易楸尋

（重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶 401120）

0 前言

城市軌道交通是一個復雜的系統(tǒng)工程，設(shè)備組成包括接觸網(wǎng)、線路、車輛、信號、通信以及機電等專業(yè)。其中信號與線路專業(yè)存在接口關(guān)系，接口設(shè)備為轉(zhuǎn)轍機，線路專業(yè)對應(yīng)的設(shè)備是道岔。轉(zhuǎn)轍機實現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換，從而改變道岔的開通方向，道岔轉(zhuǎn)換至所需位置并密貼后，由轉(zhuǎn)轍機實現(xiàn)鎖閉，防止外力轉(zhuǎn)換道岔。轉(zhuǎn)轍機還向行車人員顯示道岔的位置狀態(tài)、定位或者反位，當?shù)啦硎ノ恢脿顟B(tài)信息時進行擠岔報警[2]。轉(zhuǎn)轍機從組成上可分為電氣與機械2 個部分，信號與線路專業(yè)的接口在機械部分。在實際運行當中，轉(zhuǎn)轍機機械部分故障率高于電氣部分故障率，以重慶某軌道交通線路為例，2018 年1 月—2019 年12 月，轉(zhuǎn)轍機共發(fā)生故障6 起，全部為機械部分故障。因此為做好行車安全工作，需要重點對信號與線路專業(yè)的接口進行系統(tǒng)的研究，該文以重慶某地鐵線路為例，對信號與線路專業(yè)常見問題及解決方法進行深入分析。

1 相關(guān)技術(shù)標準

城市軌道交通正線道岔一般采用雙機牽引形式，例如重慶、杭州、青島、福州等城市地鐵均采用雙機牽引，常見轉(zhuǎn)轍機型號為S700K 及ZDJ9。重慶某地鐵線路為9 號道岔及60 kg 鋼軌，采用雙機牽引、ZD J9 型電動轉(zhuǎn)轍機，鎖閉形式為內(nèi)鎖閉。

1.1 信號部分主要技術(shù)標準

為了確保行車安全，第一牽引點密貼須滿足4 mm 不鎖閉[2]；為確保電動轉(zhuǎn)轍機正常使用不出現(xiàn)失去表示的故障，第一牽引點密貼須滿足2 mm 鎖閉，且表示缺口范圍1 mm～2 mm[1]。第一牽引點電動轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力范圍：3.4 kN～4.2 kN。第二牽引點電動轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力范圍6.1 kN～7.5 kN。ZDJ9電動轉(zhuǎn)轍機主要技術(shù)特性見表1[1]。

表1 ZDJ9 電動轉(zhuǎn)轍機主要技術(shù)特性

1.2 線路相關(guān)部分主要技術(shù)標準

道岔尖軌爬行、串動量不得超過20 mm，兩尖軌相對位置偏差小于10 mm。道岔密貼側(cè)尖軌尖端至第一牽引點范圍內(nèi)縫隙不得大于0.5 mm，尖軌頂鐵與軌腰的間隙不應(yīng)大于1 mm，且間隙均勻。道岔第一牽引點開程范圍157 mm～163 mm，第二牽引點開程范圍77 mm～83 mm。道岔轉(zhuǎn)換阻力不得大于轉(zhuǎn)轍機的牽引力。第一牽引點1～3 塊、第二牽引點前后各1塊滑床板須保持與尖軌離縫不大于1 mm。

2 日常維護工作要點

轉(zhuǎn)轍機通過輸出一定的力，將道岔從一個位置轉(zhuǎn)換到另一個位置，為確保該過程正常進行，機械部分主要考慮轉(zhuǎn)轍機自身輸出的動力以及道岔轉(zhuǎn)換過程中的阻力是否符合標準。

2.1 信號專業(yè)

信號專業(yè)重點關(guān)注電動轉(zhuǎn)轍機的摩擦轉(zhuǎn)換力，摩擦轉(zhuǎn)換力表示轉(zhuǎn)轍機可以輸出的最大動力。如果該力過小，則可能導致道岔轉(zhuǎn)換不到位。如果摩擦轉(zhuǎn)換力過大，則說明轉(zhuǎn)轍機超負荷工作，將影響轉(zhuǎn)轍機使用壽命。因此在實際使用中ZDJ9 電動轉(zhuǎn)轍機需要將摩擦轉(zhuǎn)換力調(diào)整至標準范圍，即第一牽引點3.4 kN～4.2 kN。第二牽引點6.1 kN～7.5 kN。當電動轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力無法調(diào)整至標準范圍時，須對轉(zhuǎn)轍機進行更換處理。

2.2 線路專業(yè)

