南京地鐵安中區間晃車原因分析及整治

王金山 南京鐵道職業技術學院

南京地鐵安中區間晃車原因分析及整治

王金山 南京鐵道職業技術學院

借鑒鐵路工務部門的一些理論和經驗，結合地鐵線路載重輕、密度大的特點，通過采取一系列的技術手段，對線路晃車的原因逐一進行分析和總結，并制定針對性的整治措施。

南京地鐵；晃車原因；整治措施

南京地鐵安德門——中華門區間屬于一號線正線高架區間，里程從K2+191 m——K4+283 m，區間全長2 092 m。上下行各有5個曲線，最小半徑350 m、最大半徑1 500 m，最大超高90 mm、最小超高25 mm，最大坡度為20‰、坡段長410 m，采用彈條Ⅰ型扣件與DTⅦ2型扣件。此段晃車問題被市民大量投訴，現代快報、鳳凰資訊、網易新聞、金陵晚報、東方衛報等各家媒體均有報道，甚至市民在南京網絡問政論壇上反應這樣的晃車現象會不會存在安全隱患，對南京地鐵運營公司的形象有著極大的負面形象，運營公司十分重視，總經理親自乘車體驗后要求工務部門立即限期整改。

1 原因分析

1.1 人工添乘

添乘是工務部門軌道專業對運營中的線路最簡單最直白的一種體驗，通過專業人員跟車通過某一區間，憑借豐富的經驗來初步判斷該區間存在的軌道病害。南京地鐵工務中心利用一周時間與車輛系統共同制定整治方案，利用5天時間對此段線路進行添乘檢測，得出數據如圖1。從圖中可以直觀的看出最嚴重的區段集中在上行區間K3+200～K3+ 500，下行區間K3+200～K3+500。

圖1 添乘數據圖

1.2 軌檢車進行動態檢測

工務部門軌道專業對線路檢查很多時候都是靜態檢查，所以有時候檢測出來的數據不一定真實，比如說鋼軌出現空吊現象，靜態用軌距尺測量水平時很可能是符合技術要求的，但是如果是列車通過此處時，由于列車的豎向荷載作用，空吊處的鋼軌會因為列車的荷載作用下沉，導致列車運行會有晃動現象，所以軌檢車的動態檢測數據能夠真實的反映出列車運行時軌道設備狀態是否良好。

圖2 軌檢數據圖

圖2的數據均表示安中區間超過二級超限的處所，通過上圖的動態軌檢數據進行對比分析，可以直觀地反映出的安德門-中華門區間存在著多個大軌距、軌向不良、三角坑等超限地段，最大的數值達到了12.91mm，出現的地段正好集中在安中區間晃車區域。

1.3 現場人工檢查

利用工班作業時間點，軌道工程師與工長集中對2k+300 m——4k+100 m區間進行現場全面檢查。一面測量軌距水平，一面查看聯接零件、鋼軌波磨等問題細心查看分析。經過幾天的徹底檢查，發現安中區間軌距存在+5 mm的略大軌距地段較多，并且規矩變化率偏大，軌面存在波浪形磨耗問題，部分大螺栓松動，尼龍套管失效不能持釘，軌道方向存在小軌向等病害問題。

1.4 橋梁墩臺支座靜態查看

通過添乘確定晃車點，組織人員對主要墩臺支座進行靜態檢查。但是未發現墩臺有損壞現象，列車經過時支座處于良好的工作狀態。

1.5 曲線超高分析

安德門-中華門區間全長2.15 km左右，上下行共計有10條曲線（見圖3），上下行各5條連續曲線，并且列車開行方向相反，工務部門對列車實際速度與曲線超高設置是否匹配進行了論證分析。在論證初期，他們數次進行跟車添乘，在現場實測了ATO模式下的列車運行數據，在對所收集的數據進行分析過程中發現，曲線地段存在著欠超高的現象，也即列車實際運行速度大于曲線地段的設計速度。例如上行從K3+000左右開始，人體能明顯感覺列車開始晃動，此時，列車剛連續經過一段500 m左右的小半徑反向曲線段，曲線半徑分別為350 m、500 m，超高設計為 60 mm、90 mm，兩段曲線間夾直線長度不足一列列車的車輛長度，并且開始晃動時車尾部位尚未完全駛出曲線段，此段實測車速從45 km/h提升到70 km/h，計算發現此時車速大于超高設置所允許的車速，存在欠超高的現象。安中區間下行晃車地段也存在著同樣的欠超高問題。

