基于JSQ6型车溜放试验的长轴距禁溜车辆溜放方案研究

丁五一

（中国铁路太原局集团有限公司科技和信息化部，山西太原030013）

1 JSQ6型车溜放需求

由于JSQ6型凹底双层汽车运输专用车（简称JSQ6型车）属于长轴距禁溜车辆，在编组站只能经迂回线推送至编组场禁溜线，解体作业效率低下。以中国铁路太原局集团有限公司（简称太原局集团公司）榆次站为例：2018年7—12月，JSQ6型车到达榆次Ⅰ场日均6.3列41辆，经驼峰东迂回线送入特种车辆停留线的日均35.2辆，调车机由Ⅰ场送入Ⅱ、Ⅳ场坐底编车的日均5.8辆。1列的解体时间平均长达61 min，且解体过程中严重影响Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ场间本务机车转场，导致待解列车调整至其他场，长时间占用到发线，严重制约车站运输组织效率。

截至2019年底，全路运营的JSQ6型车约有20 000辆，在全路各条线路运行，对全路编组站而言，JSQ6型车的禁溜问题已逐渐成为影响驼峰解体效率的一个重要因素，也成为困扰全路编组站的一个新难题。迫切需要在确保安全的前提下，找到一个科学合理的解决方法，进而为普遍意义上的长轴距禁溜车辆驼峰溜放提出解决方案。

2 JSQ6型车的主要用途及装载工况

2.1 主要用途[1]

JSQ6型车在标准轨距铁路上使用，主要用于轻型客车、SUV、MPV、皮卡车等车身较高汽车的铁路运输，同时也可用于国产及进口各种微型、小型汽车的铁路运输。JSQ6型车可分上下2层装载，可装载8～14辆汽车。

2.2 主要性能参数与基本尺寸[1]

JSQ6型车载质量22 t、自质量38 t、车辆轴重15 t、换长2.4、通过最小曲线半径（几何通过）145 m，禁止溜放。

车辆长度26 066 mm，车辆定距20 800 mm，车辆最大宽度3 086 mm，车辆最大高度4 723 mm，底架长度25 100 mm，底架宽度2 880 mm，凹底装载面直线长度10 867 mm，上层固定底架长度11 400 mm，车体下部最低点距轨面高度（空车）190 mm，车体内侧净宽度2 680 mm，车钩中心线距轨面高（空车）880 mm，固定轴距1 830 mm，车轮直径840 mm。

3 试验驼峰概况

为验证JSQ6型车驼峰溜放可能性，进而确定安全溜放方案，选择在太原局集团公司管内的侯马北站驼峰和榆次站驼峰进行溜放试验。

3.1 榆次站驼峰

榆次站编组场平面示意见图1，编组场的峰1和峰2纵断面示意见图2。

图1 榆次站编组场驼峰平面示意图

图2 榆次编组场峰1、峰2纵断面示意图

3.2 侯马北站驼峰

侯马北站编组场平面示意见图3，编组场的T1、T2纵断面示意见图4。

4 JSQ6型车辆过峰所需基本净空理论值分析

基本净空值即车辆过峰所需在平直股道上静止状态下底部距轨面最小值。铁路驼峰主要由推送坡、峰顶平台、加速坡3个部分构成（见图5）。

JSQ6型车通过驼峰时，在峰顶平台与加速坡、推送坡连接段的凸竖曲线处，车体中断面凹底距轨顶面距离逐渐减少（见图6），在附近某一点处达到最小值，凸竖曲线半径越小，间距越小。因此，车体中断面凹底距轨顶面最小距离需考虑驼峰凸竖曲线上移量h，车体中断面凹底距轨顶面距离最小处一般在峰顶平台与加速坡连接段附近。

图3 侯马北站编组场驼峰平面示意图

图4 侯马北站编组场T1、T2纵断面示意图

图5 驼峰纵断面示意图

图6 驼峰凸竖曲线上移量

经过模拟计算，不考虑其他因素，JSQ6型车通过侯马北站、榆次站的驼峰时，车辆的基本净空值要求为：榆次站峰1为130 mm，峰2为128 mm；侯马北站T1为138 mm，T2为132 mm。试验车辆基本净空值的最小值应大于上述基本净空值时，才能通过试验驼峰。在侯马北站选择的10辆车中，最小净空为178 mm。榆次站选择的10辆车中，最小净空为165 mm，均大于理论最小值，理论上可通过2站编组场的驼峰，但还需要考虑车辆侧滚、车轮磨耗等因素，且驼峰坡度、坡长与实际有误差，需要通过实车验证才能得出真实结论，理论计算只是实车试验前的模拟，仅提供判断依据。

