高速铁路动车组构架横向加速度报警整治

郑余良,李 波

(中国铁路上海局集团有限公司 杭州工务段，杭州 310009)

0 引 言

沪昆高铁浙江段于2014年12月开通运营，设计时速为350km/h,运营速度为300km/h，轨道铺设结构为CRTSII型板式连续型无砟轨道，扣件类型为WJ-8C型。随着沪昆高铁的运营，轮轨平配问题[1]也逐渐显现，其中动车组构架横向加速度报警问题尤为突出，根据2016年5月～10月统计数据来看，杭州工务段管辖范围内(K180+000～K429+200区间)，共发生动车组构架横向加速度报警66次，频繁报警，不仅增加了车间的日常工作量，也引起了相关部门的高度重视。

1 线路状态调研分析

2016年6月30日～7月2日，杭州工务段联合铁科院机辆所、金化所、沪昆客专浙江公司对沪昆高铁浙江段的衢州-江山区间(K402～K405)与金华-义乌区间(K289～K290)动车组构架横向加速度报警的光带状态、钢轨廓形、轨距等进行了调研。

1.1 衢州-江山区段线路状态调研

衢州-江山区间(K402～K405)由直线、缓和曲线与圆曲线组成，具体现场钢轨情况如下：

(1)钢轨基本情况

①钢轨宽度为35～43mm，光带均匀，光带中心偏内轨。

②轨距呈负轨距，最小轨距为-0.7mm，平均轨距为-0.48mm。

(2)钢轨廓形对比

该区段钢轨廓形介于60D与TB60标准廓形之间，左右轨廓形有一定差别，如图1所示。

(3)轮轨匹配等效锥度[2]

将衢州-江山区间实测廓形与标准S1002CN踏面匹配，等效锥度见表1，从表中可以发现：

①实测廓形与标准踏面的匹配等效锥度较小，最大值为0.21，最小值为0.1。

②采用简化法计算等效锥度，结果显示左右轨的廓形有一定差距，左右轨计算等效锥度值有一定差别。

a)下行K402+300

b)下行K404+400

表1 衢州-江山区间K402～K405区段等效锥度计算结果

(4)线路钢轨波磨情况

调研区段没有明显的钢轨波磨，实测最大波磨波长为80mm，幅值小于0.01mm。

1.2 金华-义乌区间线路状态调研

金华至义乌区间(K289～K290)进为直线段，该区段钢轨运行接近两年，部分钢轨出现波磨与构架横向报警，杭州工务段于2016年6月12日对K289～K290区段进行了钢轨打磨，钢轨打磨后该区段未再出现构架横向报警，具体现场钢轨情况如下：

(1)钢轨基本情况

①钢轨光带宽度25～33mm，基本居中，光带宽度优于衢州-江山区段。

②打磨后该区段的光带不太均匀，下行左右轨光带不一致。

③轨距呈负轨距，最小轨距为-0.9mm，平均轨距为-0.39mm。

(2)钢轨廓形对比

将实测廓形与标准廓形对比，义乌-金华区间钢轨廓形介于60D与TB60廓形之间，其中K290+000下行轨距角处打磨量偏大，如图2所示。

a) 下行K289+000

b) 下行K290+000

(3)轮轨匹配等效锥度

将金华-义乌区间的实测廓形与标准S1002CN踏面匹配，等效锥度见表2。从表中可知：

①实测廓形与标准踏面的匹配等效锥度偏小，最大值为0.14，最小值为0.08。

②采用简化法计算等效锥度，结果显示左右轨的廓形有一定差距。

表2 金华-义乌区间K289～K290区段等效锥度计算结果

(4)线路钢轨波磨情况

调研区段钢轨有波磨痕迹，从钢轨粗糙度数据可以看出，钢轨波磨的波长为80mm，波磨波深很浅，在0.01mm左右。

1.3 调研结果分析

(1)衢州区段钢轨光带35～43mm，光带略宽，义乌-金华区段打磨后钢轨光带正常。

(2)调研区段钢轨廓形介于60D与TB60，廓形未发现明显异常。

(3)实测廓形与S1002CN标准踏面匹配等效锥度偏低，采用简化法计算发现左右轨廓形有一定差距。

(4)调研区段未发现明显波磨。

建议对沪昆高铁浙江段达到打磨期限的钢轨进行打磨。

2 整治措施

根据现场调研得出的结论与建议，利用大机打磨车对沪昆高铁管内上下行496.17km线路、51组道岔进行打磨。首先安排线路打磨车对报警区段进场打磨(打磨车车型为GMC-96B型)，站内正线及站前后300m线路预留道岔打磨车打磨，线路打磨车结束后再安排道岔打磨车进场打磨(道岔打磨车车型为RGH20C型)。

2.1 打磨前准备工作

首先利用钢轨廓型测量仪，在打磨前对管内正线所有线路及道岔钢轨廓型进行调查，根据调查数据制定打磨方案，并设计新的钢轨廓型(新钢轨廓型为60N[3])。

2.2 打磨基本作业

线路打磨车作业时间是2016年6月10日至9月24日，道岔打磨车作业时间是2016年9月13日至2017年1月12日。打磨利用维修天窗时间进行，现场施工负责人为车间副主任；综合检查工区的打磨配合人员每天负责对打磨后钢轨廓型、波磨情况进行测量，并检查钢轨廓型是否满足设计要求，钢轨波磨是否超标；线路工区负责打磨后钢轨外观表面的检查及铁屑的清扫工作。

2.3 打磨后的钢轨光带与廓型图

打磨后钢轨光带基本居中，宽度控制在22～30mm左右，如图3所示。光带钢轨廓型符合60N的要求，误差控制在±0.2mm以内。

图3 钢轨光带

3 整治前后对比分析

对整治前后动车组构架横向加速度报警信息进行分析，从表3可以看出，报警车型均为CRH3型车，报警从5月份开始，7月份为高峰期，通过钢轨打磨光带修理，改善钢轨廓型后，8月份开始逐渐减少，11月份开始构架横向加速度报警现象消失，整治后至今未受到报警情况。

表3 2016年构架横向加速度报警信息统计表

4 结 语

产生构架横向加速度报警原因非常复杂，钢轨光带偏宽、廓型不良、轮轨匹配等效锥度偏大以及当车辆车轮踏面凹磨造成轮轨匹配等效锥度显著增大等都会造成构架横向加速度报警。通过对沪昆高铁浙江段衢州-江山区段(K402～K405)与金华-义乌区段(K289～K290)动车组构架横向加速度报警地段的光带状态、钢轨廓形、轨距等调研分析，可以看出：

(1)动车组构架横向加速度报警与钢轨廓型有直接关系，实测廓形与标准S1002CN车轮踏面匹配等效锥度数值即使不超标，也会造成构架横向加速度报警。

(2)通过打磨钢轨改善廓型，能消除构架横向加速度报警。

(3)钢轨打磨周期一般不宜超过2年[4]，应及时进行打磨修理。

(4)新设计的60N廓型较合理，与当前各类车型的车辆踏面较匹配。

采用钢轨打磨、车轮镟修的方法可以明显提高构架的横向稳定性，对于工务部门来说，日常应注重对钢轨廓型和光带的检查，提前做好钢轨打磨的预防修工作。