譚社會 楊建鋒 上海鐵路局工務(wù)處

1 前言

新建杭州至寧波鐵路客運(yùn)專線（以下簡稱杭甬客專）全長149.89 km，新建紹興北、上虞北、余姚北3個車站，改建杭州南、莊橋2個車站。杭甬客專正線無砟軌道道岔共計26組。

在2013年3月28日至4月1日進(jìn)行的提速試驗(yàn)及動態(tài)檢測中，發(fā)現(xiàn)杭甬客專新建車站正線道岔存在不同頻次的動力學(xué)指標(biāo)超限，主要是脫軌系數(shù)和輪重減載率超限，且綜合檢測車在高速過岔時有明顯抖動并伴有噪聲異響。分析引起動力學(xué)指標(biāo)超限的原因，及時解決現(xiàn)場問題，對于消除設(shè)備隱患，保障設(shè)備質(zhì)量，順利完成提速試驗(yàn)，確保按期開通杭甬客專具有重要的意義。

2 原因初步分析

2.1 從道岔組成部分分析

（1）鋼軌

道岔區(qū)綜合檢測車檢測抖動及減載率超限主要跟軌面不平順有關(guān)。鋼軌作為輪對踏面直接接觸者首先被列為檢查對象。利用鋼軌平直尺檢測紹興北、上虞北、余姚北站道岔，發(fā)現(xiàn)存在道岔基本軌鋼軌平直度超標(biāo)，大部分測點(diǎn)達(dá)到0.7 mm以上的高低不平順，個別測點(diǎn)高低不平順達(dá)到2.5 mm。

（2）道岔板

經(jīng)現(xiàn)場測量，確認(rèn)道岔板的鋪設(shè)安裝符合標(biāo)準(zhǔn)要求，道岔板外形外觀狀態(tài)良好，未發(fā)現(xiàn)與動載系數(shù)超標(biāo)相關(guān)的道岔板質(zhì)量因素。

（3）扣件、支承層（底座）

經(jīng)現(xiàn)場檢測與內(nèi)業(yè)資料核對，道岔扣件、支承層（底座）滿足相關(guān)技術(shù)條件的要求。

2.2 從施工質(zhì)量分析

從內(nèi)業(yè)資料檢查情況看，道岔施工過程均按施工規(guī)范、施工圖紙及作業(yè)指導(dǎo)書的技術(shù)要求施工，監(jiān)理旁站、工務(wù)段把關(guān)驗(yàn)收合格，內(nèi)業(yè)資料齊全。從現(xiàn)場檢查情況看，除2組道岔個別區(qū)域有離縫現(xiàn)象外，未發(fā)現(xiàn)其它異常情況。

2.3 從養(yǎng)護(hù)情況分析

（1）焊縫

道岔區(qū)及前后200 m線路焊縫（包括廠焊），行車面控制在0.3 mm左右。

（2）尖軌降低值

工務(wù)段聯(lián)合廠家共同對尖軌和心軌進(jìn)行了降低值測量，降低值無超標(biāo)。

（3）道岔精調(diào)

工務(wù)段和施工單位對所有道岔進(jìn)行了再次測量，驗(yàn)證精調(diào)質(zhì)量符合靜態(tài)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（4）從輪軌噪聲分析

圖1 滾動噪聲

輪軌噪聲是由于軌道結(jié)構(gòu)和輪對的振動經(jīng)由空氣傳播而產(chǎn)生的，一般分為滾動嗓聲，沖擊噪聲和尖嘯聲三類。滾動噪聲是車輪踏面和鋼軌頂面存在凹凸不平順時，引起鋼軌和車輪間受迫振動而產(chǎn)生的（見圖1）；沖擊噪聲是車輪經(jīng)過鋼軌接縫處或其他不連續(xù)部位（如轍叉）及表面呈波紋磨損的鋼軌時產(chǎn)生的噪聲；尖叫噪聲是指列車沿曲線運(yùn)行時，由于擠壓外軌產(chǎn)生的摩擦及車輪在鋼軌上滑動而產(chǎn)生的噪聲。首先可以排除的是尖叫噪聲，因?yàn)檐囌揪植荚谥本€地段；通過對焊縫、轍叉的檢測和檢查，未發(fā)現(xiàn)焊縫平直度超標(biāo)，轍叉部位也未發(fā)現(xiàn)空吊或密貼不良現(xiàn)象，且道岔為新鋪設(shè)不存在表面磨損，因此可以排除沖擊噪聲。通過對道岔鋼軌平直度的檢測和多人多次過岔感受來看，主要還是滾動噪聲，但利用傳統(tǒng)鋼軌平直尺或電子平直度檢測儀不能反映鋼軌長距離的平直度，采集的效率低，采集的數(shù)據(jù)量相對較少，不能進(jìn)行有效的分析計算。

（5）初步結(jié)論

①結(jié)論

引起杭甬客專正線道岔普遍出現(xiàn)動力學(xué)指標(biāo)和噪聲偏大的主要原因是鋼軌頂面的短波不平順。

②建議

對杭甬客專所有正線道岔進(jìn)行全面檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，對頂面短波不平順單峰值0.7 mm及以上的鋼軌采取換軌措施；對單峰值小于0.7 mm的可采用道岔打磨車進(jìn)行打磨處理。

