作者單位：

1.中鐵物總運維科技有限公司，北京100084；

2.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，濟(jì)南250100；

3.中國鐵路南昌局集團(tuán)有限公司南昌高鐵基礎(chǔ)設(shè)施段，南昌330199

科研項目：中國國家鐵路集團(tuán)有限公司科技研究開發(fā)項目（N2022G011）

作者簡介：胡偉豪，男，工程師。

摘要：隨著高速鐵路的不斷發(fā)展，道岔作為線路中的薄弱部分，其服役狀態(tài)直接影響車輛運行的平穩(wěn)性和安全性，目前道岔服役狀態(tài)不佳導(dǎo)致車輛在運行過程中頻繁出現(xiàn)橫向加速度二級、三級報警現(xiàn)象。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)轍區(qū)動態(tài)不良，同時存在鋼軌廓形質(zhì)量不佳、一致性對稱性偏差較大以及降低值偏差過大等問題。本文通過現(xiàn)場經(jīng)驗，總結(jié)出道岔綜合整治“八步法”：全面調(diào)查、現(xiàn)場復(fù)核、綜合分析、完善方案、綜合整治、專業(yè)修理、及時反饋、綜合評價。經(jīng)過整治，車載式線路檢查儀三級報警清零，峰值減小，車體2.7 Hz的振動主頻消失，人體感覺良好；鋼軌表面光帶得到改善，寬度控制在20～30 mm，軌距角接觸問題消除；道岔慣性晃車問題得到很好的解決。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；道岔晃車；鋼軌打磨；綜合整治

隨著我國高速鐵路的飛速發(fā)展，列車運營速度不斷提高，綜合運力不斷增強(qiáng)，軌道線路在服役過程中面臨更加嚴(yán)峻的工作環(huán)境［1，2］。在高鐵運行和維護(hù)的過程中，道岔作為線路的薄弱部分，其服役狀態(tài)直接影響車輛運行平穩(wěn)性和安全性［3］。目前，部分高速鐵路線路道岔軌道病害頻發(fā)，導(dǎo)致部分車輛在運行過程中頻繁出現(xiàn)橫向加速度二級、三級報警現(xiàn)象。

李愛清［4］分析了鐵路線路與道岔出現(xiàn)晃車病害的原因，并通過現(xiàn)場檢查，提出了一系列具體整治措施與防治措施，但是僅僅是在管理方面給出了維修建議。王永華［5］以京滬高速鐵路蚌埠南站慣性晃點問題為例，提出了慣性晃點位置及病害確認(rèn)方法，并通過現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)分析晃車產(chǎn)生原因，提出整治措施和效果評價方法，發(fā)現(xiàn)鋼軌廓形打磨維護(hù)是整治道岔慣性晃點的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以上學(xué)者雖然針對道岔晃車問題進(jìn)行了深入的研究，但是針對CZ6002型號道岔的綜合整治的研究并不常見，本文將以CZ6002型號道岔為例，結(jié)合動力學(xué)仿真，提出綜合整治“八步法”，從線形、結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、降低值、廓形的角度進(jìn)行道岔病害的綜合整治，解決慣性晃車問題。

1添乘檢測分析

采用便攜式添乘儀對該區(qū)段進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)某站一組CZ6002型道岔頻繁出現(xiàn)車載式線路檢查儀橫向加速度二級、三級報警現(xiàn)象，人體添乘檢查出現(xiàn)明顯的橫向晃動［6，7］。采用便攜式添乘儀分別對CRH380B、CR400BF、CR400AF等車型進(jìn)行多次添乘分析，發(fā)現(xiàn)該道岔轉(zhuǎn)轍區(qū)存在較為明顯的車體橫向加速度的變化，如圖1所示，變化幅度為0.075g，振動主頻為2.7 Hz，晃動類型為車體一次蛇行。

對車載平穩(wěn)性不佳及重復(fù)出現(xiàn)體感不良的區(qū)段進(jìn)行統(tǒng)計分析，根據(jù)鋪設(shè)圖，報警位置主要為尖軌22斷面至26.5斷面之間，報警位置體感不良統(tǒng)計見表1。

