【word】 新换轨区段横向抖车问题的调查、分析与整治

【】 新换轨区段横向抖车问题的调查、分析与整治 新换轨区段横向抖车问题的调查、分析与整 治 头明 新换轨区段横向抖车问题的调查,分析与整治 刘立锋 (北京铁路局德州站房改造及相关工程建设指挥部,山东德州253000) 摘要:针对京广线换轨大修后,动车横向高频振动所引发的抖车问题,进行了现场调查和针对性的试验.全 面分析了换轨,放散,大机作业等各项施工对抖车的影响,在排除钢轨出厂初始不平顺因素的前提下,认为导 致抖车的原因主要有:轨距控制范围过小,造成轨向病害峰值小但波长短,形成多波轨向;轨枕螺栓扭矩过大, 造成弹条,胶垫失效变形,水平变化频繁;现场作业方式不正确等.对此采取了针对性的措施,取得了良好的 整治效果. 关键词:换轨大修;动车;抖车;轨道结构;螺栓扭矩;弹条;胶垫;水平;轨向;车轮磨耗 中图分类号iU216.4文献标识码IB文章编号:1672—3953(2012)02—0043—05 京广线石家庄一柏庄间于2008年12月换轨大 修后,线路设备质量日渐提高.但自2009年2月V 型动车开行后,部分区段发生轻微高频横向振动现 象(以下统称抖车),当时普遍认为与新轨初始轨面 不平顺有关,并未引起足够的重视.当年5月再次 添乘V型车时发现抖车现象仍然存在,甚至部分区 段出现了严重抖车,为此北京铁路局工务处组织专 业人员对该区段内抖车问题进行了调查,分析并安 排进行整治. 1抖车现象的调查 1.1添乘V型车 在检查初期,连续5d每天2人添乘管内所有 V型动车,有34,38,4O,41,43,44六辆动车组.积 累便携仪检测数据,人工感觉以及列车运行状态,运 营公里等基础资料. 1.1.1抖车情况 通过添乘途经管内的6辆V型车数据对比分 析,其中43,38号2台动车抖车现象严重,4O号轻 微抖车,34,41,44号3台动车没有抖车现象. 另外在添乘的前10d,京广线是上行抖车,下行 没有抖车现象.通过对上,下行线路设备的调查对 比未能找出上下行线路的明显不同.10d后添乘, 上行抖车现象突然消除了,而下行却发生了抖车现 象.后经向机务段了解,原来是动车编组方向南北调 收稿日期:2011—12一O5 作者简介:刘立锋(1974一),男,助理工程师,主要从事工务线路 技术管理工作 换.这一情况明动车状态也是抖车的一个因素. 1.1-2列车运营状况 对以上6辆动车组的运营情况进行了了解,抖 车状况和动车车轮修理后的运营里程成正比,运营 里程越长则抖车情况越明显,其中抖车严重的43, 38号两台动车都基本达到了车轮规定的修理周期. 通过添乘和现场分析,可以得出的结论是抖车 和车辆有直接关系,同时也看出线路设备抖车段也 存在着未被认知缺陷,工务部门必须在工务设备上 找原因. 1.2轨道情况检查 对京广线上行K346,K358,K329等区段进行 了现场线路检查,同时对不抖车的K347,K328等区 段也进行了对比检查. 1.2.1轨道外观检测 (1)高低.从现场目测大平来看,高低基本良 好,通过采用40m弦绳测量检测,10m范围内没有 超过3mm的高低,也没有多波规律性的高低病害. (2)水平.现场水平按每2根轨枕间隔进行检 测.通过静态检查,水平值保持良好,基本在1,3 mm间,没有交替的水平正负变化.现场动态下轨 枕存在轻微吊板. (3)轨距.轨距相对较小,多在?1mn2间,且 负轨距相对较多. (4)轨向.在曲线抖车段检查轨向相对较差,尤 其是缓和曲线的正矢变化存在正负变化.从图1上 看正矢变化不良.同时正矢和水平的变化上存在逆 向复合不平顺,加剧了车辆转向架的摆动和扭曲. 在直线段检查轨向无明显不良,没有超过3mm 国防交通工程与技术_2012第2期 ? 实倒分析?新换轨区段横向抖车问题的调查,分析与整治刘立锋 3 妻2 缓和曲线长度/m 图l上行K358曲线正矢测量图 的轨向,却明显存在2mm及以下的多波轨向.