劉 謙 上海鐵路局寧波工務(wù)段

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

客運(yùn)專(zhuān)線道岔的養(yǎng)護(hù)維修關(guān)系到動(dòng)車(chē)組高速過(guò)岔的穩(wěn)定性和舒適性。因此，掌握動(dòng)車(chē)組過(guò)岔運(yùn)行狀態(tài)、分析輪軌特別是輪對(duì)橫移量、車(chē)輪運(yùn)動(dòng)軌跡與線型關(guān)系、尖軌和車(chē)輪的接觸關(guān)系等問(wèn)題，既為高速道岔的工務(wù)養(yǎng)護(hù)維修提供了依據(jù)，又為我國(guó)高速道岔的設(shè)計(jì)和使用提供參考。本次試驗(yàn)以寧波工務(wù)段杭深線客運(yùn)專(zhuān)線常用的客專(zhuān)07-004(60kg/m-18號(hào))道岔為試驗(yàn)對(duì)象，分析動(dòng)車(chē)組高速過(guò)岔時(shí)的輪軌關(guān)系。

2 試驗(yàn)內(nèi)容

試驗(yàn)內(nèi)容包括（1）動(dòng)車(chē)組高速直向過(guò)岔時(shí)在道岔關(guān)鍵位置上的輪對(duì)橫移量以及車(chē)輪運(yùn)動(dòng)軌跡；（2）道岔尖軌降低值測(cè)量與分析。

2.1 列車(chē)直向過(guò)岔時(shí)輪對(duì)橫移量

在道岔直向基本軌外側(cè)，選擇6個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用激光非接觸位移傳感器，測(cè)量道岔關(guān)鍵位置的輪對(duì)橫移量。

（1）測(cè)點(diǎn)位置的選擇

測(cè)點(diǎn)位置根據(jù)以下原則綜合確定：①在輪載過(guò)渡區(qū)段，特別是輪軌接觸點(diǎn)發(fā)生橫向突變位置須布設(shè)測(cè)點(diǎn)；②在尖軌或心軌降低值變化斷面須布設(shè)測(cè)點(diǎn)。用6個(gè)激光位移傳感器分別放置在轉(zhuǎn)轍區(qū)和轍叉區(qū)，分兩次測(cè)量。

測(cè)點(diǎn)位置如圖1、表1所示。尖軌尖端處；尖軌頂寬20 mm附近；尖軌頂寬40 mm附近；尖軌跟端；心軌尖端；心軌中部。

圖1 測(cè)點(diǎn)位置

表1 輪對(duì)橫移測(cè)點(diǎn)與岔枕編號(hào)對(duì)應(yīng)表

（2）測(cè)試原理

輪對(duì)橫移測(cè)試原理如圖2所示，在線路外側(cè)安設(shè)傳感器，測(cè)出輪對(duì)與傳感器之間的距離，根據(jù)輪對(duì)、鋼軌和傳感器之間的幾何關(guān)系，可推出輪對(duì)相對(duì)線路中心線橫移量△T，計(jì)算表達(dá)式如下：

式中，S為測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的軌距；

Wr為鋼軌軌頭寬度；

T為輪背距；

Tw為車(chē)輪厚度；

Dw為被測(cè)輪對(duì)端面距離傳感器的距離；

Dr為鋼軌外側(cè)距離傳感器的距離。

當(dāng)△T為正時(shí)，表示輪對(duì)向遠(yuǎn)離傳感器的一側(cè)偏離；當(dāng)△T為負(fù)時(shí)，表示輪對(duì)向靠近傳感器的一側(cè)橫移。

當(dāng)測(cè)量一列動(dòng)車(chē)組時(shí)，一個(gè)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)可計(jì)算該列車(chē)每個(gè)輪對(duì)在同一位置的輪對(duì)橫移量；所有傳感器的數(shù)據(jù)可計(jì)算整列車(chē)在整個(gè)道岔的運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 輪對(duì)橫移測(cè)試原理圖

因此，現(xiàn)場(chǎng)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)如表2。

表2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量項(xiàng)目

（3）測(cè)試列車(chē)

