浅谈海外轨道交通工程设备限界检测

舒 磊

（深圳地铁国际投资咨询有限公司,广东 深圳 518000）

0 引言

埃及斋月十日城市郊铁路是埃及第一条电气化铁路项目，是中埃两国“一带一路”合作的标志性项目之一，也是埃及第一条电气化铁路。该项目是连接市区与斋月十日城工业区、市区与新首都的快速通道，属市域快线，具有服务半径大、运行速度快、平均站间距大约6 km、以地面敷设为主等特点。

1 背景介绍

“限界”是指为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线。根据轨行区限界的不同功能要求，可分为车辆限界、设备限界和建筑限界。从三种限界尺寸大小来看，车辆限界最小、建筑限界最大，设备限界介于两者之间[1]。

埃及斋月十日城铁路，项目一、二期线路总长约70 km，共设12座车站、1个车辆段和2座牵引变电所。列车采用6辆固定编组，最高运行时速为120 km/h，是中埃“一带一路”合作旗舰项目之一，也是埃及第一条电气化铁路。项目位于开罗主城区东北部，该市域快线串联东部各卫星城和新首都，并在起点与市区内地铁3号线实现换乘，实现主城区和东部片区的有效连接。线路与ENR（埃及国家铁路）相邻，并在线路中预留了两个接驳点，必要时可以使用该项目线路调动 ENR 铁路的车辆设备。

该文以埃及斋月十日城铁路项目设备限界检测实践为背景，从限界检测装置的设计、项目现场制作加工到限界检测的组织实施，介绍在海外项目实践中，如何高效、经济地组织实施线路限界检测相关工作，以供参考交流。

2 限界检测装置制作

2.1 限界设计

2.1.1 设备限界制定原则

（1）直线地段设备限界系考虑一系或二系弹簧意外损坏和未计及因素引起的车辆额外偏移，但不包括事故工况。

（2）曲线地段设备限界在直线地段设备限界的基础上，按照列车在该曲线段的行车速度和超高值计算而得。

2.1.2 限界主要技术条件

限界是用以确定各种行车断面净空尺寸，它和车辆、线路、轨道、车站建筑、区间、供电、通信、信号等都有接口关系。合理的限界可以保障行车安全，也是控制土建投资的重要一环。

（1）车辆轮廓及动态包络线。参照现行《地铁限界标准》（CJJ96）《轨道交通工程技术规范》（GB50490）、UIC 国际铁路联盟－限界标准，该线车辆轮廓线、车辆动态包络线来源于车辆供应商提供的车辆断面数据。

（2）区间结构类型。地面区间采用路基形式、高架区间采用箱形梁的结构形式。

（3）车站结构类型。车站主要为地面站，其中地面部分为轨行区及站台部分，地上二层部分为站厅层。

（4）正线建筑限界。全线土建工程的建筑形式：车站有侧式、岛式地面车站，车站站台层轨行区为地面一层，高架侧式车站，或车站站台层轨行区为地面二层，无地下车站。区间主要为高架、路基、地下隧道（涵洞）。车辆段及出入段线均为路基。

根据土建工程特点该工程建筑限界分为地面岛式车站建筑限界、地面侧式车站建筑限界、高架侧式车站建筑限界，以及区间正线路基段建筑限界、区间正线桥梁建筑限界、区间正线隧道内建筑限界、出入段线路基段建筑限界与车辆段库内建筑限界等几种形式。

2.1.3 限界检测装置的主要技术参数

埃及斋月十日城铁路项目须遵循埃及国家铁路限界体系，而该限界体系主要针对埃及既有线内燃机车牵引铁路。该线路采用ENR建筑限界（埃及国家铁路建筑限界线），检测正线区间的设备限界；采用ENR铁路限界（埃及国家铁路车辆载重限界线），检测正线站台的设备限界。

2.1.4 限界测试设备现场制作总体思路

（1）依据埃及国家铁路建筑限界线（ENR STRUCTURE GAUGE)、埃及国家铁路车辆载重限界线（ENR LOAD GAUGE）制作、校核限界检测装置尺寸。限界检测装置分为主体支架、辅助支架、外镶板材（橡胶/木质三合板）三部分组成，其中外镶板为易拆卸、易调整模板，便于不同检测场景时限界尺寸的快速调整[2]。

（2）采用一个主体支架，与不同限界尺寸的外镶板组合的方式进行制作，既缩短限界装置制作周期，又能同时满足车辆段设备限界、车辆段检修平台限界、正线设备限界、正线车站限界这四种限界场景的检测，制作成本也相对较少。

（3）限界检测装置安装于平板车上靠近尾部位置，安装时将设备中心与平板车中心线找正、对齐，固定安装在平板车上。

（4）通过当地市场调研，对比铝合金和木质材质，其中木质结构成本相对低廉、组装、拆卸、运输方便，且在安全系数相对更高（该线路为27.5 kV电气化线路），故选用实木制作限界检测装置。其中主体支架采用宽度100 mm、厚度30 mm的松木，辅助支架采用宽度100 mm、厚度40 mm的松木制作而成，外镶板材采用2.5 mm厚三合板（数控机床加工制作），固定在主体支架上，外镶板外边缘尺寸与限界图尺寸一致。

（5）考虑到装置运行期间的风阻，设备中间区域尽可能镂空，外镶板采用蝴蝶螺母、螺杆、丝套进行固定，并提前标记好尺寸，便于测试期间不同需求尺寸的切换和调整，提高设备检测工作效率。