轨 向波长基本在6,lO121.图2是京广上行线K346 直线段轨向图(每根轨枕一测);图3是通过变焦相 机照下的相片,放大后轨向明显. 量- 叵 3 2 1 0 . 1 . 2 . 3 (5)轨面光带.通过对钢轨表面的观察,没有发 现光带的异常.采取轨面喷漆,让动车辗压后,用数 字卡尺进行测量.通过这种检查方法,基本一致,无 明显不同,无明显波磨.抖车严重段的轨面内侧圆 弧辗轧明显,且侧面有间断性的侧磨痕迹(图4). (6)轨枕类型.对抖车地段的轨枕进行了统计, 轨枕类型没有共性,抖车段?,新?型及?型轨枕都扭矩.通过测量轨 枕立螺栓扭矩,抖车 地段的扭矩普遍较大,最大值超过350N?m,所有 抖车段都存在这一共性问题.从现场照片来看(图 5),较大的扭矩造成平垫圈变形,弹条下颏反弯向上 且失去弹性.通过对全段范围内随机抽验磁县,沙 河市,小康庄,高邑4个车间16km线路的扭矩来 看,其共同点是”同为一个换轨队换轨施工后车间未 进行过扣件松紧作业的地段,同时又全是抖车的地 段”. (3)弹条.通过对抖车地段弹条的检查,弹条发 生塑性变形的较多,尤其存在间隔4根轨枕左右都 有一个极度变形的弹条,其扭矩基本上超过350N? ITI,弹性减弱或失效是抖车地段的共性问题. (4)胶垫.针对扭矩较大的问题,重点观察了胶 垫状态,抖车段胶垫多存在变形(图6).部分胶垫 成楔形胶垫,一侧测量10mm,另一侧只有7mm, 而且有的是里厚外薄,有的是里薄外厚,造成轨底下 胶垫不统一. 1.2.3近期主要作业情况 通过对抖车地段近期作业调查,抖车段在2009 图3轨道直 线段 图4轨面侧磨痕迹 图5螺栓大扭矩影响 图6胶垫变形 年4月份中修期间进行了大机捣固作业.通过对起 道量的调查,普遍采取的是”普抬10mm4-自动找 平”的作业方式,未进行抄平. 2抖车问题的分析[1] 通过以上现场调查分析,抖车段与非抖车段比 国防交通工程与技术_2012第2期 ? 实例分析?新换轨区段横向抖车问题的调查,分析与整治刘立锋 较主要存在以下不同:?抖车地段轨距普遍小,负轨 距较多;?抖车段明显存在多波轨向;?抖车段的螺 栓扭矩普遍较大,多在180,350N?m间,且不规 范,不一致;?抖车段枕下吊板情况较为突出,基础 不稳;?抖车段胶垫存在变形. 2.1轨距对抖车的影响 经过换轨作业后,轨距基本控制在了”一1,+1 mm” ,轨向病害峰值变小,基本在1,2mm间,但轨 向波长却变短,基本在6,10m间.相比与换轨前 轨向波长141TI左右的状态,加剧了转向架的摆动. 通过对轨检车图纸的分析,轨向波长变短是造成晃 车,抖车的主要因素.轨距在一2,+4mm时,线 路轨向病害的反映是峰值较大,但波长较长.一般 是轨向在2,4mm,波长12,18m.针对以上情 况,轨距较小尤其是出现负轨距时,造成轨向波长变 短成为抖车的一个重要因素. 2.2螺栓扭矩大的危害 轨枕立螺栓扭矩偏大,造成挡板卡死轨底,弹条 失去弹性,胶垫变形等一系列的问题,最终使轨道刚 度过大,易造成轨枕吊板.而大扭矩产生的根本原 因是换轨作业时以扭矩大小卡控轨距的作业方式. 通过调整里外口螺栓的扭矩,改变轨底坡而达到轨 距达标,最终造成钢轨作用面扭曲. 2.3弹条,胶垫问题 弹条失去弹性,胶垫失效变形主要因扭矩过大 所造成,其危害不言而喻.在造成轨道刚度过大的同 时,易形成枕下空吊,造成水平频繁变化,引起抖车. 2.4作业方式的不正确 经统计,所有抖车地段全是自2008年9月,12 月份,由同一换轨队换轨的地段.在此基础上,对这 一 换轨队换轨的所有地段进行了调查.通过调查来 看,只要是换轨后,车间自己进行过涂油,放散等松 动螺栓作业的地段,都不抖.从这一数据中可以确 认,通过螺栓控制扭矩进行改道作业的这一不正确 方式,是造成扭矩过大,轨底变形的主要原因. 