測(cè)試列車(chē)為正常通過(guò)道岔的動(dòng)車(chē)組。

2.2 P60-18號(hào)道岔鋼軌型面測(cè)量與道岔相關(guān)參數(shù)的計(jì)算

測(cè)量60-18號(hào)道岔的鋼軌型面，將測(cè)量得到的型面輸入多體動(dòng)力學(xué)仿真模型中，分析輪軌靜態(tài)幾何關(guān)系、輪軌接觸關(guān)系，并計(jì)算尖軌降低值等道岔參數(shù)。

3 試驗(yàn)方案

3.1 列車(chē)直向過(guò)岔時(shí)輪對(duì)橫移量

（1）測(cè)試儀器

測(cè)試儀器如表3。

表3 測(cè)試儀器

（2）傳感器布置

激光位移傳感器的量程范圍為80~300 mm，為保證測(cè)試的安全，激光傳感器從鋼軌軌頭下方以角度α設(shè)置，距離被測(cè)車(chē)輪的側(cè)邊距離約為150 mm，傳感器的大致位置如圖3所示。

圖3 傳感器的安裝位置

（3）測(cè)試時(shí)間

由于激光位移傳感器對(duì)背景光較敏感，因此應(yīng)當(dāng)選取有利于激光的觀測(cè)時(shí)間段進(jìn)行觀測(cè)。

一般晴天在日出后的1～2小時(shí)內(nèi)和下午3～4時(shí)到日落前一個(gè)小時(shí)這段時(shí)間最為適宜。夏天的觀測(cè)時(shí)間要適當(dāng)縮短。陰天幾乎全天都能獲得清晰穩(wěn)定的激光信號(hào)。避免惡劣天氣條件下如雨天、高溫30℃以上、大霧、大風(fēng)等天氣要進(jìn)行測(cè)量試驗(yàn)。

3.2 P60-18號(hào)道岔鋼軌型面測(cè)量

對(duì)整個(gè)道岔的四股鋼軌型面進(jìn)行測(cè)量，測(cè)點(diǎn)間隔2~4根軌枕。對(duì)于儀器無(wú)法測(cè)的型面，采用在軌頭兩邊分別測(cè)量，之后數(shù)據(jù)重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況

按照列車(chē)過(guò)岔方向，對(duì)管內(nèi)溫福段的9組客運(yùn)專(zhuān)線18號(hào)道岔（有砟）尖軌部分進(jìn)行了型面測(cè)量，除鰲江10號(hào)道岔為逆向進(jìn)岔外（測(cè)量直尖軌），其余8組道岔均為順向出岔（測(cè)量曲尖軌）。將測(cè)量所得數(shù)據(jù)與道岔設(shè)計(jì)值比較，結(jié)果如圖4。

圖4 蒼南晃車(chē)較嚴(yán)重的2號(hào)岔測(cè)試情況

由于儀器限制，尖軌部分型面未能測(cè)量完全，僅測(cè)至第14或15號(hào)岔枕（尖軌變截面區(qū)至22號(hào)岔枕為止）。其中鰲江10號(hào)道岔不晃車(chē)，用作對(duì)比。根據(jù)以上圖表，大致可得出以下結(jié)論：

（1）除鰲江8號(hào)道岔外，測(cè)量道岔的尖軌降低值與設(shè)計(jì)值十分接近，基本符合要求。鰲江8號(hào)道岔在9、10、11號(hào)岔枕位置處的曲尖軌降低值與設(shè)計(jì)值相比偏大，之后又恢復(fù)正常，這種突變有可能使列車(chē)通過(guò)時(shí)產(chǎn)生晃車(chē)。

（2）測(cè)量道岔的尖軌頂寬與設(shè)計(jì)值相比略大（1mm左右），沿道岔縱向分布均勻，無(wú)明顯突變，基本符合要求。

5 測(cè)試結(jié)果

綜合以上情況，對(duì)于此次測(cè)量道岔來(lái)說(shuō)，尖軌降低值與頂寬不是引起其晃車(chē)的主要原因。應(yīng)從其它方面入手尋找列車(chē)過(guò)岔經(jīng)過(guò)尖軌時(shí)晃車(chē)的原因，如軌距、軌向、基本軌與尖軌的密貼程度，以及道床密實(shí)度，路基塌陷等。