42号CN系列高速道岔钢轨廓形打磨方法研究与实践
2020-11-05中国铁路上海局集团有限公司蚌埠工务段
郑 浩 中国铁路上海局集团有限公司蚌埠工务段
京沪高铁已开通运营多年,其中铺设的42号CN道岔普遍存在动态人体感觉不良情况,尤其是顺向过岔舒适性不良。本文结合管内扬州线路所2#道岔长期人体感觉不良的整治案例,结合道岔结构和FAKOP动态轨距优化等特征,通过钢轨廓形修理打磨的方法优化轮轨接触关系,提高了列车高速通过时的舒适性,为42号CN系列高速道岔的人体感觉不良病害的整治积累经验。
1 设备概况
扬州线路所铺设的2#道岔为60 kg/m钢轨42号右开可动心板式无砟道岔,设计图号CN6142AS,设计通过速度直向350 km/h、侧向80 km/h。该组高速道岔自开通运营使用以来,侧向不通车仅开通使用直向,列车运行方向为顺向,实际最高通过速度350 km/h。根据动态检查数据,该道岔始终存在岔心到岔尖出岔人体感觉不良,人工添乘机头时人体感觉车体明显的呈现“先左后右”横向摆动,2019年的车载式晃车仪数据较高频率出现幅值达0.13 g水加Ⅱ级报警,人工添乘采用的便携式添乘仪也出现水加Ⅲ级报警。
2 整治方法分析
为了解决扬州线路所N2#道岔摇晃的问题,前期采用线形精调、更换尖轨、调整降低值等方式进行整治,从整治的效果来看,列车通过舒适性差的问题仍然存在,通过各项检查数据综合分析,在2019年最终确定通过钢轨廓形打磨修理为主要手段进行综合整治。
(1)现场调查分析
通过组建专业检查小组,认真开展现场病害调查。一是抽调业务素质精、责任心强的人员按照“钢轨廓形测量、钢轨光带位置、宽度、非正常磨耗、轨道线形测量、轨道几何尺寸、降低值测量、扣配件系统、无砟轨道结构”九项检查内容制定检查清单,逐项逐处体检式检查;二是联合电务对工电结合部的顶铁、密贴、辊轮、滑床台等项目进行重点检查;三是加强动态添乘检查,由同一个人分别添乘确认车、常速车、复兴号,不断感觉和验证摇晃的地点和方向,为精准定位提供决策依据;四是做好波形图分析,进一步验证动静态检查的结果,为补充检查和制定方案提供依据。
(2)确定整治思路
按照“结构整治、轨道几何尺寸、钢轨修理”的工作思路:一是对整体结构检查进行分析研究,检查结果发现扬州线路所2#道岔无砟轨道及扣件结构系统无异常;二是检查整体线形无陡变,轨道几何尺寸和降低值符合要求;三是通过工电结合部也无异常和突出问题。
因此,将主攻方向调整为通过钢轨廓形打磨修理,改善轮轨关系匹配度上面。
3 道岔钢轨廓形打磨方案制定
3.1 静态分析
根据静态检查结果,以道岔铺设图为底,按照每根枕位对问题进行标注,准确在图纸上显示道岔的实际状态,明确了整治的区域范围和大体工作量。
3.2 动态分析
根据近期动检车波形图和添乘情况,对扬州线路所2#道岔进行波形图分析如图1所示。
图1 扬州线路所2#道岔动态检测波形分析
沿着列车运行方向,从大里程向小里程查找,215#枕~199#枕向左侧偏,192#枕~150#枕向右侧偏,右侧偏较严重;37#枕~5#枕向左侧偏,5#枕~岔前27#枕向右侧偏,为人体感觉较为明显的第一处;岔前81#枕~岔前125#枕向左侧偏,为人体感觉较为明显的第二处,如图1横向加速度变化可见列车过岔时明显左右摇摆。
3.3 轮轨匹配关系分析及方案制定
(1)做好FAKOP部位等效锥度控制。CN系列道岔在转辙部位设计为动态轨距优化,最大加宽15 mm,在廓形设计时要充分参考动车组轮对设计踏面在FAKOP部位的锥度变化,按照“少量多次”的原则,制定修理方案。
(2)对非正常磨耗部位的检查整治,如图2所示。一方面考虑更换胶垫,改善轨底坡;另一方面适当调低每次修磨量,不断观察每次钢轨修理效果。
图2 晃车导致的侧磨分布示意图(红线标识部分)
(3)做好同类型道岔光带的比对,为制定打磨方案提供参考依据,如表1和图3所示。
表1 道岔光带比对情况
图3 内直、外直股钢轨光带分析
(4)按照-17.15~27.55共计10个断面,分别测量钢轨实际廓形与标准廓形进行比对分析,如表2和图4所示,初步完成打磨方案如表3所示。
表2 扬州线路所2#内直-1#外直实测廓形对比
图4 十项参数分项折线图
表3 道岔外直、内直廓形打磨方案
4 道岔廓形打磨相关控制要求
(1)现场钢轨修理作业前,必须对作业人员进行技术培训,学习钢轨廓形打磨方案,线下进行钢轨廓形打磨模拟训练,待人员熟悉机械性能,熟练掌握打磨量和角度调整,经廓形仪验收合格后方可安排上道作业。
(2)在作业前一日要安排作业人员参加现场安全技术交底,重点要明确作业区域、作业范围、每个角度的打磨量等。
(3)作业前放置好安全木,扳动道岔时加强联系,注意前后瞭望,确认无其他作业人员在岔区。
(4)遵循钢轨修理“少量多遍”的原则,匀速平稳往返推动打磨机;在轨头从轨距角向非作用边全断面打磨,每做完一个角度0.1 mm的打磨量,要立即使用廓形仪进行检查验证,以便安排修正。
(5)打磨后轨面光带居中,光带宽度25 mm~30 mm,前后光带顺接无明显突变;用1 m电子平直尺测量轨面平面凹凸误差不超过+0.3 mm~0 mm;打磨顺坡坡度不少于0.5‰。
(6)作业后,检查道岔各部位螺栓是否紧固,对结合部、几何尺寸进行回检,做好道岔转辙部位的清扫工作,回收工机具材料,记录回检数据及完成的工作量。
(7)安排人员添乘次日动车组,与近期人体感觉进行比对,对当日作业效果进行验证,根据动态情况和现场检查结果,不断修正钢轨修理方案。
5 结束语
通过此次大号码道岔钢轨廓形打磨实践经验,取得较好效果,得出以下有益结论:
(1)扬州线路所42号CN系列道岔的人体感觉不良与轨道结构、线形关系不大;
(2)按照“严检慎修”的理念,通过合理的道岔廓形测量分析和方案设计,经过钢轨廓形修理后,扬州线路所2#道岔车载式检查仪Ⅱ级报警次数明显降低,水加幅值也控制在0.10 g左右,便携式添乘仪检查水加无Ⅲ级报警,人体感觉舒适性明显提高;
(3)通过钢轨廓形打磨可以有效解决尖轨、基本轨非正常侧磨问题,修复列车走行光带,提高行车舒适性;
(4)高速道岔钢轨廓形打磨专业性很强,通过组建高铁钢轨专业修理队伍对高铁站场道岔钢轨的计划性修理,可以有效提升高速道岔运行品质,延长道岔设备使用寿命。