王永華 上海鐵路局工務(wù)處

1 基本概況

1.1 設(shè)備現(xiàn)狀

黃渡線路所2#道岔位于京滬高鐵上行線黃渡線路所，尖軌尖里程K1303+438，采用新鐵德奧道岔有限公司生產(chǎn)的無砟軌道60 kg/m鋼軌42號道岔，圖號為CN-6142AS。該道岔鋪設(shè)在橋梁上，位于蘊(yùn)藻浜特大橋黃渡區(qū)4#-10#墩（24.7 m+4×32.7 m+24.7 m）一聯(lián)6跨共180 m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室連續(xù)梁上，4#-10#墩梁跨里程為京滬高鐵上K1303+416～K1303+596。道岔適應(yīng)的年最大軌溫差100℃，單元平面線型為直線，縱斷面為平坡，列車直向運(yùn)行為順向過岔，CRH380型車實(shí)際通過速度為295 km/h左右，CRH2型車為245 km/h左右，目前該道岔側(cè)向暫無列車運(yùn)行。

42號道岔設(shè)計(jì)速度直向過岔為350 km/h，側(cè)向過岔為160 km/h。道岔平面采用R10119 m緩和曲線+R4100圓曲線+R∝緩和曲線，全長157.2 m，前長60.573 m，后長96.627 m?；拒夐L度為51.598 m，采用60 kg/m標(biāo)準(zhǔn)斷面型式鋼軌；尖軌采用特種斷面60E1A1（即Zu1-60）鋼軌，長度為47.248 m，通長加工1:40軌頂坡，鍛壓后跟部扭1:40斜坡；該道岔最大特性是采取軌距構(gòu)造加寬，簡稱FAKOP區(qū)，最大軌距加寬15 mm，加寬范圍為2～74號枕，該區(qū)段承軌臺直基本軌外側(cè)刻槽0～15 mm。翼軌部位195～204號枕采取構(gòu)造加高，抬高量為 0～2.3 mm。

1.2 晃車及應(yīng)急處理情況

京滬高鐵黃渡線路所2#道岔 2011年 8月19日和9月16日分別發(fā)生司機(jī)報(bào)搖晃。司機(jī)報(bào)搖晃后，設(shè)備單位和路局工務(wù)處立即按規(guī)定辦理手續(xù)，陸續(xù)組織力量上道檢查整治。同時以加密人工添乘檢查的方式對整治效果和列車動態(tài)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，通過對各次CRH2型車的動態(tài)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，車載式軌道檢查儀的橫向加速度值及人體感覺搖晃程度有增大的趨勢，部分CRH2型動臥車體已產(chǎn)生橫向加速度Ⅳ級報(bào)警。2011年10月5日0:00時起對京滬高鐵上行線黃渡線路所2#道岔K1303+400至K1303+600處臨時限速 160 km/h。

2 設(shè)備情況初步原因分析

晃車發(fā)生后，路局、設(shè)備單位（可否改為路局工務(wù)處、上海工務(wù)段）、京滬公司、道岔生產(chǎn)廠家（可否刪除）新鐵德奧道岔有限公司等單位對2#道岔及前后線路利用各種手段進(jìn)行了全面檢測，包括板式無砟道岔結(jié)構(gòu)狀態(tài)、軌道幾何尺寸及平縱斷面線型，設(shè)備單位安排人員對2#道岔及前后線路用安博格小車、激光長弦小車、電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行線形測量和各種測量方式的相互校核，對動態(tài)檢測資料（便攜式添乘儀、車載式軌道檢查儀、動檢車檢測數(shù)據(jù)、）進(jìn)行細(xì)致分析。說明如下：

2.1 無砟道床

經(jīng)檢查2#道岔底座板下蘊(yùn)藻浜特大橋黃渡區(qū)4#-10#墩（24.7 m+4×32.7 m+24.7 m）一聯(lián)6跨共180 m現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室連續(xù)梁結(jié)構(gòu)健康，黃渡線路所2#道岔無砟道床目前主要存在部分側(cè)向擋塊裂紋，21#、66#、234#、241#、257#枕左股或有股側(cè)向擋塊在梁面上方有長240～380 mm、高 150～300 mm、寬 8～15 mm 左右的裂紋。

2.2 軌道幾何狀態(tài)

對2＃道岔進(jìn)行靜態(tài)檢查，經(jīng)檢查確認(rèn)，現(xiàn)場軌道幾何尺寸無明顯超限，軌距最大-1 mm，水平最大0.9 mm，無水平三角坑，各類幾何尺寸均不超標(biāo)。