線路專業(yè)重點關(guān)注道岔轉(zhuǎn)換阻力，道岔轉(zhuǎn)換阻力越小，則道岔轉(zhuǎn)換越順暢?，F(xiàn)場造成道岔轉(zhuǎn)換阻力過高的因素主要有4 個，即“繃”“卡”“爬”“松”?！翱嚒笔侵傅啦韼缀纬叽绨l(fā)生變化，造成道岔尖軌各部不能同時與基本軌密貼，如尖軌弓腰。“卡”是指道岔轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生異物卡阻導致道岔轉(zhuǎn)換不到位，道岔油潤不良、道岔滑床板不密靠（離縫過大）等情況都是導致道岔轉(zhuǎn)換阻力變大的重要因素。“爬”是指尖軌相對于鋼軌的基本軌前后爬行，要求道岔尖軌爬行要小于20 mm，兩尖軌相對位置差小于10 mm?！八伞笔侵傅啦砀鞑窟B接有松動，導致轉(zhuǎn)轍機輸出的力不能全部加載至道岔而導致道岔不能正常轉(zhuǎn)換。

2.3 道岔轉(zhuǎn)換力測試

現(xiàn)場可通過專用的測量儀器測試道岔轉(zhuǎn)換力，測試時將測量儀器的力傳感器部分插入轉(zhuǎn)轍機動作桿的連接銷孔中，通過力傳感器監(jiān)測受力的變化，表現(xiàn)道岔在電動轉(zhuǎn)轍機帶動轉(zhuǎn)換過程中、轉(zhuǎn)轍機輸出力的變化，這個力也是實時的道岔轉(zhuǎn)換阻力。在道岔轉(zhuǎn)換受阻時，測量出的道岔轉(zhuǎn)換力表示轉(zhuǎn)轍機可輸出的最大動力，即摩擦轉(zhuǎn)換力。

在日常維護過程中一般通過手搖道岔檢查道岔轉(zhuǎn)換阻力是否正常，并不測量道岔轉(zhuǎn)換力?，F(xiàn)場維修技術(shù)標準規(guī)定每2年需進行1 次道岔轉(zhuǎn)換力測試。當?shù)啦沓霈F(xiàn)異常時，需要測試道岔轉(zhuǎn)換力以判斷導致道岔轉(zhuǎn)換異常的原因。

3 現(xiàn)場常見問題及整改措施

自2020 年2 月開始，重慶某線路現(xiàn)場信號專業(yè)維修人員在日常檢修時，多次發(fā)現(xiàn)道岔存在轉(zhuǎn)換力過大的情況，但是難以查找原因。為解決該問題，特組織信號專業(yè)工程師聯(lián)合線路專業(yè)工程師對該線路所有道岔集中進行一次全面整治，通過測試道岔轉(zhuǎn)換力深入分析道岔存在問題。該次集中整治，發(fā)現(xiàn)ZDJ9 轉(zhuǎn)轍機在現(xiàn)場運用當中，存在3 類問題。1）道岔幾何尺寸發(fā)生變化導致第一牽引點轉(zhuǎn)換鎖閉力過大。2）第二牽引點密貼調(diào)整過緊。3）電動轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力過低。表2 為某站8 組道岔問題統(tǒng)計。

表2 重慶某線路某站8 組道岔問題統(tǒng)計

從表2 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出，道岔幾何尺寸發(fā)生變化導致第一牽引點轉(zhuǎn)換鎖閉力過大，以及第二牽引點密貼調(diào)整過緊2個問題是此次集中整治發(fā)現(xiàn)的主要問題。尤其是第二牽引點密貼調(diào)整過緊，有問題的6 組道岔均存在該問題。

3.1 道岔幾何尺寸發(fā)生變化導致第一牽引點轉(zhuǎn)換鎖閉力過大的問題

現(xiàn)場通過測試道岔轉(zhuǎn)換過程當中力的變化，發(fā)現(xiàn)道岔第一牽引點在鎖閉時力會異常變大，甚至超過轉(zhuǎn)轍機的額定轉(zhuǎn)換力。第一牽引點轉(zhuǎn)轍機額定轉(zhuǎn)換力為2.5 kN，實際測量時能達到3 kN 以上。

第一牽引點在調(diào)整密貼符合2 mm 鎖閉、4 mm 不鎖閉的前提下，道岔鎖閉力原則上不能超出道岔轉(zhuǎn)換過程中的力太多，且不得超過轉(zhuǎn)轍機的額定轉(zhuǎn)換力?，F(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)有道岔存在該情況時，經(jīng)過深入檢查道岔幾何尺寸，發(fā)現(xiàn)主要原因為尖軌尖端先于第一牽引點與基本軌密貼（尖軌弓腰），即道岔幾何尺寸發(fā)生變化，導致道岔鎖閉時轉(zhuǎn)換阻力異常增大，該問題通過聯(lián)系線路專業(yè)整改后得到解決。

