衡阳北站驼峰峰高及纵断面改造方案研究

秦 超

（中铁第四勘察设计院集团有限公司 线站处，湖北 武汉 430063）

1 衡阳北站概况及存在问题

1.1 历史沿革

衡阳北编组站于 1978 年经铁道部批准采用单向纵列式三级三场，设置机械化驼峰 (预留半自动条件，设两级间隔，用铁鞋制动)。1988 年根据广州铁路局要求，经铁道部批准，衡阳北站驼峰建造成半自动化驼峰，在调车场内增加三部位制动，后面布置减速顶作为目的调速。2003年8月衡阳北站完成了驼峰的自动化改造，改造后规模维持单向纵列式三级三场布置不变。

1.2 主要技术设备概况及作业能力

衡阳北站地处京广、湘桂线交汇处，主要担负货物列车的解编作业，车站现有规模为到达场 10 股道、调车场 22 股道、出发场 13 股道。车站设有双推单溜自动化驼峰1座，驼峰设两级间隔制动，调车场内采用减速器进行目的调速和减速顶辅助调速的“减速器＋减速顶”点连式调速系统。

目前，衡阳北站主要担当京广线部分直达、直通、区段、摘挂列车，以及湘桂线直通、区段、摘挂列车的解编作业。根据 2007 年广州铁路局编组计划，衡阳北站与江村、韶关、柳州南、桂林北站互开行直通列车；与武昌南、鹰潭站互开行技术直达列车；与耒阳、马田墟、许家洞、湘潭东站互开行直达列车；与株洲北、郴州、永州东站互开行区段、摘挂列车。

衡阳北站 2007 年日均办理辆数为 7 187 车，其中有调作业辆数为 5 904 车、无调作业辆数为 1 283车，无调比为17.9%；日均解体列车 67.82 列 (2 814车)。目前，衡阳北站车站查定的驼峰解体能力为69.5列 (2 885.5车)，能力利用率达 97.6%。

1.3 驼峰溜放系统存在问题分析

现场调查发现，衡阳北站驼峰纵断面由于长时间运营和维护不到位，已经严重变形，部分区段坡度甚至呈凹槽形状，存在溜放事故隐患。经过现场实际测量，衡阳北站驼峰实测峰高为 3.58 m，较原设计峰高 3.43 m 高出 0.15 m，加之调速设备老化、制动力下降，驼峰溜放车辆走行超速、超速连挂现象较多，车辆撞钩事件时有发生，严重危及车站驼峰溜放安全，加大了车辆检修的工作量。另外，实测发现峰顶净平台长度仅为 7.4 m，较原设计净平台长度 9.59 m 缩短了 2.19 m，加速坡分钩点下滑、驼峰压钩坡和溜放部分纵断面严重变形，致使作业人员在峰顶提钩后车辆不易脱钩，钓鱼和追钩现象时有发生，调车机车需经常下峰回牵车辆重新上峰溜放，严重影响作业效率。

2 驼峰峰高及纵断面改造方案研究

驼峰峰高及纵断面设置合理与否直接影响驼峰作业效率和作业安全。为了使驼峰取得较好的运营效果，必须有一个相对合理的峰高和纵断面[1]。针对衡阳北站驼峰存在的问题，提出维持峰高改造驼峰纵断面和调整峰高改造驼峰纵断面2个方案。

2.1 维持峰高改造驼峰纵断面方案(维持峰高方案)

目前，衡阳北站驼峰实测峰高为 3.58 m，峰顶平台长度为 17 m (其中净平台长度约 7.4 m)。维持峰高方案是既有驼峰峰高不变，对下滑的分钩点进行恢复，将峰顶平台向压钩坡方向延伸，调整至 18.5 m(其中净平台长度恢复为 9.59 m)；加速坡坡度由原来的 38.7‰ 回调至 40‰，坡长相应调整为 32 m。压钩坡及加速坡后面的坡度在既有坡度的基础上作相应调整。维持峰高方案纵断面改造情况如图1所示。

2.2 调整峰高改造驼峰纵断面方案(调整峰高方案)

图1 维持峰高方案纵断面改造示意图

调整峰高方案是在既有纵断面的基础上对既有峰高进行调整。经查衡阳北站原设计峰高为 3.43 m，本次改造计算峰高为 3.36 m (考虑冬季逆风条件峰高增加 10%)。考虑到既有驼峰运营多年，路基已比较稳固，为减少对既有路基的影响，本次调整峰高方案将驼峰峰高由既有 3.58 m 调整为 3.45 m。驼峰峰顶平台降低 0.13 m，平台沿驼峰溜放方向延伸，长度调整为18.5 m (其中净平台长度调整为 9.28 m)；为尽量不破坏既有加速坡的路基，满足驼峰溜放分钩要求，将加速坡与中间坡变坡点沿溜放反方向回调 2 m，将加速坡坡度调整为 40‰、坡长调整为 30 m。压钩坡及加速坡根据峰顶平台高度作相应调整。调整峰高方案纵断面改造情况如图2所示。

2.3 溜放速度和制动能力分析

2.3.1 溜放速度分析

（1）维持峰高方案。衡阳北站驼峰峰高维持3.58 m。根据衡阳北站驼峰设计条件分析，在溜车不利条件下，以1.4 m/s的推峰速度解体车列，调速系统不制动时，易行车溜放至二部位入口时速度超过6.6 m/s，中行车溜放至二部位入口时速度超过 6.5 m/s，难行车自由溜放至难行线打靶区未端速度为 1.88 m/s；在溜车有利条件下，以 1.94 m/s 的推峰速度解体车列时，易行车在二部位走行速度超过 7.0 m/s。速度分析表明，虽然溜放间隔检查满足要求，但 3.58 m 峰高偏高，各种溜放车辆普遍存在超速现象，易行车的走行速度甚至超过减速器的构造速度。车列超速及超速后减速器对溜放车辆需要钩钩进行制动，会对溜放线路及调速设备产生不利影响，加速线路和设备的老化，不利于驼峰运营。维持峰高方案溜放速度及能高检查如图3所示。