2.2 设备安装载体实际尺寸测量及图纸测绘

详细设计图纸绘制前需要现场对安装设备的载体（平板车）进行测量，主要测量平板车的高度和宽度，确定设备限界的安装固定方式，保障限界装置尺寸的精度，同时需要考虑检测设备安装后在运行时的位置与周边的车辆、设备保持安全距离。

2.3 设备限界检测装置现场加工图纸绘制

设备限界检测装置现场加工图纸绘制主要分为主体支架、外镶板两部分。绘制出二维平面图，其中外镶板绘制大样图见图1。

2.4 设备限界检测装置现场加工制作

当地木工及机加工厂家相对比较多也比较集中，均为小规模加工厂。为保障设备的制作质量和精度，需要现场进行制作过程跟进，对关键部件和尺寸进行现场卡控，同时采用CNC（数控机床）切割外镶板，以确保检测装置的精度。

2.5 设备限界检测装置安装调试

由于限界检测装置加工制作与安装现场有较远距离，需要考虑运输和组装的便捷性。因此，需要在装置在加工现场完成装置和尺寸测试合格后，分解成部件运输到测试现场进行组装、安装和调试。

3 设备限界检测组织实施

3.1 检测前提条件

（1）轨行区内垃圾基本清理完毕。考虑到轨行区内建筑垃圾清理问题历来都是建设管理的难点之一，因此，无论如何在限界检测前至少应对全线建筑垃圾进行一次全面清理，以消除行车安全隐患。

（2）轨行区内隧道或涵洞宜清洗完毕。地下隧道地段在具备条件时宜提前安排隧道清洗，再安排限界检测工作，也可为了后续列车上线调试创造良好的条件。

（3）轨行区或涵洞照明设施完善。如果正式照明系统能在限界检测前启用，可使行车和检测条件更佳。

（4）轨行区内应暂时停工：由于受轨行区内存在剩余工作量的影响，提前安排限界检测会带来一定的风险性。为了更好地体现限界检测效果，在轨行区还存在剩余工作量情况下，在限界检测期间轨行区内应先暂停施工。

（5）线路里程标制作安装完毕，轨道精调完成。

（6）检测前，限界几何尺寸需经业主、设计、监理确认。

（7）检测车组准备就绪，列车进路相关的转辙机功能正常。检测进路准备完毕，满足检测需要。

（8）限界检查期间，无关人员禁止进入检测区域轨行区，防止人身安全事故发生。

3.2 限界检测人员组织

限界检测涉及的专业多、检测工作量比较大，为了保证限界检测工作有秩序地组织开展，在检测实施前应成立限界检测工作小组，设总指挥、现场指挥及若干组员并明确分工，并邀请业主、监理全程参与见证限界检测工作。安保组、车站组、车站土建等可考虑乘坐汽车提前在相应车站等候。

3.3 限界检测方案制定

检测用的工程车、平板车组专车专用，采用一台动力车连挂一台平板车（检测设备安装车辆）。限界检测前应事先制定检测的具体实施方案。根据全线轨行区范围内工程进度和设计限界图纸的要求，明确限界检测范围、检测内容、检测标准、检测计划、特殊地段限界检测等相关内容。根据线路的特点可以分区段编制检测方案，有计划、有组织地实施检测工作。

3.4 限界检测车行车安全

限界检测车的运行速度不宜过快，检测期间正线直线地段和道岔地段宜控制在10~25 km/h，车站区域宜控制在 3~5 km/h，曲线地段宜控制在 5~10 km/h，未进行检测作业或检测完毕时，安装限界检测装置的平板车可以采用≤30 km/h 的时速运行。限界检测期间轨行区范围内应暂停所有的施工作业。

3.5 限界检测模板的调整

限界检测装置外镶板可根据检测需求来调节轮廓尺寸。在限界检测前宜先做好各项技术准备工作，根据限界设计文件要求，事先计算、统计好限界检测车途经不同地段时的限界检测模板的调整量，特别是不同曲线半径地段的设备限界轮廓尺寸，要根据不同的曲线半径，调整不同的距离，以便于检测时事先调整好检测模板的尺寸。

3.6 限界检测成果记录

检测期间安排专人负责测量和记录工作，限界检测前宜根据检测区段编制专用的记录表格，若遇侵限问题应在记录表格上记录实测侵限的具体位置和测量数据，同时在侵限部位或设备旁做好标记，同步拍摄照片或视频，便于阶段性检测完成后的限界检测书面报告编制。

3.7 限界检测方案优化

通常情况下在完成线路限界检测并合格后再进行接触网的冷滑测试。在项目的测试实践中，根据项目需要并结合工程进展，可考虑采用限界检测装置与接触网冷滑设备编组，同步开展工作，有效利用了行车资源和人力资源，也提高了整体工作效率。

4 结语

随着科学技术的不断发展，可采取的限界检测方式很多，检测技术和手段也越来越先进（如机器人红外线、超声波、雷达检测等）。但是在海外项目实践中，考虑到设备的采购、保养以及运输、现场安装等费用，采用相对高科技的检测技术和手段明显成本过于高昂。而利用现有条件现场设计制作一套安装、拆卸容易以及操作简便、成本低廉的限界检测装置也许是更优的选择。