3 檢測驗(yàn)證

為進(jìn)一步做好鋼軌平直度檢測，采用RMF-2.3型波磨測量儀（見圖2）測量鋼軌縱向平順程度。RMF-2.3型波磨測量儀弦長2 200 mm，可測量的波長范圍為10 mm-3 000 mm，測量精度0.01 mm，可對兩股鋼軌表面波磨進(jìn)行連續(xù)測量。

圖2 RMF-2.3E型波磨測量儀

經(jīng)過對杭甬客專正線26組無砟道岔進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)不平順度較為明顯，鋼軌平直度和扭曲允許偏差見表1，紹興北站測量數(shù)據(jù)見表2，超過了鋼軌平直度要求。

表1 鋼軌平直度和扭曲允許偏差

表2 紹興北站鋼軌平直度測量統(tǒng)計

從測量數(shù)據(jù)來看，杭甬道岔鋼軌平直度超標(biāo)數(shù)量廣，具有普遍性，是造成動力學(xué)指標(biāo)和噪聲偏大的主要原因。

4 落實(shí)整改

4.1 確定方案

本著設(shè)備質(zhì)量達(dá)標(biāo)、不留隱患、節(jié)儉經(jīng)濟(jì)的原則，擬定如下整改方案：

（1）鑒于杭州南站設(shè)計允許速度較低（200 km/h）的實(shí)際以及動力學(xué)指標(biāo)相對穩(wěn)定，對杭州南站6組18號道岔采用先人工打磨后大機(jī)打磨的方式先行處理。

（2）紹興北站、上虞北站、余姚北站正線道岔更換道岔直股除直尖軌、轍叉心以外的所有鋼軌（每組4根，原焊頭熱焊區(qū)切割50 mm）；道岔更換配軌見圖3。

圖3 道岔更換配軌

4.2 落實(shí)整改

道岔內(nèi)鋼軌件（24.5 m～25.5 m）采用現(xiàn)場同廠同材質(zhì)500 m長軌切割而成，道岔制造單位負(fù)責(zé)選軌和檢驗(yàn)。考慮換軌焊接工作量大，利用聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗(yàn)期間夜間天窗施工將會帶來換軌總體時間長，道岔精調(diào)和工電聯(lián)整標(biāo)準(zhǔn)不高，影響白天聯(lián)調(diào)聯(lián)試質(zhì)量和行車安全等問題，以及道岔換軌焊接完成后必須重新精調(diào)和工電聯(lián)調(diào)等因素。確定杭甬聯(lián)調(diào)聯(lián)試停輪5-7天，確保18組道岔一次全部換軌完成。

4.3 具體施工步驟

（1）拆除基尖軌上的轉(zhuǎn)轍機(jī)、密檢器設(shè)備及頂鐵、彈性夾、、彈條、螺栓等連接零件。

（2）尖軌外撥,拆除需更換基本軌，撥進(jìn)待安裝基本軌。

（3）基本軌定位,以直尖軌尖端為基準(zhǔn)定位直基本軌，將尖軌撥至與基本軌基本密貼狀態(tài)，檢查調(diào)整基本軌位置及其與電務(wù)設(shè)備配合位置，安裝彈條和彈性夾。

（4）基本軌焊接。安裝電務(wù)設(shè)備；安裝頂鐵。工電聯(lián)調(diào)。

（5）做好岔心鋼軌打磨，做好可動心軌修磨處理工作。

5 整治效果

（1）鋼軌平順度檢測，達(dá)到了鋼軌驗(yàn)標(biāo)質(zhì)量要求，（紹興北1#道岔換軌前后鋼軌不平順測量情況）分別見圖4、圖5。

圖4 紹興紹興北1#道岔更換前

圖5 紹興紹興北1#道岔更換后

（2）滿足了提速需求，達(dá)到了385 km/h檢測速度的要求，且無動力學(xué)指標(biāo)超限，列車高速過岔時的噪聲也明顯減小。

6 結(jié)束語

通過這次新線聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間動態(tài)檢測暴露出道岔鋼軌表面不平順的案例，給我們幾點(diǎn)啟示：一是要嚴(yán)格落實(shí)原材料上道制度，之前設(shè)備管理單位把主要精力放在施工質(zhì)量和過程控制上，對原材料的檢驗(yàn)檢測相對不夠重視，由于原材料質(zhì)量問題造成設(shè)備成批更換也不乏先例；二是要優(yōu)化檢測手段，要極力推廣使用最先進(jìn)的檢測手段來檢測最先進(jìn)的高鐵設(shè)備，如這次使用雙軌波磨測量儀，極大提高了測量精度和效率，對合理采取整治措施提供了有力的依據(jù)；三是要進(jìn)一步完善高速道岔鋼軌更換方案，優(yōu)化施工流程，為實(shí)現(xiàn)運(yùn)營條件下在天窗點(diǎn)內(nèi)更換道岔鋼軌做好基礎(chǔ)。

[1]劉揚(yáng)、練松良、章新權(quán)，《輪軌噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及其治理措施》，2006.

[2]鐵道部運(yùn)輸局.高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則（試行）[S].北京:中國鐵道出版社，2012.