#、309#、315#、317#、325#、337#道岔。B6道內(nèi)含1條半徑189 m的曲線，1條半徑195 m的曲線。

（2）T2向B19道 溜 放，經(jīng) 過311#、313#、351#、353#、355#、359#道岔。B19道內(nèi)含1條半徑200 m的曲線，1條半徑195 m的曲線，1條半徑192 m的曲線。

5.2 溜放技術(shù)條件

5.2.1 最小凈空值

最小凈空值是指溜放車輛底部能夠通過駝峰底部距離鋼軌頂面所需最小距離，目前還沒有相應(yīng)的規(guī)定，結(jié)合理論安全值考慮因素，確定JSQ6型車自推送坡起至峰頂平臺至進入股道所經(jīng)由的股道，車輛底部距離鋼軌頂面不低于50 mm，具體如下：

（1）車輛側(cè)滾允許最大值，取18 mm［2］。

（2）《普速鐵路線路修理規(guī)則》規(guī)定線路高差允許最大值為±4 mm［3］。

（3）車輛車輪踏面垂直磨耗允許值為8 mm［2］。

（4）禁溜線叉后曲線軌面與叉后溜放線軌面高度差。按TB 10062—2018《鐵路駝峰及調(diào)車場設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，禁溜線分叉設(shè)計在峰頂平臺上，轍叉號為9號道岔，固定轍叉心長度3 558 mm，在轍叉心后5 000 mm范圍內(nèi)禁溜線曲線鋼軌仍在JSQ6型車底部裙板限界內(nèi)，故必須考慮這一因素。因固定轍叉心為同一構(gòu)件，不存在禁溜線和溜放線高度差，但必須考慮叉后高度差。在叉后區(qū)段溜放線路正處于向下的加速坡，而禁溜線軌面保持水平，導(dǎo)致產(chǎn)生高度差（見圖7）。因每個駝峰轍叉心位置不盡相同，按最不利轍叉心設(shè)置在峰頂平臺與加速坡連接處，叉后曲線取1 500 mm（3 558+1 500=5 058 mm，超過5 000 mm不在車輛限界范圍內(nèi)，可不考慮），加速坡取最大坡度55‰，計算高度差為19.6 mm，取值20 mm。

圖7 禁溜線叉后曲線軌面與叉后溜放線軌面高度差

（5）橡膠道口板面與鋼軌高度差。目前峰頂平臺上為便于調(diào)車人員作業(yè)，仍敷設(shè)橡膠道口板，該橡膠板面往往高于鋼軌面（見圖8），根據(jù)實測最大值取值5 mm。

圖8 橡膠道口板面與鋼軌高度差

（6）安全冗余量取值10 mm。

以上因素均考慮最不利條件下取值，因此，有禁溜線的溜放線路按65 mm設(shè)定最小凈空值，無禁溜線的溜放線路按45 mm設(shè)定最小凈空值。

5.2.2 運行穩(wěn)定性測試[4]

試驗數(shù)據(jù)處理方法及測試項目的評定依據(jù)參照GB 5599－85《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規(guī)范》規(guī)定：脫軌系數(shù)Q/P≤1.2；輪重減載率ΔP/P≤0.65；輪軸橫向力H≤0.85（15+P0/2），P0為靜軸重。

5.2.3 溜放控制測試

（1）單位制動能高：≥0.1 m/m［4］；

（2）動作時間：全制動時間≤0.9 s，全緩解時間≤0.8 s［4］；

（3）拉環(huán)與車軸的間隙：正常情況下不應(yīng)接觸；

（4）車體中央側(cè)梁底部與線路及地面設(shè)備（如減速器）距離不應(yīng)小于65 mm；

（5）車輛連掛速度：調(diào)車線內(nèi)5 km/h及以下安全連掛率應(yīng)穩(wěn)定在90%以上［5］。

5.2.4 最小曲線半徑

JSQ6型車自峰頂平臺至進入溜放股道所經(jīng)由線路曲線半徑不得小于180 m［6］。

5.3 溜放試驗程序

首先進行實車靜態(tài)試驗，即選定的徑路上，由調(diào)車機從到達場推送至峰頂再至峰下。測試整條徑路上凈空最小值，滿足凈空安全值后，再進行后續(xù)動態(tài)試驗；不滿足的，不再進行后續(xù)動態(tài)試驗。

5.4 實車試驗結(jié)果

5.4.1 侯馬北站駝峰

在侯馬北站駝峰現(xiàn)場測得：T1推峰線有禁溜線，最小凈空值出現(xiàn)在峰頂平臺距加速坡變坡點約3 m處，最小凈空值27 mm；T2推峰線有禁溜線，最小凈空值出現(xiàn)在峰頂平臺距加速坡變坡點約5 m處，最小凈空值12 mm。