5 实车试验情况

为验证JSQ6型车驼峰溜放的可行性，进而确定安全溜放方案。太原局集团公司会同中国铁道科学研究院集团有限公司自2019年10月8—15日在侯马北站、榆次站驼峰进行了现场实车试验。

5.1 溜放径路

5.1.1 榆次站

在榆次站选取了3条难行线，分别是：

（1）峰2向16道溜放：经 由305#、307#、309#、315#、329#、347#道岔，305#和307#为6号单开道岔，315#为7号对称三开道岔，其余均为6号对称双开道岔。径路内含1条半径300 m的曲线、1条半径210 m的曲线、1条半径200 m的曲线。

（2）峰1向24道溜放：经 由301#、307#、309#、313#、323#、343#道岔，301#和307#为6号单开道岔，其余均为6号对称双开道岔。径路内含1条半径300 m的曲线、1条半径210 m的曲线、1条半径250 m的曲线。

（3）峰1向26道溜放：经 由301#、307#、309#、313#道岔，305#和307#为6号单开道岔，其余均为6号对称双开道岔。径路内含1条半径300 m的曲线、1条半径210 m的曲线、1条半径200 m的曲线、1条半径260 m的曲线。

5.1.2 侯马北站

在侯马北站选取2条难行线，2条径路经过的道岔类型均为6号对称双开道岔：

（1）T1向B6道 溜 放，经 过307#、309#、315#、317#、325#、337#道岔。B6道内含1条半径189 m的曲线，1条半径195 m的曲线。

（2）T2向B19道 溜 放，经 过311#、313#、351#、353#、355#、359#道岔。B19道内含1条半径200 m的曲线，1条半径195 m的曲线，1条半径192 m的曲线。

5.2 溜放技术条件

5.2.1 最小净空值

最小净空值是指溜放车辆底部能够通过驼峰底部距离钢轨顶面所需最小距离，目前还没有相应的规定，结合理论安全值考虑因素，确定JSQ6型车自推送坡起至峰顶平台至进入股道所经由的股道，车辆底部距离钢轨顶面不低于50 mm，具体如下：

（1）车辆侧滚允许最大值，取18 mm［2］。

（2）《普速铁路线路修理规则》规定线路高差允许最大值为±4 mm［3］。

（3）车辆车轮踏面垂直磨耗允许值为8 mm［2］。

（4）禁溜线叉后曲线轨面与叉后溜放线轨面高度差。按TB 10062—2018《铁路驼峰及调车场设计规范》规定，禁溜线分叉设计在峰顶平台上，辙叉号为9号道岔，固定辙叉心长度3 558 mm，在辙叉心后5 000 mm范围内禁溜线曲线钢轨仍在JSQ6型车底部裙板限界内，故必须考虑这一因素。因固定辙叉心为同一构件，不存在禁溜线和溜放线高度差，但必须考虑叉后高度差。在叉后区段溜放线路正处于向下的加速坡，而禁溜线轨面保持水平，导致产生高度差（见图7）。因每个驼峰辙叉心位置不尽相同，按最不利辙叉心设置在峰顶平台与加速坡连接处，叉后曲线取1 500 mm（3 558+1 500=5 058 mm，超过5 000 mm不在车辆限界范围内，可不考虑），加速坡取最大坡度55‰，计算高度差为19.6 mm，取值20 mm。

图7 禁溜线叉后曲线轨面与叉后溜放线轨面高度差

（5）橡胶道口板面与钢轨高度差。目前峰顶平台上为便于调车人员作业，仍敷设橡胶道口板，该橡胶板面往往高于钢轨面（见图8），根据实测最大值取值5 mm。

图8 橡胶道口板面与钢轨高度差

（6）安全冗余量取值10 mm。

以上因素均考虑最不利条件下取值，因此，有禁溜线的溜放线路按65 mm设定最小净空值，无禁溜线的溜放线路按45 mm设定最小净空值。

5.2.2 运行稳定性测试[4]

试验数据处理方法及测试项目的评定依据参照GB 5599－85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》规定：脱轨系数Q/P≤1.2；轮重减载率ΔP/P≤0.65；轮轴横向力H≤0.85（15+P0/2），P0为静轴重。