2靜態(tài)數(shù)據(jù)分析

采用鋼軌廓形測量儀、降低值測量尺以及鋼板尺對鋼軌廓形、尖軌降低值以及道岔內(nèi)鋼軌光帶進(jìn)行測量，通過分析道岔靜態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)主要存在鋼軌廓形質(zhì)量不佳、一致性對稱性偏差較大以及降低值偏差過大等問題［8］。

2.1道岔零配件服役狀態(tài)檢查

對道岔內(nèi)所有零配件的服役狀態(tài)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該組道岔尖軌位置拉桿及附屬絕緣片存在磨損，在道岔轉(zhuǎn)換過程中易造成卡阻或位移不足問題，影響道岔狀態(tài)以及車輛運行品質(zhì)。

2.2幾何尺寸檢查

采用人工軌檢儀對道岔進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)該組道岔幾何尺寸超過《高速鐵路線路維修規(guī)則》（TG/GW 115—2023）作業(yè)驗收標(biāo)準(zhǔn)，尖軌基本軌存在離縫，滑床板存在空吊。特別是70 m弦長下左軌向，在尖軌位置偏差達(dá)到+4 mm，對行車的平穩(wěn)性和舒適性有一定的影響。

2.3鋼軌廓形質(zhì)量檢查

對該組道岔岔前線路及道岔位置等70個測點進(jìn)行測量和分析，GQI均值為64.68分。岔前左股鋼軌廓形低于設(shè)計廓形，偏差為0.6 mm，右股部分廓形高于設(shè)計廓形，偏差為0.3 mm，如圖2所示。分析鋼軌廓形的一致性以及對稱性，岔前線路K758+403位置對稱性較差，內(nèi)側(cè)偏差為0.61 mm，道岔內(nèi)2～3號軌枕對稱性較差，內(nèi)側(cè)偏差為0.44 mm。道岔內(nèi)鋼軌一致性不佳，道岔內(nèi)左股4枕位置一致性偏差達(dá)到0.38 mm。

2.4道岔尖軌降低值檢查

降低值與設(shè)計值存在偏差，最大偏差達(dá)到0.5 mm，影響行車平穩(wěn)性。道岔型號為CZ6002，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，道岔降低值見表2。

根據(jù)實測數(shù)據(jù)，不同軌枕處的降低值如圖3所示，在7號枕、12號枕、20號枕位置降低值均出現(xiàn)突變，建議根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整。

2.5光帶情況分析

對某站打磨前岔前線路以及道岔內(nèi)光帶進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)岔內(nèi)4～6號枕右股位置光帶突變，如圖4（a）所示；岔前左股內(nèi)側(cè)軌距角接觸，如圖4（b）所示；岔前線路鋼軌右股光帶平均寬度40 mm，距鋼軌內(nèi)側(cè)11.5 mm，右股光帶略寬，如圖4（c）所示；受限區(qū)位置光帶不連續(xù)，如圖4（d）所示。

3綜合整治方法

通過現(xiàn)場經(jīng)驗，總結(jié)道岔橫向加速度報警整治“八步法”，全面調(diào)查、現(xiàn)場復(fù)核、綜合分析、完善方案、綜合整治、專業(yè)修理、及時反饋、綜合評價。

（1）全面調(diào)查。主要對綜合檢測車波形圖、車載式線路檢查儀、便攜式添乘儀、人工添乘等數(shù)據(jù)綜合分析，確定晃點地段起終點里程，且不以單項、單次動態(tài)數(shù)據(jù)作為綜合分析的依據(jù)。

（2）現(xiàn)場復(fù)核。現(xiàn)場調(diào)查要綜合、全面、無死角，避免漏項、缺項；突出重點，將軌道線形、降低值、結(jié)構(gòu)病害、鋼軌廓形等作為調(diào)查的重點；現(xiàn)場調(diào)查由專業(yè)人員參與并參加后期整治，調(diào)查過程中對各項調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行精確、規(guī)范記錄。