實車試驗得出：T1、T2推峰線最小凈空值均小于暫行標準最小凈空值65 mm，均不具備進行后續(xù)試驗先決條件，故放棄運行穩(wěn)定性及運動狀態(tài)測試。

5.4.2 榆次站駝峰

榆次站駝峰1無禁溜線，最小凈空值出現(xiàn)在峰頂平臺與加速坡變坡點處，最小凈空值80 mm，滿足45 mm設(shè)定標準。峰2有禁溜線，最小凈空值出現(xiàn)在加速坡與禁溜線轍叉心處，最小凈空值10 mm。

實車試驗得出：峰1線具備溜放條件，峰2線不具備溜放試驗條件。終止峰2線后續(xù)試驗，峰1線進行后續(xù)試驗，測試結(jié)論如下：峰1至16、24、26道進行溜放作業(yè)，JSQ6型車動力學指標、凈空均滿足試驗大綱要求，溜放試驗數(shù)據(jù)正常，最終得出峰1可溜放JSQ6型車結(jié)論。

5.5 JSQ6車輛溜放駝峰作業(yè)保障措施[7]

制定榆次站峰1實施溜放保障措施：

（1）具備單鉤溜放條件的嚴格執(zhí)行單鉤溜放規(guī)定，不具備的嚴格執(zhí)行道岔單操鎖閉方式。

（2）列檢應(yīng)嚴格加強對JSQ6型車輪輞尺寸檢查，不符合運行標準的及時通知車站按禁溜辦理。

（3）溜放前應(yīng)掌握溜放股道的測長，JSQ6型車應(yīng)向能容納下的股道溜放，測長不足時不準溜放。

（4）辦理JSQ6型車上峰作業(yè)時，進路上道岔應(yīng)單鎖，確認車輛出清整條進路方可解鎖。

（5）JSQ6型車溜放作業(yè)時駝峰控制系統(tǒng)出現(xiàn)報警、溜放數(shù)據(jù)記錄遺漏等現(xiàn)象時，由車站通知電務(wù)人員確認，經(jīng)電務(wù)人員確認確由JSQ6型車引起時，無需辦理登記。

（6）工務(wù)部門應(yīng)加密復(fù)測榆次站駝峰平縱斷面，發(fā)現(xiàn)加速坡、道岔區(qū)坡坡度發(fā)生變化應(yīng)及時向車站匯報，車站停止辦理JSQ6型車溜放作業(yè)，整修恢復(fù)后，車站重新辦理溜放作業(yè)。

（7）工務(wù)部門利用先進的測量設(shè)備快速檢算線路縱斷面測量。

（8）在峰前適當位置設(shè)置車底高度測量報警裝置［8］。

5.6 榆次站JSQ6型車實施溜放效果

太原局集團公司2019年11月17日發(fā)布《JSQ6型車輛駝峰溜放作業(yè)規(guī)定》（太鐵科信電〔2019〕212號），榆次站自2019年12月10日實施，解體含有JSQ6型車的列車，列均由61 min壓縮至31 min，每日可多解體3～5列，大大緩解車站解體能力緊張的現(xiàn)狀，整個樞紐列車運行秩序趨于平穩(wěn)。

6 不可溜放的駝峰改造方案

6.1 定性分析

根據(jù)設(shè)定的溜放條件，可以得出改造駝峰方法有以下幾種：

（1）延長峰頂平臺長度。延長峰頂平臺長度至少至21 m，使JSQ6型車前后兩輪（車輛定距20 800 mm）恰好可停放在峰頂平臺上，避免前后兩輪分別“擔”在加速坡和推送坡上。

（2）改造加速坡坡度。在加速坡適當?shù)攸c設(shè)計1個略微凸起點，形成2個分段坡，局部減緩駝峰加速坡度，使坡度更加“圓滑”，有利于JSQ6型車通過（見圖9）。

圖9 駝峰加速坡改造圖

（3）降低禁溜線固定轍叉叉心曲線軌面高度。

（4）綜合方案。即考慮延長峰頂平臺、改造加速坡坡度、降低禁溜線固定轍叉叉心曲線軌面高度方案。如單一方案解決不了時，需要將3種方案同時予以考慮。

上述方案權(quán)衡比較，各有優(yōu)劣。如采用加速坡改造方案，會導(dǎo)致駝峰整個控速系統(tǒng)的變化，增大控速難度，但工程量較小，費用較少。采用延長峰頂平臺長度方案在不延長推送線的情況下將導(dǎo)致推送坡坡度加大，需要增加調(diào)車機推送力，對控速系統(tǒng)無影響，相對難度較小。但如果不增加坡度則需延長推送線，整個工程量較大，改造費用較多。如需采用綜合方案，則整個改造工程復(fù)雜，費用較大，如JSQ6型車解體占比不高，溜放效益不明顯，可不改造駝峰，仍執(zhí)行禁溜規(guī)定。