2.3 道岔結(jié)構(gòu)狀態(tài)

各類零部件緊固齊全有效，頂鐵和豎切密靠狀態(tài)良好，但直尖軌存在頂面光帶明顯異常情況?，F(xiàn)場鋼軌光帶出現(xiàn)以下問題：(1)43～44號枕之間，尖軌斷面用1 m直尺量20 cm范圍內(nèi)低0.4～0.6 mm，光帶異常。(2)30～32號枕尖軌表面滿光帶（應(yīng)部分受力）。(3)86號枕直基本軌和直尖軌跟端焊頭光帶呈曲線，岔前焊接接頭光帶向外側(cè)偏1 mm。道岔生產(chǎn)廠家對FAKOP區(qū)軌距加寬范圍和尖軌降低值用簡易工具進(jìn)行測量，認(rèn)為測量結(jié)果符合誤差標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備單位因無測量工具和標(biāo)準(zhǔn)，未對尖軌降低值進(jìn)行測量(見圖1)。

圖1 43-44號枕之間，尖軌斷面用1 m直尺量20 cm范圍內(nèi)低0.4-0.6 mm，光帶異常

2.4 動態(tài)檢測資料分析

2.4.1 動檢車檢測數(shù)據(jù)

8月19日晃車發(fā)生后，設(shè)備單位對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，但根據(jù)8月25日動檢資料分析，在尖軌前部15 m范圍內(nèi)存在右軌向從3.78 mm到-7.58 mm的不規(guī)則鋸齒型，橫向加速度從0.05 g變化到-0.05 g(見圖 2)。

圖2 8月25日2#道岔單元動檢資料

2.4.2 便攜式添乘儀

便攜式添乘儀檢測數(shù)據(jù)反應(yīng)出CRH380A型車和CRH2型車均有不同程度的橫向加速度。CRH380A型車有部分車體報(bào)警，幅值較?。ㄆ骄?.08 g），絕大部分車體無人體感覺晃車；CRH2型車橫加幅值較大（平均幅值0.13 g），最大達(dá)到Ⅳ級（0.22 g），且橫加平均幅值有增大的趨勢，橫加值大的動車人體感覺晃車非常明顯。

2.4.3 車載式軌道檢查儀

車載式軌道檢查儀檢測數(shù)據(jù)與便攜式添乘儀檢測發(fā)現(xiàn)規(guī)律類似。

2.4.4 道岔單元線形

設(shè)備單位在晃車前后安排安伯格小車對道岔單元進(jìn)行測量，并對測量的線形進(jìn)行分析(見圖3)。

圖3 8月20日安伯格測量平面示意圖（基準(zhǔn)股：直尖軌）

2.5 初步原因分析

(1)直尖軌存在頂面光帶明顯異常情況。

(2)根據(jù)8月15日動檢資料分析，在尖軌前部13 m范圍內(nèi)存在右軌向從3.17 mm到-4.01 mm的標(biāo)準(zhǔn)S型方向 ，橫向加速度從0.10 g變化到-0.11 g。

3 前期處理方案和實(shí)施情況

3.1 前期處理方案

根據(jù)對現(xiàn)場軌道幾何狀態(tài)、線形、軌道結(jié)構(gòu)（特別是尖軌光帶異常情況）、動檢資料仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上制定初步處理方案：

(1)對尖軌頂面異常光帶進(jìn)行人工打磨。

(2)對尖軌前部從1#-76#岔枕間線路進(jìn)行改道作業(yè)，其中：5#枕-13#枕向線路外側(cè)改道最大2.1 mm，其余枕向兩線間改道最大2.6 mm。

(3)對道岔前從R96114到R96122軌道板線路進(jìn)行軌向（向線路外側(cè)改道最大2.3mm）和軌面的調(diào)整(抬道最大3.5 mm)。

3.2 前期方案組織實(shí)施情況

8月22日利用天窗點(diǎn)組織相關(guān)人員實(shí)施制定的方案：

(1)安排人員對直尖軌跟部焊接接頭用精磨機(jī)進(jìn)行劃線打磨。

(2)對尖軌20 cm范圍內(nèi)低0.4～0.6 mm和30～32號枕尖軌表面滿光帶地段進(jìn)行人工打磨。

(3)安排12人改道隊(duì)伍對對尖軌前部從1#～76#岔枕間線路進(jìn)行改道作業(yè)。

8月23日利用天窗點(diǎn)組織人員對道岔前從R96114到R96122軌道板線路進(jìn)行軌向和軌面的調(diào)整。

至9月26日，根據(jù)電子水準(zhǔn)儀及安博格小車復(fù)測結(jié)果，設(shè)備單位先后對道岔單元進(jìn)行三次平面調(diào)整和一次縱斷面調(diào)整(見圖 4)。

