談鐵路軌檢車病害分析與整治

陳彬

摘 要：隨著我國列車技術的不斷發展，利用軌檢車對線路進行檢查已成為鐵路線路工務系統動態檢測的主要手段。本文對鐵路軌檢車病害進行簡要分析，并提出整治建議。

關鍵詞：鐵路;軌檢車;病害;分析與整治

前言：軌道檢查車是檢查軌道病害、指導養護維修作業、保障行車安全的重要技術手段，也是實現軌道電算化管理的重要一環。為擴充檢測能力，提高檢測精度和速度，使軌檢車能更準確、更全面的反映軌道狀態，提高經濟效益。

一、軌檢車技術特點

隨著列車運行速度的提高，行車密度的增大，在列車荷載的重復作用下，道床產生的下沉量不斷增大，鋼軌等線路設備的磨耗也不斷加劇，通過一定運量后，線路就會產生各種各樣的病害。軌檢車檢查線路全面、準確性高，用于指導線路養護維修，可以提高線路質量，確保行車安全;大機搗固線路的單價昂貴，通過對軌檢車檢測結果的分析，可以科學合理地安排大機作業計劃，提高線路質量及旅客乘車舒適度，取得更大的經濟效益。因此，如何充分利用軌檢車檢測結果指導養路工區對線路進行臨時性的補修，及時處理超限處所和失格公里地段，確保行車安全;以及利用軌檢車檢測的軌道質量指數（TQI ）值科學合理地安排大型養路機械在該區段的線路綜合維修計劃變得非常必要。軌道檢查車是檢查軌道病害、指導軌道維修、保障行車安全的大型動態檢測設備，也是實現軌道科學管理的重要手段，為此各國鐵路都重視軌道檢查車的開發和應用。軌道檢查車的發展有近百年的歷史，特別是20世紀70年代以來，歐、美、日等許多發達國家相繼研究各種先進的軌道檢測技術和新的測量原理，開發出應用現代高新技術的軌檢車，提高了檢測精度和速度，增加了檢測功能，為保證線路運行的安全和舒適發揮了重要作用。

（一）采用捷聯式檢測系統結構

檢測系統將所有傳感器信號經模擬信號預處理后直接由A/D轉換成數字信號，然后全部送入計算機，利用計算機進行信息處理，誤差補償和修正、數字濾波后合成軌道幾何參數，然后進行超限檢測、加權計算、匯總統計并輸出軌道狀態圖表。該車結構簡單，具有很高的精度和可靠性。

（二）采用先進測量原理

第一代、第二代軌檢車均采用弦測法測量軌道高低和軌向，由于弦測法存在傳遞函數不恒等于1的固有缺陷，影響了測量精度，甚至出現失真現象。4型軌檢車為克服弦測法的不足，采用慣性基準原理測量高低、水平和軌向，既能更真實地測量出軌道的實際狀態，而且還可利用計算機將空間曲線轉換成2. 5m， 5m，15m等不同弦長的波形，以便于現場人員用弦繩測量軌道狀態時核對。

（三）應用當代高新檢測技術

軌檢車測量系統涉及多種精密傳感器、機械傳動構件、模擬信號處理和數字信號處理系統等多學科技術，在軌檢車測量系統中是否應用高新技術和設備己成為現代化軌檢車的重要標志。4型軌檢車采用半導體激光器和伺服跟蹤控制技術測量軌距;采用陀螺傳感器和加速度補償技術（CAS）測量水平和曲線超高;采用光電編碼器測量速度和里程;采用模擬信號和數字信號混合處理技術測量高低和軌向，克服不同速度和正反向測量的影響。這一系列高新技術的應用，提高了軌檢車的檢測速度和精度，保證了軌檢車連續動態測量的穩定性和可靠性。

（四）測量項目多、精度高

4型軌檢車包括以下測量項目：軌道高低、水平、軌距、軌向、三角坑、曲線超高、曲率等軌道幾何參數;車體垂直和水平振動加速度、軸箱振動加速度等車輛動力參數;列車運行速度及里程位置;檢測公里標和百米標、道口、道岔、橋梁和軌距拉桿等線路標志。