由于日常維護過程中能夠較好地完成道岔滑床板離縫檢查、尖軌頂鐵與軌腰的間隙檢查以及道岔油潤情況檢查，因此集中整治時未發(fā)現(xiàn)該類問題。通過該次集中整治還發(fā)現(xiàn)城市軌道交通一般采用整體道床，線路狀態(tài)相比碎石道床更穩(wěn)定，尖軌爬行的情況比較少。而對于道岔幾何尺寸方面，雖然也能很容易完成道岔各點的開程的測量，但道岔各點開程均符合標準的情況下，并不代表道岔幾何尺寸沒有問題。道岔轉(zhuǎn)換過程中，要求道岔從尖軌尖端到道岔根部刨切面最末端必須同時與基本軌密靠，才能保證道岔鎖閉時鎖閉力不會異常過大。因為道岔只要有一點先與基本軌密貼，其余各部后密貼時，因為還要克服該點基本軌對尖軌的反作用力，從而造成道岔轉(zhuǎn)換阻力異常變大。

綜上所述，如果通過測試道岔轉(zhuǎn)換力發(fā)現(xiàn)存在鎖閉力過大時，應(yīng)深入檢查道岔尖軌的幾何尺寸是否發(fā)生變化，線路專業(yè)必須保證道岔尖軌各部同時與基本軌密貼。

3.2 第二牽引點密貼調(diào)整過緊的問題

地鐵9 號道岔采用雙機牽引設(shè)計，但國鐵對同樣的9 號道岔一般采用單機牽引，國鐵采用雙機牽引的道岔對第二牽引點的密貼檢查要求4 mm 鎖閉、6 mm 不鎖閉，但該技術(shù)標準不能運用到城市軌道交通系統(tǒng)。實際現(xiàn)場信號維護人員按照宏觀密貼的原則檢查第二牽引點密貼情況，容易錯誤地認為該點道岔尖軌與基本軌不應(yīng)該有縫隙，從而導致該點密貼調(diào)整過緊。

通過仔細檢查第二牽引點，發(fā)現(xiàn)尖軌與基本軌密貼的刨切面最末端在第二牽引點之前，第二牽引點并不在尖軌、基本軌的刨切面上。因此第二牽引點肯定有縫隙，且由于受直尖軌方向曲基本軌彎曲半徑的影響，道岔直尖軌方向縫隙要大于曲尖軌方向縫隙。為明確第二牽引點密貼側(cè)縫隙范圍，通過查閱信號專業(yè)轉(zhuǎn)轍機設(shè)計圖紙和線路專業(yè)道岔設(shè)計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場實際情況總結(jié)形成相關(guān)技術(shù)標準為：曲尖軌方向3 mm～5 mm，直尖軌方向7 mm～9 mm。在此標準基礎(chǔ)上如果檢查發(fā)現(xiàn)密貼力過緊時，應(yīng)聯(lián)合線路專業(yè)檢查道岔幾何尺寸是否符合標準。

第二牽引點如果密貼調(diào)整過緊，同樣會導致該牽引點轉(zhuǎn)轍機鎖閉力過大，現(xiàn)場實際運用過程中，如果該點密貼調(diào)整過緊，將導致道岔鎖閉力超過轉(zhuǎn)轍機額定轉(zhuǎn)換力。在第二牽引點密貼調(diào)整過緊問題基礎(chǔ)上，疊加道岔幾何尺寸發(fā)生變化導致第一牽引點轉(zhuǎn)換鎖閉力過大的問題，極有可能導致道岔出現(xiàn)故障。

3.3 電動轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力過低

ZDJ9 電動轉(zhuǎn)轍機性能優(yōu)良，但城市軌道交通地鐵線路為密閉潮濕空間、現(xiàn)場環(huán)境較差，轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力容易發(fā)生變化?？? 年測試一次摩擦轉(zhuǎn)換力，發(fā)生異常時及時進行調(diào)整。

4 結(jié)語

城市軌道交通信號與線路接口部分存在的主要問題有2個。道岔幾何尺寸發(fā)生變化導致第一牽引點轉(zhuǎn)換鎖閉力過大，以及第二牽引點密貼調(diào)整過緊。同時也要關(guān)注電動轉(zhuǎn)轍機摩擦轉(zhuǎn)換力降低導致牽引力不足的問題。

城市軌道交通是一個系統(tǒng)工程，各系統(tǒng)之間的接口是比較容易出現(xiàn)問題的部分，且接口問題往往因為跨專業(yè)而變成疑難雜癥。為解決信號與線路專業(yè)的接口問題，需要有信號與線路2 個專業(yè)的技術(shù)知識為基礎(chǔ)、加強設(shè)備的理論分析，同時也要重視現(xiàn)場實踐經(jīng)驗，以問題為導向。城市軌道交通可參考國鐵信號專業(yè)相關(guān)技術(shù)標準，但也要關(guān)注自身與國鐵不同的地方，具體問題具體分析，只有這樣才能扎實做好設(shè)備維護的技術(shù)管理，確保行車安全。