圖4 9月20日與9月27日 安伯格測量平面作業(yè)前后示意圖（基準(zhǔn)股：直尖軌）

11月2日，廠家提供每根枕的尖軌降低值和相關(guān)部件誤差標(biāo)準(zhǔn)，滑床板厚度標(biāo)準(zhǔn)值50.9 mm，誤差0，-1 mm；尖軌高度誤差±0.6 mm；尖軌降低值±0.5 mm(見表 1)。

4 后期原因分析

4.1 設(shè)備初步整治后情況

10月6日以后，經(jīng)過前期整治及整治后的檢查測量，黃渡線路所2#道岔平面通過安博格、激光長弦兩種測量方式得到的道岔單元平面線型比較平順，縱斷面通過電子水準(zhǔn)儀測量得到的道岔單元縱斷面比較平順(見圖5)。

表1 CN-6142AS道岔尖軌降低值

圖5 10月5日電子水準(zhǔn)儀縱斷面示意圖

鋼軌光帶道岔轉(zhuǎn)轍部位鋼軌左右股頂面光帶明顯異常，光帶呈現(xiàn)扭曲、不均勻、突變等多種不良(見圖6)。

圖6 43#-44#枕尖軌光帶（11月17日）

采用鐵科院研制的尖軌降低值測量儀對黃渡2#道岔直尖軌降低情況進(jìn)行測量，尖軌降低值較設(shè)計(jì)普遍偏低。38#枕～44#枕較設(shè)計(jì)值低0.5 mm左右，頂面低凹，44#枕與43#枕尖軌高度相差1 mm左右，形成"臺階"尖軌高度存在誤差。尖軌降低值按廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)為±0.5 mm，尖軌降低值存在超標(biāo)情況。

4.2 原因分析

根據(jù)上述情況初步分析，在平縱斷面整治平順，線位調(diào)整到位情況下，仍然存在晃車現(xiàn)象，可見平縱斷面線形不是引起晃車的主要因素。引起晃車的是軌道結(jié)構(gòu)問題。

根據(jù)對動態(tài)檢測資料研究分析和人體感覺，造成CRH2型車在通過黃渡線路所2#道岔時晃車的直接原因是在尖軌中前部（FAKOP）有兩處相反方向的橫向擺動，產(chǎn)生明顯晃車感覺。

造成尖軌中前部相反方向的橫向擺動的主要原因是38#-44#枕尖軌頂面低凹及尖軌組裝降低值偏大疊加造成（尖軌減低值不達(dá)標(biāo)）。部專家組意見支持上述觀點(diǎn)。

5 后期整治和效果

在確認(rèn)晃車由尖軌減低值不達(dá)標(biāo)造成后，確定了針對尖軌組裝降低值普遍較設(shè)計(jì)偏低的情況對尖軌組裝降低值進(jìn)行調(diào)整的試驗(yàn)方案。即根據(jù)測量的尖軌組裝降低值情況，在尖軌底與滑床臺之間墊入一定厚度的特制鐵墊片，使尖軌降低值達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)確定的試驗(yàn)方案，組織進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，設(shè)計(jì)并加工特制鐵墊片，召開試驗(yàn)工作協(xié)調(diào)會，進(jìn)行了試驗(yàn)。

為驗(yàn)證試驗(yàn)效果，對所有經(jīng)過該組道岔的CRH2型車及部分CRH380車進(jìn)行添乘檢查。從添乘情況看，試驗(yàn)效果明顯，所有車次均無添乘儀橫加報(bào)警及人體感覺晃車，同時車載式線路檢查儀無Ⅰ級及以上報(bào)警。

6 建議和后續(xù)工作

廠家已生產(chǎn)不同規(guī)格厚度（0.5-1.0-1.5和2.0）的調(diào)整尖軌與基本軌頂面偏差的墊片：一種用于基本軌內(nèi)側(cè)，另一種安裝在中間墊片和滑床板之間的滑床板外側(cè)。

建議優(yōu)先選擇調(diào)整整體滑床臺厚度方案，如選擇墊片方案，應(yīng)對該墊片先進(jìn)行試驗(yàn)，特別注意墊片在過車震動滑落影響行車安全，在試驗(yàn)安全有效的基礎(chǔ)上逐級提速至300km/h。