GJ-6?型軌檢系統(tǒng)在南京地鐵中的應用

蔣林宏

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京 210012）

0 前言

南京作為國內第?6?個開通地鐵的城市，從2005?年?1?號線?22?km?單線運營到?2017?年底?356?km的9線線網運營，經歷了一個地鐵快速發(fā)展期。隨著地鐵線網密度的增加，對地鐵設備的養(yǎng)護要求也在逐漸提升。南京地鐵在軌道設備養(yǎng)護過程中，采用計劃修與狀態(tài)修相結合的形式，其中，動態(tài)軌檢車的運用在狀態(tài)修中發(fā)揮著不可替代的作用。自?2007?年第一臺動態(tài)軌檢車投入使用，軌檢系統(tǒng)從?GJ-4?到?GJ-6?型均由中國鐵道科學研究院研制。GJ-6?型軌檢系統(tǒng)的應用可實現對現場病害的準確判斷，避免了正線設備維護中由于環(huán)境條件限制、作業(yè)人員能力等因素引起的無效作業(yè)和有害作業(yè)。

1 GJ-6 型軌檢系統(tǒng)概況

GJ-6?型軌道檢測系統(tǒng)主要由激光攝像組件、慣性測量組件、信號處理組件、數據處理組件、里程定位組件5?部分組成。南京地鐵利用?GJ-6?型軌檢車對各線路每月進行?1?次檢測，速度等級采用?120～160?km/h?級別，檢測項目包括左、右軌向，左、右高低，軌距，水平，三角坑等。安裝有?GJ-6?型軌檢系統(tǒng)的軌檢車如圖?1?所示。

圖1 南京地鐵 GJ-6 型軌檢車

2 軌檢系統(tǒng)的應用

2.1 超限病害的精確定位

2.1.1 利用道岔精確定位超限病害

通常進行動態(tài)軌檢時，正線道岔開行直股，通過判斷波形圖中道岔直尖軌、直基本軌、尖軌尖、導曲、岔心等各部位位置（圖2），利用道岔尖軌尖或岔心處檢測里程與實際里程的差值，可修正超限病害的檢測里程。同時，利用波形圖中道岔各部位（轉轍部分、連接部分、轍叉部分）可確定超限病害在道岔中的相對位置。

2.1.2 利用曲線精確定位超限病害

利用直緩點或緩直點處檢測里程與實際里程的差值，可修正超限病害的檢測里程。同時，利用波形圖中曲線要素點（直緩點、緩圓點、圓緩點、緩直點）可確定超限病害在曲線中的相對位置。

2.1.3 利用軌距或水平定位超限病害

對于高低、軌向等現場不易直接測量的檢測項目，可通過波形圖量取高低、軌向等超限病害與附近軌距或水平最大偏差點的距離來確定其相對位置。

2.2 病害整治

2.2.1 道岔病害

（1）直基本軌方向不良整治。以?4?號線?K21?處上行某道岔為例，如圖?3?所示，道岔轉轍部分（即尖軌尖至尖軌跟）軌距實際遞減與理論遞減偏差較大，主要原因是直基本軌存在一處偏向外口?-8.14?mm?的軌向。通過現場實際調查，發(fā)現在轉轍部分軌距量取時，日常道岔檢查的尖軌中固定位置處軌距不超限，但實際上尖軌尖至尖軌中、尖軌中至尖軌跟處軌距最大偏差為?-6?mm。整治時，采用先對直基本軌線型進行整正，再以軌距控制尖軌（曲基本股）軌向的方法，最終使設備幾何狀態(tài)滿足要求。

（2）曲基本軌方向不良整治。以機場線?K19?處上行某道岔為例，如圖?4?所示，轉轍部分軌距均偏小，最大偏差達-6.91?mm，主要原因是直尖軌方向不良。通過現場調查發(fā)現道岔轉轍部分軌距都偏小，軌距最大偏差為?-7?mm，與檢測結果相符。由于直尖軌與曲基本軌密貼良好、頂鐵靠貼，所以尖軌軌向問題主要由曲基本軌引起，現場對曲基本軌線型量測發(fā)現在第二彎折點實測正矢為?32?mm，比理論正矢?18?mm多?14?mm，使得整個直尖軌偏向道心一側，從而導致轉轍部分軌距偏小。在整治時也發(fā)現，由于曲基本軌第二彎折點附近道岔框架尺寸受通號轉轍機角鋼螺孔位置約束，工務在彎折曲基本軌進行改道時，無法向軌道外側改道，需要更換通號轉轍機角鋼并重新打孔。這說明新線道岔轉轍機安裝前一定要先保證曲基本軌第二彎折點（道岔框架）處尺寸正確，否則運營時會對道岔維修保養(yǎng)造成很大困難。

