基于检修工艺的固定式地铁车辆称重系统应用研究

刘增民

（中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043）

1 地铁车辆称重系统现状

随着地铁的快速发展以及乘客对乘车舒适性要求的提高，整个地铁行业对车辆运行品质和性能的要求也越来越高。轮轴重偏差是影响车辆牵引和制动2 种性能优劣的重要因素，直接影响车辆黏着牵引力的发挥和车辆的制动性能，对车辆牵引能力、运行的安全性、平稳性及舒适性产生重要影响。为保证车辆的运行品质和安全性，在地铁车辆大架修检修过程中须用称重系统设备对车辆进行称重试验。

随着国内地铁的快速发展，地铁车辆轮轴重的均匀分配作为车辆运行品质的重要保证之一，也日益得到重视。在地铁车辆完成大架修检修后，通过称重系统可以测量车辆的轮轴重差以及车辆重量分布，为平衡车体进行配重、去重和调簧提供依据，从而保证车辆的运行品质和安全性。近年来，在地铁检修设备的工艺设计中，车辆称重系统已在多个城市（如北京、上海、广州）地铁车辆段逐步得到应用。

地铁车辆称重系统可分为静态称重系统和动态称重系统，车辆称重技术经历了从静态称重到动态称重、从有基坑到无基坑、从单节称重到整列车称重、从固定式称重到移动式称重的发展历程。在地铁车辆段工艺设计时，可根据不同的称重需求和应用场景选择不同类型的称重系统。

2 称重系统的必要性分析

基于地铁车辆的结构和动力学性能考虑，车辆在轨道上的载荷和车体结构内部的载荷与车辆的疲劳寿命、旅客舒适和安全性等方面紧密相关。在车辆的设计生产过程中，车辆的静态和动态载荷分布直接影响整车动力学性能和运行安全。车辆在地铁车辆段完成大架修作业后，由于车体与转向架需要分解并完成检修后再组装在一起，与设计参数不可避免地发生偏差，因此还需要考虑完成检修后的车辆载荷分布。IEC 61133-2006《车辆组装和运行前的整车试验》和GB/T 7928-2003《地铁车辆通用技术条件》规定，车辆轴重偏差不应超过平均轴重的±2%，轮重偏差不应超过该轴平均轮重的±4%[1-2]。

地铁车辆称重系统主要负责解决车辆在生产或者检修完成组装后的载荷分布检测。通常，车辆组装完成后未经配重、去重和调簧等重量调整方式均会存在轮重分布不均、单个轮轴载荷集中的情况。

固定式地铁车辆称重系统工作原理是当被测试的地铁车辆被推入预先布置在轨道上的测量装置时，其重量通过其车轮的轮缘将载荷压在称重轨道上，如图1 所示。轨道上的1 节轨道作为称重轨道，其与普通轨道接轨，前后共布置8 节，分别负责测量1 辆车的8 个轮子重量。通过布置在称重轨道下方的称重传感器采用专用信号采集器采集重量数据，通过数据分析软件计算处理后直接得到被称重车辆的单侧轮重、车辆轴重、转向架重、整车重以及整车重心的分布，通过测得数据进行车辆重量的调整。

图1 称重系统装置分布系统示意图

3 案例分析

3.1 工艺流程

西安地铁2 号线渭河车辆段的检修工艺采用固定式车辆称重系统，可实现静态和动态测量。2 号线车型为6 辆编组B 型车，其车辆的轴距、定距以及车长等参数为定值，故选用固定式称重装置。称重工艺在车辆检修工艺流程中位于末端，在车辆检修和组装完成后进行，需要设置称重线和称重台。

3.2 地铁称重系统工艺要求

GB/T 14894-2005《城市轨道交通车辆组装后的检查与试验规则》[3]规定车辆在完成组装后需在整备状态下进行称重检查，具体要求如下：称重前，允许调整悬挂装置，但只检查尺寸，不测量载荷，松开减振器和转向架的连接装置，缓解制动装置。在整个称重过程中，不允许用任何方式转变或者调整车辆状态。称重共进行4 次，在前进、后退2 个方向上各测量2 次。测量时取4 次记录的算术平均值，该值与车辆计算重量之差应符合GB/T 7928-2003《地铁车辆通用技术条件》[2]的规定。

TB/T 2782-1997《铁道机车车辆称重台技术条件》[4]中要求称重系统的称重台计量轨道在经过被测量车辆的 3 次往返碾压后，在水平、轨距等方面要符合表1 的标准。

表1 计量轨道合格标准

3.3 渭河车辆段称重系统工艺设计

车辆的称重工艺要求前后2 个方向各测量2 次，需要车辆从前后不同方向上称重台，要求称重台前后设计车辆等待称重时的距离，以及车辆完成称重下称重台时的安全距离。2 号线渭河车辆段属于改扩建工程，在原有检修库基础上进行改建增加车辆称重系统设计，工艺布局受既有工艺现状的约束，如图2 所示。称重系统的左侧留有足够的列车停放距离，可供列车进行称重工艺前停放，保证车辆从左侧驶入称重台进行称重不受影响；称重台右侧由于前期为既有房屋，有实体墙隔断，轨道留有6.5 m 的距离，不足以停放1 节车，当车辆从右侧驶入称重系统时工艺困难。考虑称重系统的构造，当车辆驶离称重计量轨时即可认为离开称重系统，加上预留的6.5 m 安全距离，可实现称重工艺中需从两侧进行称重的要求。在周边条件允许的情况下，应在称重台的两侧留有足够距离保证车辆从两侧驶入称重台进行称重作业。

图2 西安地铁2 号线渭河车辆段称重系统工艺设计图（单位：mm）

在完成车辆的称重测试后，对载荷分布不均的车辆，推入左侧轨道，用架车机对车辆进行称重调整，调整结束后再次进行称重直至达到运行的安全标准。

4 结语

地铁车辆的设计制造和检修过程中，与车辆品质和运营安全密切相关的载荷分布日益得到重视，地铁车辆的载荷偏差测量和调整是车辆维修中重要的维护环节。随着地铁的发展，车辆的维修工艺也日趋成熟，有必要将计划性的车辆载荷偏差测量和调整加入维修规程中，与之配套的称重系统设备也将进一步发展，期望本文针对车辆称重系统的设计研究能为相关设计提供借鉴和参考。