（3）綜合分析。根據(jù)調(diào)查結(jié)果綜合分析，逐項確定整治方案。

（4）完善方案。對道岔精調(diào)、打磨方案進(jìn)行綜合性的設(shè)計。按照“線形、結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、降低值、廓形”的順序進(jìn)行方案實施。

（5）綜合整治。根據(jù)綜合整治方案，優(yōu)先恢復(fù)設(shè)計線形，再整治結(jié)構(gòu)病害，后修復(fù)鋼軌廓形。

（6）專業(yè)修理。抽調(diào)骨干專業(yè)力量，抓好過程管理，注重作業(yè)質(zhì)量，不斷總結(jié)改進(jìn)，逐步提高慣性晃點整治水平。

（7）及時反饋。每日施工完成后，當(dāng)日下午馬上安排添乘，對施工效果進(jìn)行全方面評價。

（8）綜合評價。整治效果評價堅持“以動態(tài)為主、靜態(tài)為輔”的原則；2個動態(tài)評價，即動態(tài)添乘、車載式線路檢查儀評價；2個靜態(tài)評價，即線形、幾何尺寸等項目檢查驗證，鋼軌廓形檢查驗證。

4整治效果分析

采用上述“八步法”對該組道岔進(jìn)行零配件更換、精測精調(diào)以及鋼軌打磨等綜合維修方案，整治效果明顯。

4.1道岔服役狀態(tài)

4.1.1道岔零配件服役性能提高

針對該道岔，更換道岔2個尖軌橫向拉桿及存在磨損的絕緣片，進(jìn)一步提高道岔零配件服役性能，提高道岔穩(wěn)定性。

4.1.2幾何尺寸改善

采用絕對測量+相對測量的方式，使用相對測量小車測量道岔靜態(tài)尺寸，依據(jù)檢測數(shù)據(jù)做出道岔修正精調(diào)方案。經(jīng)過精測精調(diào)，改善道岔6～26號枕高低軌向平順病害，最大高程調(diào)整2 mm，平面調(diào)整2 mm。改善道岔尖軌63～80號枕的軌距不平順，平面調(diào)整1 mm。消除軌向和大軌距Ⅲ級分1處，并消除相對不平順，恢復(fù)道岔平順狀態(tài)，降低軌道質(zhì)量指數(shù)。幾何尺寸改善情況對比如圖5所示。

4.1.3鋼軌質(zhì)量提升

打磨后鋼軌廓形質(zhì)量指數(shù)GQI值明顯改善［9］，打磨前平均值為64.68分，打磨后平均值達(dá)到88.30分，廓形質(zhì)量提升了36.52%。打磨后鋼軌廓形對稱性有所改善，最大偏差由0.40 mm減小到0.11 mm。打磨后鋼軌廓形一致性有所改善，最大偏差由0.38 mm減小到0.09 mm。打磨前后鋼軌質(zhì)量對比如圖6所示。

4.1.4受限區(qū)降低值改善

對打磨后降低值進(jìn)行測量和分析，降低值與設(shè)計值偏差約為0.2 mm，降低值變化平順且連續(xù)，可保證列車平穩(wěn)運行。打磨前后降低值統(tǒng)計如圖7所示，受限區(qū)降低值改善明顯。

4.1.5鋼軌表面狀態(tài)改善

打磨完成后光帶突變、雙光帶等問題消失，岔前右股光帶平均寬度為30 mm，岔內(nèi)右股4～6號枕位置光帶平穩(wěn)過渡，受限區(qū)關(guān)鍵斷面光帶平順，無軌距角接觸問題。打磨后鋼軌表面狀態(tài)如圖8所示。

4.2車輛運行質(zhì)量

依據(jù)《高速鐵路工程動態(tài)驗收技術(shù)規(guī)范》（TB 10761）［10］對道岔車載式線路檢查儀橫向加速度報警次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，綜合整治后，三級報警消失，二級和一級橫向加速度報警頻率明顯降低，由8.2次/日降低至2.3次/日，一級報警次數(shù)由5.4次/日降低至2.9次/日；報警最大值由0.16g降低至0.12g。