6.2 定量分析

以侯馬北駝峰為例，定量分析改造方案。

（1）延長峰頂平臺長度。將侯馬北T1峰峰頂平臺由14.5 m延長至21 m，經(jīng)計算可提高凈空至52 mm，但仍不滿足70 mm的最低凈空要求，需要同時改造加速坡。此辦法在不改變推送線長度的條件下，推送坡約增加至13‰。

（2）改造加速坡坡度。根據(jù)實車試驗測得，在侯馬北駝峰T1推峰線峰頂平臺距加速坡變坡點約3 m處測得凈空最小值，則在加半個車長度處，即距變坡點13 m處，抬高改造成一個略微凸起點，形成2個分段坡。經(jīng)計算抬高約7 cm即可滿足凈空70 mm的最低需要。工程較為復(fù)雜。考慮侯馬北站JSQ6型車解體列數(shù)占比3%～6%，占比較低，改為溜放的效益不明顯，故可維持目前推送解體模式。

7 長軸距禁溜車輛的溜放途徑探討

基于上述對JSQ6型車溜放問題的探討，對于其他長軸距禁溜車輛，從試驗的必要性、駝峰線路和峰面改造、車輛限界設(shè)計方面提出解決禁溜的思路。

7.1 禁溜車輛試驗問題

在現(xiàn)有條件下，由于駝峰設(shè)計規(guī)則和原理都不支持長軸距車輛溜放，TB 10062—2018《鐵路駝峰及調(diào)車場設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：駝峰溜放車輛的最大外軸距13.32 m。理論上，超過這一數(shù)值均不能溜放。而且駝峰設(shè)計坡度、坡長允許有一定的誤差，且設(shè)計值與竣工數(shù)值、實測數(shù)值都不盡相同，駝峰經(jīng)過長時間車輛的碾壓，坡度也會發(fā)生變化，而且每種禁溜車輛凈空值也須實測獲得，因此其他禁溜車輛均須做類似試驗才能獲得結(jié)論。

7.2 溜放解決措施探討

為從根本上解決日益增多的長軸距車輛越來越影響編組站效率的問題，而不是通過每種車型試驗獲得，宜從駝峰改造和車輛設(shè)計入手解決。

7.2.1 駝峰改造途徑

（1）延長峰頂平臺長度［9］。建議將峰頂平臺長度延長至設(shè)計最長的22 m。

（2）加速坡由“兩段坡”改為“三段坡”。建議在第一加速坡區(qū)段適當?shù)攸c再增加1個凸起點，適當?shù)攸c宜取最大軸距車輛半個車長，形成2個分段坡，實現(xiàn)峰頂平臺與加速坡間的“圓滑”。

（3）重新調(diào)整控速系統(tǒng)［10］。一是第一加速坡設(shè)計2段坡后，需要對測重控速進行重新計算；二是適當延長駝峰最短分路道岔軌道電路長度，根據(jù)TB/T 2306—2006（XG1—2009）《自動化駝峰技術(shù)條件》規(guī)定：“遇溜放車輛第二、三軸間的距離大于本駝峰最短分路道岔軌道電路長度減0.2 m的安全余量時，應(yīng)采用手動溜放”，修改這一規(guī)定，適當延長最短分路道岔軌道電路長度可實現(xiàn)自動溜放，提高現(xiàn)場操作安全性。

（4）降低橡膠道口板面高度，使其低于鋼軌軌面。

7.2.2 進一步優(yōu)化長軸距車輛設(shè)計

最大限度提高車輛底部與鋼軌頂面的凈空，以JSQ6型車為例，車輛底部起保護作用的最低處鋼板（裙板）距車底板還有約50 mm的距離，建議今后設(shè)計將此空間充分利用，實現(xiàn)增加凈空值。

以上措施可基本解決除長大D型車輛外的長軸距車輛自動溜放問題，全路編組站解體效率可大幅度提高，樞紐運輸秩序會大為改善。

8 結(jié)束語

基于JSQ6型車的溜放試驗，實現(xiàn)了在可溜放作業(yè)的駝峰實施JSQ6型車溜放作業(yè)，效果較好，并提出不可溜放作業(yè)駝峰的改造建議?；贘SQ6型車的溜放實踐，討論其他除長大D型車輛外的長軸距禁溜車輛的實現(xiàn)溜放的措施。以上研究僅從車輛和駝峰性能方面進行分析，未考慮裝載貨物品名，如果因貨物裝載安全要求如裝運精密儀器、活魚、蜜蜂等禁溜車輛，需另設(shè)題研究。