圖2 波形圖中道岔形態(tài)

圖3 直基本軌方向病害

圖4 曲基本軌線型病害

（3）直尖軌方向不良整治。以機場線上行K19+500?處某道岔為例，如圖?5?所示，轉轍部分軌距均偏小，最大偏差達-7.68?mm，主要原因是直尖軌方向不良。通過現場調查發(fā)現道岔轉轍部分軌距都偏小，軌距最大偏差為?-9?mm，由于頂鐵與尖軌之間存在離縫，故動靜態(tài)檢測時軌距偏差不一致，直尖軌軌向問題主要由尖軌線型不良引起。現場對直尖軌線型測量發(fā)現，尖軌向道心一側凸起，線型最大偏差達?7?mm。在整治時主要通過對直尖軌彎軌，恢復其線型進行整治。

2.2.2 曲線病害

（1）緩和曲線三角坑整治。3?號線上行某處檢測時出現三角坑四級超限，通過波形圖分析，主要原因是曲上股和曲下股不同位置出現的高低超限，其中曲下股最大高低超限達?-13.72?mm，且近?2?個月此高低超限增大了?9?mm。通過現場調查發(fā)現，此病害地段為聯絡通道集水井處，軌枕剝離及道床脫空（圖6）較為嚴重，在卸下扣件后軌下空隙達?15?mm。軌道專業(yè)臨時整治時，采用軌下調高墊板消滅高低超限，并通過控制緩和曲線內水平變化率（≤2‰）消滅三角坑超限；后期結構專業(yè)對該道床脫空處注漿，進行永久整治。聯絡通道、集水井處由于施工工藝等原因，在運營過程中易出現道床整體下沉、道床脫空等病害，新線介入時一定要保證道床澆筑前基底干凈、整潔，符合澆筑條件；既有線運營時對該處的軌枕剝離、道床脫空等病害應高度重視。

（2）圓曲線軌向整治。通過對軌向超限報表及波形圖的分析發(fā)現，圓曲線內軌向超限病害半波長從?2?～10?m?不等，而正線圓曲線正矢點設置為每?10?m?一處。在圓曲線病害整治時，對于曲線范圍內較長區(qū)段出現軌向超限病害應通過簡易撥道法、繩正法等計算進行整治；對于局部軌向超限，可采用?10?m?或?20?m?弦長，每隔?1?m?量取圓曲線上的正矢值，從而精確查找和消滅現場病害。

圖5 直尖軌線型病害

圖6 曲下股道床脫空

2.2.3 碎石道床病害

（1）以半波長為弦長進行局部高低整治。以寧天城際線上行某碎石軟硬結合部為例，如圖7所示，存在一處峰值為16.5?mm的局部高低超限。現場調查采用圖中半波長10.75?m為弦長精確查找病害，實際量取最大高低為19?mm，峰值出現在軟硬結合部的碎石與整體道床連續(xù)幾塊枕處。整治時采用對高低峰值左側碎石道床進行起道和整體道床地段進行軌下墊板作業(yè)相結合的方法，通過對高低超限前后軌面順坡，消滅該處高低三級超限。

（2）以連續(xù)波長為弦長進行長區(qū)段高低整治。以寧天城際線下行某碎石軟硬結合部為例，如圖?8?所示，通過波形圖可以看到在一較長區(qū)段交替出現峰（谷）值為-9.71～15.71?mm?的高低超限病害。現場對圖中?33.25?m?區(qū)段的連續(xù)波進行精確查找，并對碎石道床區(qū)段進行起道，對整體道床進行墊板作業(yè)予以整治。

圖7 局部高低病害

圖8 長區(qū)段高低病害

3 結語

文章結合?GJ-6?型軌檢系統(tǒng)原理，充分利用軌檢數據指導軌道設備的維修養(yǎng)護，可實現對設備更全面、細致的檢查，避免了人工進行線路、道岔等設備檢查時只在固定位置檢查的弊端，彌補了利用軌檢小車檢查時無法查出空吊、離縫等不足，可實現對設備更科學、有效的維修。

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