圖3 安中區間曲線設備資料

2 整治措施

整改期間對每個問題檢測、復查3次，專題會每周召開一次，對整治期間存在的難題逐一研究討論，優化和制定出下一步合理的整治措施，此階段，共計投入整治人工189個。目前列車經過此段線路時的晃動現象也有了明顯的改善。

2.1 線路維修整改

當軌距偏大時，列車速度愈大，橫向加速度愈大，輪緣對鋼軌的沖擊角愈大，作用于鋼軌上的橫向力愈大。此時列車晃動也愈大。一般把軌距誤差控制+3 mm至-2 mm為最佳。針對前期找出的病害，工務部門軌道專業從3月11日開始，對此地段軌道線路晃車問題進行現場突擊整治，截止4月15日，利用現場21個作業點，對安中區間內所有大軌距（+5 mm以內）超限的地段進行了集中整治，將軌距控制在合理的范圍之內。對存在的累計46處細微三角坑反復進行了4次整治和精調，更換失效尼龍套管56只。

2.2 消除波磨病害

鋼軌波浪形磨耗，焊接接頭低塌或軌面擦傷等，車輪經過這些地方會產生沖擊，導致列車劇烈的抖動。這種不平順往往容易忽視，軌道檢查車也不能完全反應出來。但是這種短波不平順使列車在通過時將產生水平或垂直加速度，產生晃車，整改期間安排打磨車對安中區間上下行3k+000 m——4k+000 m區段進行打磨，根據波磨谷深調整打磨深度，不宜過深，影響鋼軌使用壽命，最后以達到消除軌道的高低不平順的目的。

2.3 曲線欠超高整改

考慮到安中區間內曲線段長度較長（尤其是小半徑曲線以及反向曲線），同時曲線地段存在著欠超高的現象，建議對安中區間列車的行駛速度進行重新的設定，以改善列車運行速度與線路超高設置的匹配度。

2.4 軌向不良整改

方向不平順會引起比較大的車輪側向力和車軸側向力，使列車在運行中出現蛇行運動并引起列車晃動。列車的離心力與軌向偏差的矢度成正比線性關系，與運行速度成正向二次曲線關系。換言之，對于一定的運行速度，列車的離心力隨著軌向偏差的矢度的增加同比增加，對于一定矢度的軌向偏差，列車的離心力則隨著速度的增加以速度倍率的二次方迅速增加。

同樣的分析近幾個月的動態軌檢數據，安德門-中華門區間檢測出存在軌向不良的現象，通過上面的理論分析，這些軌向問題也是列車晃動的一個重要影響因素，針對這種問題，在軌向整治過程中，工務中心結合大軌距整治進行同步整治 ，結合軌距調整同時改善了軌向。

2.5 軌向不良整改

多種軌道不平順復合引起晃車。多種軌道不平順是指在同一處有2種及2種以上不平順復合一起，這種不平順的特點是幅值較小，但對列車作用力、列車振動影響較大，引起嚴重晃車，這些是由于軌向、高低、超高 (水平)、軌距、小三角坑等多種不平順綜合作用引起的。同時包括鋼軌側磨不均勻等線路鋼軌問題也會引起列車晃動。

鑒于以上的分析，線路的諸多原因產生了列車的晃動，工務中心從現場查看、發現問題、分析問題、制定整改方案并落實方案。從最細微的工作做起，逐項改正軌向、高低、超高 (水平)、軌距、小三角坑等問題，并且通過軌道靜態檢測和現場添乘檢查，發現安中區間晃車現象已有明顯的改善。

3 結束語

隨著城市軌道交通的快速發展，列車速度和密度不斷提升，線路維修的理念和手段也需要不斷的提高，我們必須轉變完全依靠手工檢查線路和人工添乘的辦法來指導維修，認真分析軌道檢查車、車載式晃動儀及動態添乘儀的數據并找到引起晃車的因素，用科學的監測數據指導我們的維修工作。線路維修是一門復雜的綜合學科，需要工務工作者在今后的工作中不斷探索研究。

[1]楊文利.引起晃車的軌道不平順分析與整治. [J]現代城市軌道交通.2008.(5):47-49.

[2]李杰.淺析鐵路晃車原因及整治.[J].甘肅科技縱橫.2002.(1):85-86.

責任編輯：萬寶安 竇國棟

來稿日期：2015-08-13