关于P95大修列车在小半径曲线施工的探讨

陈其林

(广州大型养路机械运用检修段，广东广州 510095)

1 P95大修列车概况

P95型大修列车是集机、电、液、气系统于一体的工务大型养路机械设备，是MATISA公司在线路大修领域经过30多年的不断设计、改造和研究的成果，是专门为在铁道线路上更换混凝土轨枕和更换钢轨施工而设计的。可以精确地复制原有的线路，无论是直线还是曲线，新线路的位置都由一块电子板进行计算，采纳旧钢轨的高度和新材料的高度(枕木、垫板和钢轨)两个参数。P95是目前国内外最现代化的工务机械施工设备，自动化程度特别高，操作人员少，能快速切入工作，可以多个工序同时进行施工，维修和保养方便，具有很高的换轨、换枕效率。P95大修列车由WES辅助车、WM作业车、GT工作机构、WF动力车及WMM材料车五部分组成。

1.1 走行履带和四号转向架

P95大修列车在施工过程中，当钢轨被移出来后，WM作业车的后部由4个在枕木上走行的履带走行装置支承起来。

1.2 前后走行履带的方向调节原理

前后走行履带是大修列车作业过程中的走行装置，分别由4个履带在沉轨槽内支撑走行。履带大方向调节按纽可以同时调整前后两个走行履带的方向，大方向调节油缸伸出，前履带往左侧移，同时后履带往右侧移;油缸缩回，前履带往右侧移，后履带往左侧移;大方向动作，前后履带的移动方向相反。小方向调节按钮只能单独控制一个走行履带的方向，前后走行履带各自有两个与履带平行的小方向调节油缸装在履带内侧，两个小油缸与履带连接处是一个凸轮轴，油缸动作，凸轮轴转动，实现履带左右移动的功能，从而使履带各自能在承轨槽内做方向的调节，见图1。

图1 前后走行履带调节示意

2 P95大修列车在小半径曲线施工存在的问题及解决方法

P95大修列车的作业最小半径为250 m，但厂方建议不要在曲线上切出时结束施工。经过几年的现场施工，发现P95大修列车在小半径曲线上施工时线路方向向下股跑偏特别严重，最多时达200多毫米，线路复制功能基本失效;在曲线上切出时GT(工作机构)的4号转向架复轨困难，容易造成施工延点。

2.1 线路方向跑偏的原因分析

大修列车换枕施工作业时线路向下股跑偏严重的原因主要是3个方面:①由于前后走行履带调节时方向跑偏，导致线路复制时数据不真实;②由于散枕机构是用钢丝绳悬挂在大梁上，在曲线上时由于向心力的影响，使散枕机构向下股倾斜;③调节散枕机构左右方向的10号油缸的深度传感器标定不准确。经过在现场分析，第①点可以加强对前后走行履带的操作控制加以解决，第③点可以将10号油缸正确标定加以解决。比较难解决的就是第②点，散枕机构的固定不是钢性的。

2.2 复轨困难的原因分析

在直线地段或者在曲线半径＞800 m结束施工切出时，由于大修列车具有复制线路的功能，4号转向架比较容易复轨。但在曲线半径＜800 m地段上切出时，由于向心力的影响，前后走行履带和4号转向架一直往下股偏，很容易走出承轨槽，在前后履带均在承受支撑压力时，通过操作调节按钮，比较容易控制4号转向架的轮对在承轨槽中的运动。切出时，当前走行履带提升而只有后走行履带承重时，由于偏载导致向心力作用加剧致使4号转向架轮对向下股方向走出承轨槽，而走行履带和4号转向架调节油缸的方向调节是有限的，当前轮对爬上钢轨再调节后轮对会出现后轮对跑出承轨槽或者因为前轮对顶部卡在上方大修列车横梁上而导致后轮对爬不上钢轨。因此4号转向架复轨显得格外困难，必须在重复多次退车反复调节走行履带和4号转向架方向后才能复轨。如果施工现场的旧枕是Ⅱ型枕，经过走行履带的几次反复碾压就会被压碎，导致复轨更困难。在施工现场出现多次复轨时间过长，使施工晚点1 h甚至更多，给施工和运输带来极大干扰。

2.3 线路方向质量问题解决办法

工作机构的简图如图2，工作机构悬挂在WM车和WF车的中心梁上，由3#、4#两个油缸悬挂前端于旧枕木输送带上方，后方由5#油缸利用钢丝绳悬挂于从动车轴的下方。如果新铺轨枕在铺设的过程中发生了横向水平位移，那么整个新线路的轨向就发生了变化，达不到复制既有线路的目的。

图2 工作机构作业示意

一般在直线上铺新枕时，工作机构悬于线路的中心，新枕只会发生微量的横向水平位移，不会影响后续的线路捣固整理，但在曲线上铺新枕时，由于曲线超高的原因，整个工作机构会向曲线的下股水平横移，水平横移量与曲线的超高成正比。

根据P95施工时的统计数据，工作机构标定后的构造误差为左偏15 mm，工作机构水平横移量 =(h/1 511×1 811)mm ±15 mm，h为曲线超高，1 511 mm为两轮对接触轨面上的水平距离，1 811 mm为工作机构悬挂钢丝绳的长度。当施工位于左向曲线时，计算出的工作机构水平横移量减15 mm。当施工位于右向曲线时，计算出的工作机构水平横移量加15 mm。(左向、右向以施工前进方向为准)。