二、嚴重的軌道不平順對列車脫軌的影響。

軌道不平順對車軌系統振動的影響很大，隨著我國提速及高速鐵路的發展，對軌道不平順的要求越來越嚴，線路的養護維修工作量也越來越大。嚴重的高低不平順引起的巨大輪軌作用力（相當于大大增加了輪重和軸重）將引起車輛劇烈的點頭和浮沉振動，會使車輪大幅度減載，甚至懸浮。在曲線上或方向不良區段運行時，高低不平順引起的車輪懸浮可能導致脫軌。如果嚴重減載的車輪上同時又有很大的側向力作用，也很可能脫軌。此外，高低不平順的幅值過大（約超過 25 毫米時）會使道床阻力顯著降低，輪載引 起的鋼軌垂向負撓度亦將增大，造成軌枕浮起，高低不平順所引起的振動又使道床阻力進一步減小，因此易引起無縫線路發生動態漲軌跑道，導致列車傾覆。

扭曲不平順即三角坑將使轉向架出現三點支承一輪減載甚至懸浮的危險情況。我國剛度較大的貨車在圓曲線上脫軌事故大多與軌道的扭曲不平順有關，無論曲線和直線上嚴重的局部不平順都可能引起車輛的劇烈側滾和側擺振動，導致脫軌系數過大而脫軌。軌檢車選定三角坑的基長是 2.4 米，這是從脫軌試驗分析中得出的。因為危及行車安全的三角坑主要為車輛的一組轉向架兩軸間的長度，在此長度內的三角坑病害容易造成一個車輪懸浮而導致脫軌。

高低、水平及三角坑（扭曲）的邏輯關系 水平是兩股鋼軌頂面的高度差稱為水平。水平定義為軌道同 一斷面內兩股鋼軌軌頂面的高差，以左高為正，右高為負。 水平不平順，會使車輛產生側滾，導致一側車輪增載，另一側減載，許多鐵路專家認為曲線上嚴重的水平不平順，往往是引起貨車脫軌的重要原因。水平 = 左高低 - 右高低軌道上的三角坑即兩股鋼軌的共面性，表現為軌道頂面的扭曲狀態，也就是兩股鋼軌頂面不在同一平面上。三角坑以一定范圍內的水平差的變化量來表示。靜態檢查時每 6.25 米檢查一次，以前后兩點的水平正負誤差的代數差來表示。三角坑反映了軌頂面的平面性，三角坑會使車輛產生三點支撐一點懸空，易造成脫軌，特別是當列車從圓曲線向緩和曲線運行時。三角坑為計算值，它是在一定長度范圍內（2.4m）沿軌道方向前后兩水平代數差。扭曲不平順，將使轉向架出現三輪支承一輪減載甚至懸浮的危險

三、軌檢車病害查找的注意事項

有些在直線上看似小病害的問題沒有得到解決。如軌距不順，在直線上可能 5、6mm 不扣分，而在曲線就地段就會扣分，即使軌距不扣分，水平加速度也會扣分;同樣， 扣件松動、扭力矩值不達標也會引起水平加速度扣分，因為扣件松動之后，不能提供足夠的扣件阻力才抵抗列車運行時所產生的離心力，從而導致軌距擴大、曲線方向變化，嚴重時就會引起鋼軌側翻、螺栓和軌距桿剪斷等病害，甚至危及行車安全。所以，在曲線上找平推車要綜合考慮各種因素的影響，緩和曲線上的水平一定要做順，因為軌檢車包含設計超高的扭曲量，扭曲量的計算方法為前后連續的兩個超高定點出的計算超高值之差。考慮扭曲量后，水平就有可能超限。平推車來之前還應對曲線正矢進行撥正，正矢變化率應盡量控制 3mm 以內;對軌距不順也應進行改正，軌距應控制在“+2、-1”以內，每 6 根枕木軌距的軌距變化控制在 1mm 以內;連接零件缺損或松動，也要及時進行復緊或補充，只有這樣才能使曲線的水平加速度扣分減少，提高線路優良率。

由于軌動檢車在實際檢查中存在順向檢查和逆向檢查區分，因此，能否正確區分圖上左右兩股鋼軌也是找準病害處所的關鍵，具體來說按軌檢車的前進方向（瞭望窗為尾部），對應軌檢車左邊的為左股，對應軌檢車右邊的為右股，需要注意的是：五型車 ControlConsole 中如果設定了 Swap Rails 功能，具體對應關系要求添乘人員咨詢當班的監測人員為準。

隨著列車運行速度的不斷提高，線路的養護維修研究工作仍在不斷地進行著，是否永無止境。本論文只是談鐵路軌檢車病害分析與整治的看法，還有大量的工作及更深層次的研究值得繼續進行。

參考文獻

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