5.2.3 溜放控制测试

（1）单位制动能高：≥0.1 m/m［4］；

（2）动作时间：全制动时间≤0.9 s，全缓解时间≤0.8 s［4］；

（3）拉环与车轴的间隙：正常情况下不应接触；

（4）车体中央侧梁底部与线路及地面设备（如减速器）距离不应小于65 mm；

（5）车辆连挂速度：调车线内5 km/h及以下安全连挂率应稳定在90%以上［5］。

5.2.4 最小曲线半径

JSQ6型车自峰顶平台至进入溜放股道所经由线路曲线半径不得小于180 m［6］。

5.3 溜放试验程序

首先进行实车静态试验，即选定的径路上，由调车机从到达场推送至峰顶再至峰下。测试整条径路上净空最小值，满足净空安全值后，再进行后续动态试验；不满足的，不再进行后续动态试验。

5.4 实车试验结果

5.4.1 侯马北站驼峰

在侯马北站驼峰现场测得：T1推峰线有禁溜线，最小净空值出现在峰顶平台距加速坡变坡点约3 m处，最小净空值27 mm；T2推峰线有禁溜线，最小净空值出现在峰顶平台距加速坡变坡点约5 m处，最小净空值12 mm。

实车试验得出：T1、T2推峰线最小净空值均小于暂行标准最小净空值65 mm，均不具备进行后续试验先决条件，故放弃运行稳定性及运动状态测试。

5.4.2 榆次站驼峰

榆次站驼峰1无禁溜线，最小净空值出现在峰顶平台与加速坡变坡点处，最小净空值80 mm，满足45 mm设定标准。峰2有禁溜线，最小净空值出现在加速坡与禁溜线辙叉心处，最小净空值10 mm。

实车试验得出：峰1线具备溜放条件，峰2线不具备溜放试验条件。终止峰2线后续试验，峰1线进行后续试验，测试结论如下：峰1至16、24、26道进行溜放作业，JSQ6型车动力学指标、净空均满足试验大纲要求，溜放试验数据正常，最终得出峰1可溜放JSQ6型车结论。

5.5 JSQ6车辆溜放驼峰作业保障措施[7]

制定榆次站峰1实施溜放保障措施：

（1）具备单钩溜放条件的严格执行单钩溜放规定，不具备的严格执行道岔单操锁闭方式。

（2）列检应严格加强对JSQ6型车轮辋尺寸检查，不符合运行标准的及时通知车站按禁溜办理。

（3）溜放前应掌握溜放股道的测长，JSQ6型车应向能容纳下的股道溜放，测长不足时不准溜放。

（4）办理JSQ6型车上峰作业时，进路上道岔应单锁，确认车辆出清整条进路方可解锁。

（5）JSQ6型车溜放作业时驼峰控制系统出现报警、溜放数据记录遗漏等现象时，由车站通知电务人员确认，经电务人员确认确由JSQ6型车引起时，无需办理登记。

（6）工务部门应加密复测榆次站驼峰平纵断面，发现加速坡、道岔区坡坡度发生变化应及时向车站汇报，车站停止办理JSQ6型车溜放作业，整修恢复后，车站重新办理溜放作业。

（7）工务部门利用先进的测量设备快速检算线路纵断面测量。

（8）在峰前适当位置设置车底高度测量报警装置［8］。

5.6 榆次站JSQ6型车实施溜放效果

太原局集团公司2019年11月17日发布《JSQ6型车辆驼峰溜放作业规定》（太铁科信电〔2019〕212号），榆次站自2019年12月10日实施，解体含有JSQ6型车的列车，列均由61 min压缩至31 min，每日可多解体3～5列，大大缓解车站解体能力紧张的现状，整个枢纽列车运行秩序趋于平稳。

6 不可溜放的驼峰改造方案

6.1 定性分析

根据设定的溜放条件，可以得出改造驼峰方法有以下几种：

（1）延长峰顶平台长度。延长峰顶平台长度至少至21 m，使JSQ6型车前后两轮（车辆定距20 800 mm）恰好可停放在峰顶平台上，避免前后两轮分别“担”在加速坡和推送坡上。