2.4 曲线复轨困难的解决办法

曲线复轨困难是向心力和偏载的影响。从力学理论和现场施工两方面考虑:由于向心力是由轨道对车辆的反力和车体自重的合力，通过减少车体自重可以减少偏载和向心力的影响;在现场可以尽量晚收前走行履带，减少后走行履带独自承重走行的距离从而减少滑移量;可以提前调节走行履带，在不压坏上股螺栓的情况下，使走行履带及整个机构尽量靠近上股外侧螺栓走行，为以后机构向下股滑移腾出空间，使用前后走行履带的大小方向调节按钮。

行驶中的走行履带进入曲线走行时，由于惯性作用走行履带仍然力图保持其原来走直线的方式。简化结构把曲线当作圆看，走行履带如果一直沿直线走行，走的其实是圆的切线方向，是会走出承轨槽，因此，在实际施工过程中，应调节走行履带的小方向，使履带方向向下股偏一点，这样才能保证履带始终走在承轨槽内。实践证明，施工中使前后走行履带走在靠近上股外侧螺栓的承轨槽内是完全正确的，如图3。

使走行履带走在靠近上股外侧螺栓承轨槽的操作方法:在曲线上下放前后走行履带时，注意调节前后走行履带的方向，通过调节，使走行履带下放后，有利于往上股走;在直线上正常下放走行履带后，到曲线地段，通过调节前后走行履带的小方向，使履带方向向上股偏，等前履带走偏上股后，调动大方向，使前走行履带偏向下股，这样后履带就偏向上股了，在等前履带走行一段路程后，前走行履带又偏向上股了，保持好方向就可以了。

1)首先做好切出复轨的准备:锯轨以前，WES号位切出时，做好往下股张开的“单边喇叭口”准备，在作业方向切出口旧轨上松开上股钢轨内侧8空扣件;下股钢轨内外侧8空扣件全部松开。这样做的主要目的是为了能方便下面的拨轨步骤，通过拨轨来扩大轨距同时改变整个4号转向架的方向，以更有利于复轨。

图3 大修列车曲线作业示意

2)前履带距切出口30 m时，P5位提前调节履带大小方向。在预先不压坏上股外侧螺栓的情况下，调节走行履带按钮，使走行履带及整个机构尽量靠近上股外侧螺栓走行。

3)当前走行履带快要收起的时候，把龙门吊停放在WES上面，减少后走行履带独自承受荷载的重量。

4)前走行履带距切出口15 m时，P5位开始慢慢调节前后履带小方向，使轮对正对龙口钢轨，尽量晚收前走行履带。当收起前走行履带后，立刻观察转向架前轮是否与钢轨头对上，如果在可以上钢轨的范围内，则尽量使转向架以自由状态前进。

5)转向架前轮对碰到龙口钢轨头时，要求P3位停车。进行拨轨:前轮对边上钢轨边调节4号转向架调节油缸，使前轮对轮缘带着钢轨往下股方向移动，扩大龙口“单边喇叭口”同时使后轮对往上股方向摆，尽量使后轮对正对龙口钢轨头(目的是使前轮对上了钢轨后，后轮对能在一条线上跟随前轮对上钢轨)。

6)前轮对上钢轨后，压住调节按钮使其方向不要发生变化。目测后轮对是否可以上轨。若有很大偏离则需退车重复步骤5);在前轮对顶部不卡在上方大列横梁的前提下，可以上轨(这是大列能继续复轨的前提，如果前轮对卡在了大列横梁下，就必须退车后重新按照步骤5)操作)，大列继续往前开行。在尽量不压坏龙口前枕木螺杆的情况下，调节履带大方向，使后走行履带与后轮对走在承轨槽内，不压上下股螺栓。走行中继续调节前轮对往低股方向摆，以致后轮对能安全上钢轨，后轮对上轨后，要求P3位停车，收起后走行履带，大列开行，复轨结束。

3 结语

在2009年以前，大修列车换枕施工后线路方向偏差长期＞100 mm，，施工后线路方向质量很差。通过线路预调修正方法，大修列车施工作业后的线路方向质量偏差显著减小，2010年大修列车换枕后线路方向偏差＜20 mm，提高了大修施工质量。

2008年9月京广线雷公尖隧道施工过程中，切出地段曲线半径为800 m、超高40 mm，当时没有4号转向架复轨的设计细化方案，操作4号转向架复轨完全凭操作手个人感觉，当时由于后轮对总是偏出承轨槽而爬不上钢轨，造成反复退车，不但压坏了龙口螺栓还致使施工晚点1 h，给运输带来极大干扰。2009年在太原局侯月线寺西1号隧道施工时，切出地段曲线半径为400 m、超高90 mm，操作手按照本文总结出的方案操作，仅仅用时5 min就顺利复轨，4号转向架复轨的问题得到基本解决，从而确保了P95大修列车的正常切出，提高了工作效率，确保了施工正点。

［1］MATISA.MATISA 公司技术文件［R］.Lausanne:MATISA，2009.

［2］MATISA.P95大修列车机械结构图［Z］.Lausanne:MATISA，2009.

［3］广州大修列车车间.广州大修列车车间施工数据表［R］.广州:广州大修列车车间，2009.