平穩(wěn)性測試儀橫向加速度的最大幅值由打磨前的0.075g降低到0.04g，降低了46.7%，體感明顯改善。晃動主頻為2.7 Hz，在打磨后消失。打磨前后添乘數(shù)據(jù)分析對比如圖9所示。

5結(jié)語

針對CZ6002型道岔，提出綜合整治“八步法”，從線形、結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、降低值、廓形的角度進(jìn)行道岔病害的綜合整治，解決慣性晃車問題。

（1）道岔慣性晃點整治“八步法”通過全面調(diào)查、現(xiàn)場復(fù)核、綜合分析、完善方案、綜合整治、專業(yè)修理、及時反饋、綜合評價八個步驟，有效整治道岔慣性晃點存在問題。

（2）通過整治，更換道岔桿件及磨損嚴(yán)重的附屬絕緣片，精測精調(diào)采用“絕對+相對”綜合檢測方案，將道岔空吊、鋼軌離縫、框架尺寸進(jìn)行處理，整治后TQI值減小45.3%。鋼軌打磨后鋼軌廓形質(zhì)量指數(shù)GQI明顯改善，打磨前平均值64.68分，打磨后GQI均值達(dá)到88.30分，廓形質(zhì)量提升了36.52%。打磨后鋼軌廓形對稱性有所改善，最大偏差由0.4 mm減小到0.11 mm。打磨后鋼軌廓形一致性有所改善，最大偏差0.38 mm減小到0.09 mm。

（3）整治完成后，車載式線路檢查儀三級報警清零，峰值減小，車體2.7 Hz的振動主頻消失，人體感覺良好。鋼軌表面光帶得到改善，寬度控制在20～30 mm，軌距角接觸問題消除。道岔慣性晃車問題得到較好的解決。

參考文獻(xiàn)

［1］ 高雅，魏子龍，楊飛，等.既有高速鐵路提速條件下低頻晃車特征及影響因素研究［J］.中南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2023，54（5）：2060-2073.

［2］ 夏張輝，周勁松，宮島，等.基于模態(tài)連續(xù)追蹤的鐵道車輛車體低頻橫向晃動現(xiàn)象研究［J］.鐵道學(xué)報，2018，40（12）：46-54.

［3］ 馮永華，張振先，梁海嘯，等.動車組低頻晃車原因分析及應(yīng)對措施［J］.鐵道機(jī)車車輛，2021，41（5）：11-16.

［4］ 李愛清.鐵路線路與道岔晃車病害的整治研究［J］.技術(shù)與市場，2019，26（10）：153.

［5］ 王永華.京滬高速鐵路蚌埠南站岔區(qū)軌道不平順整治技術(shù)［J］.鐵道建筑，2022，62（6）：45-48.

［6］ 池茂儒，蔡吳斌，梁樹林，等.高速鐵路鋼軌打磨偏差對車輛動力學(xué)性能的影響［J］.中國機(jī)械工程，2019，30（3）：261-265.

［7］ 俞喆，楊光，王有能，等.鋼軌廓形對動車組車體低頻橫向晃動影響研究［J］.鐵道工程學(xué)報，2020，37（7）：23-28.

［8］ 劉永乾，王軍平，馬德禮.哈大高速鐵路鋼軌廓形打磨技術(shù)研究及應(yīng)用［C］//中國鐵道學(xué)會.高寒地區(qū)高速鐵路技術(shù)研討會論文集.北京：［出版者不祥］，2017：100-104.

［9］ 王軍平，趙向東，李東宇.一種個性化鐵路鋼軌打磨目標(biāo)廓形設(shè)計方法：CN201810472101.7［P］.2018-05-17.

［10］ 中華人民共和國鐵道部.高速鐵路工程動態(tài)驗收技術(shù)規(guī)范：TB 10761—2013［S］.北京：中國鐵道出版社，2013.