（2）调整峰高方案。衡阳北站驼峰峰高调整为3.45 m。根据衡阳北站驼峰设计条件分析，在溜车不利条件下，以 1.4 m/s 的推峰速度解体车列，调速系统不制动时，易行车溜放至二部位入口时速度不超过 6.5 m/s，中行车溜放至二部位入口时速度不超过6.3 m/s，难行车自由溜放至难行线打靶区未端速度为 1.68 m/s；在溜车有利条件下，以 1.94 m/s 的推峰速度解体车列时，易行车在二部位走行速度不超过6.9 m/s。速度分析表明，溜放间隔检查满足要求，各种溜放车辆未出现明显超速现象，3.45 m 峰高相对合理。调整峰高方案溜放速度及能高检查如图4所示。

2.3.2 制动能力分析

（1）维持峰高方案。在溜车有利条件下，以 1.94 m/s (7 km/h) 的推峰速度解体车列时，易行车通过各分路道岔的速度，不大于计算保护区段长度所需的速度；自由溜放进入间隔制动位的速度为 6.5 m/s，易行线车场制动位全制动允许溜入最大速度为 5.9 m/s，均未超过其最大允许速度 7 m/s。经计算在溜车有利条件下，使易行车溜过警冲标的速度降为 1.4 m/s，第一间隔制动位 (4＋4) 节全部制动 (全制动能高1.68 m)，第二间隔制动位 (5＋5) 节需提供 1.01 m 能高，第二间隔制动位实有能高 2.1 m (每台1.05 m)，能高富余 40.9%；对易行车仅需用第一间隔制动位全制动，第二间隔制动位全部停用，即可使进入车场制动位的速度降为 4.6 m/s；继而通过车场制动位对其部分制动，使其溜出速度降至 1.4 m/s。此时，易行车在车场制动位消耗能高为 1.05 m。车场制动位设计(6＋6) 节减速器，实际有效能高为 1.73 m。维持峰高方案车辆溜放速度稍高，虽然制动能高能够满足制动能力分析要求，但减速器对溜放车辆需要钩钩进行制动，设备磨耗大、使用寿命短，不利于车辆超速等突发事件的应对处置。

（2）调整峰高方案。在溜车有利条件下，以 1.94 m/s(7 km/h) 的推峰速度解体车列时，易行车通过各分路道岔的速度，不大于计算保护区段长度所需的速度；自由溜放进入间隔制动位的速度为 6.3 m/s，易行线车场制动位全制动允许溜入最大速度为 5.9 m/s，均未超过其最大允许速度 7 m/s。经计算在溜车有利条件下，使易行车溜过警冲标的速度降为1.4 m/s，第一间隔制动位 (4＋4) 节全部制动 (全制动能高 1.68 m)，第二间隔制动位 (5＋5) 节需提供 0.89 m 能高，第二间隔制动位实有能高 2.1 m (每台1.05 m)，能高富余 47.7%；对易行车仅需用第一间隔制动位全制动，第二间隔制动位全部停用，即可使进入车场制动位的速度降为 4.3 m/s；继而通过车场制动位对其部分制动，使其溜出速度降至 1.4 m/s。此时，易行车在车场制动位消耗能高为 0.92 m。车场制动位设计(6＋6) 节减速器，实有能高为 1.73 m。调整峰高方案的车辆溜放速度合理，制动能高富余量较大，能够更好地应对突发事件、避免超速现象的发生，最大限度的延长设备使用寿命，符合现场使用要求。

2.4 驼峰效率比较

维持峰高方案比调整峰高方案的峰高高 0.13 m，经过检算维持峰高方案的难、中、易车型在溜放部分的走行时间较调整峰高方案最多仅 3 s，对于驼峰溜放效率影响非常小。进一步溜放模拟后分析发现，并不是峰高越高驼峰效率越高。如果驼峰峰高超出合理范围，峰高越高越容易发生溜放车辆超速，致使调车机车推峰速度受到限制，不仅不能提高效率反而降低推峰效率；相反，合理降低驼峰峰高，可有效提高因超速等原因而限制的驼峰推峰速度，节省推送时间，最大限度地提高驼峰效率。经计算，按调整峰高方案改造后的驼峰日均解体能力可提高到 75 列 (3 210车)，较原解体能力提高 11%，驼峰效率明显提高。

2.5 工程量投资比较

调整峰高方案和维持峰高方案的峰高仅差 0.13 m，各纵断面均是在既有纵断面基础上的调整，涉及落峰范围仅为峰顶附近 70 m，而且调峰工程峰高都在原设计 3.43 m 峰高之上，不会破坏既有路基，主要涉及道砟抬落道工程，因此两方案工程量差别很小。

2.6 推荐方案

综上所述，维持峰高方案和调整峰高方案在制动能力检查、间隔检算等方面都能满足要求，两方案均有一定的可实施性。但从溜放速度分析看，维持峰高方案不可避免地存在溜放车辆超速、减速器钩钩制动、推峰速度较低、驼峰效率受限等弊端；相反，调整峰高方案在控制溜放速度、延长设备使用寿命、提高驼峰效率等方面具有较大优势。因此，在驼峰改造工程量差别很小的情况下，推荐调整峰高方案。

[1] 杜旭生，李庚辰. 从石家庄站下行驼峰大修探讨我国高大驼峰综合改造方案[J]. 铁道运输与经济，1998(5)：16-18.