（2）改造加速坡坡度。在加速坡适当地点设计1个略微凸起点，形成2个分段坡，局部减缓驼峰加速坡度，使坡度更加“圆滑”，有利于JSQ6型车通过（见图9）。

图9 驼峰加速坡改造图

（3）降低禁溜线固定辙叉叉心曲线轨面高度。

（4）综合方案。即考虑延长峰顶平台、改造加速坡坡度、降低禁溜线固定辙叉叉心曲线轨面高度方案。如单一方案解决不了时，需要将3种方案同时予以考虑。

上述方案权衡比较，各有优劣。如采用加速坡改造方案，会导致驼峰整个控速系统的变化，增大控速难度，但工程量较小，费用较少。采用延长峰顶平台长度方案在不延长推送线的情况下将导致推送坡坡度加大，需要增加调车机推送力，对控速系统无影响，相对难度较小。但如果不增加坡度则需延长推送线，整个工程量较大，改造费用较多。如需采用综合方案，则整个改造工程复杂，费用较大，如JSQ6型车解体占比不高，溜放效益不明显，可不改造驼峰，仍执行禁溜规定。

6.2 定量分析

以侯马北驼峰为例，定量分析改造方案。

（1）延长峰顶平台长度。将侯马北T1峰峰顶平台由14.5 m延长至21 m，经计算可提高净空至52 mm，但仍不满足70 mm的最低净空要求，需要同时改造加速坡。此办法在不改变推送线长度的条件下，推送坡约增加至13‰。

（2）改造加速坡坡度。根据实车试验测得，在侯马北驼峰T1推峰线峰顶平台距加速坡变坡点约3 m处测得净空最小值，则在加半个车长度处，即距变坡点13 m处，抬高改造成一个略微凸起点，形成2个分段坡。经计算抬高约7 cm即可满足净空70 mm的最低需要。工程较为复杂。考虑侯马北站JSQ6型车解体列数占比3%～6%，占比较低，改为溜放的效益不明显，故可维持目前推送解体模式。

7 长轴距禁溜车辆的溜放途径探讨

基于上述对JSQ6型车溜放问题的探讨，对于其他长轴距禁溜车辆，从试验的必要性、驼峰线路和峰面改造、车辆限界设计方面提出解决禁溜的思路。

7.1 禁溜车辆试验问题

在现有条件下，由于驼峰设计规则和原理都不支持长轴距车辆溜放，TB 10062—2018《铁路驼峰及调车场设计规范》规定：驼峰溜放车辆的最大外轴距13.32 m。理论上，超过这一数值均不能溜放。而且驼峰设计坡度、坡长允许有一定的误差，且设计值与竣工数值、实测数值都不尽相同，驼峰经过长时间车辆的碾压，坡度也会发生变化，而且每种禁溜车辆净空值也须实测获得，因此其他禁溜车辆均须做类似试验才能获得结论。

7.2 溜放解决措施探讨

为从根本上解决日益增多的长轴距车辆越来越影响编组站效率的问题，而不是通过每种车型试验获得，宜从驼峰改造和车辆设计入手解决。

7.2.1 驼峰改造途径

（1）延长峰顶平台长度［9］。建议将峰顶平台长度延长至设计最长的22 m。

（2）加速坡由“两段坡”改为“三段坡”。建议在第一加速坡区段适当地点再增加1个凸起点，适当地点宜取最大轴距车辆半个车长，形成2个分段坡，实现峰顶平台与加速坡间的“圆滑”。

（3）重新调整控速系统［10］。一是第一加速坡设计2段坡后，需要对测重控速进行重新计算；二是适当延长驼峰最短分路道岔轨道电路长度，根据TB/T 2306—2006（XG1—2009）《自动化驼峰技术条件》规定：“遇溜放车辆第二、三轴间的距离大于本驼峰最短分路道岔轨道电路长度减0.2 m的安全余量时，应采用手动溜放”，修改这一规定，适当延长最短分路道岔轨道电路长度可实现自动溜放，提高现场操作安全性。

（4）降低橡胶道口板面高度，使其低于钢轨轨面。

7.2.2 进一步优化长轴距车辆设计

最大限度提高车辆底部与钢轨顶面的净空，以JSQ6型车为例，车辆底部起保护作用的最低处钢板（裙板）距车底板还有约50 mm的距离，建议今后设计将此空间充分利用，实现增加净空值。

以上措施可基本解决除长大D型车辆外的长轴距车辆自动溜放问题，全路编组站解体效率可大幅度提高，枢纽运输秩序会大为改善。

8 结束语

基于JSQ6型车的溜放试验，实现了在可溜放作业的驼峰实施JSQ6型车溜放作业，效果较好，并提出不可溜放作业驼峰的改造建议。基于JSQ6型车的溜放实践，讨论其他除长大D型车辆外的长轴距禁溜车辆的实现溜放的措施。以上研究仅从车辆和驼峰性能方面进行分析，未考虑装载货物品名，如果因货物装载安全要求如装运精密仪器、活鱼、蜜蜂等禁溜车辆，需另设题研究。