通过以上分析,对新换轨地段抖车成因应主要 从轨道结构和车辆两方面认识.从轨道结构上讲, 理想的状态是钢轨均匀,地承受车辆的竖向,横 向力的同时,弹条,轨距挡板和胶垫都处于良好的作 用状态.同时车轮因素是抖车的一个重要原因.通 过对抖车严重动车车轮的观察,发现车轮缘内侧磨 耗严重.在添乘中同一个抖车的动车,遇雨时抖车 明显减轻,一方面可认为是天冷轨向小了,更重要的 是雨水起到了润滑作用,雨雪后车轮在蛇形蠕动中, 作用面达不到内侧磨耗严重轮缘内侧,从而引不起 抖车.所以消除抖车也必须按规定周期进行车轮整 修作业. 3现场整治 根据以上结论,抽取地段进行验证.通过检验 来看,所有抖车地段的情况验证了以上判断是正确 的,但在下行非抖车段也有部分区段存在以上问题 却未发生抖车.譬如上行抖车自K377~K346明显 抖车,而到同为200段的K347后明显不抖了.经 对比K346,K347检查结果,二者轨型,枕型等完全 一 致.不同的是K346存在以上情况,而K347换轨 后进行过放散施工,相对负轨距很少,轨向良好且扭 矩达标.在此基础上,针对抖车地段进行结合轨向 改轨距作业,同时对所有螺栓进行重新锁定. 3.1整治措施 检查抖车段K374扭矩,普遍超过270N?m, 胶垫受力过大,存在老化,失效的情况.检查不抖车 的K328,K330,K337,扭矩在70,140N?m之 间,轨向较好,轨距相对负轨距少,水平基本在2,4 mm. (1)在K373+300,K374+100间隔30m做 “哑铃型”线型,引导轮轨关系变化,消除共振. (2)对上行线K346+400,K346+800,K357+ 900K358+400全部松开螺栓重新锁定,卡控在 80,150N?m间,锁定中结合轨向进行改道. 3.2添乘对比 (1)根据现场检验的情况,又进行了添乘对比, 从添乘来看,扭矩达标,胶垫不变形的处所,抖车情 况基本不存在. (2)结合每天现场检查,安排整治的进度,同时 每天添乘D136检查.K374作业后抖车地段减少 了2处;K368作业后明显减少.对此可以认为整治 轨向有效果,但重新锁轨扭矩达标效果更明显.于 是我们改正为”连续作业形成一定的距离,先重 新锁定后再放轨距变轨向”,由邢台车间组织力量利 用当晚的天窗点进行全面作业,完成了K376+000 K375+000,重点放在K376+0OO,K373+300间. (3)结合邢台作业的情况进行添乘对比,同样抖 车严重的车在经过上述作业后,不再抖车. 国防交通工程与技术_囝20l2第2期 ? 实例分析?新换轨区段横向抖车问题的调查,分析与整治刘立锋 4对抖车问题的思考 4.1导致抖车的可能原因 . 4.1.1水平问题 高频抖车主要与车轮引起转向架高频振动有关. 而引起转向架抖动的因素主要是水平,或者是由轨向 或其他原因最终表现出来的水平变化.这些水平和 轨向病害幅值不大,波长较短且与多波连续存在有关. 不能简单地认为静态下道尺测量的水平达标就是良 好,而应从轮轨关系的角度出发进行深入的研究.除 静态测量的水平外,它还应包含因轨向,轨面扭曲等所 形成的水平值的微小变化,以及车轮运行中不踏面不 对称所造成的水平变化.主要表现在以下四个方面: (1)静态水平存在交替变化时,尤其是水平轨向 逆向复合不平顺应当成整治的重点. (2)轨向变化引起的水平变化.车轮踏面在不 同位置所形成的水平是不同的,轮缘一侧和最外侧 相比水平差近6mm.而列车在运行的过程中,一 是受轨向的影响;二是车辆自身的蛇形运行,造成车 辆在运行中左右车轮踏面并不对称,从而造成动态 下的微小水平变化. (3)胶垫变形引起的轨面变化.轨底胶垫因扭 矩变形后,造成钢轨底部产生连续扭曲变化,最终反 映到轨顶面上,造成轨面和车轮接触面非直线,而是 一 个螺旋变化的曲线,形成连续的水平变化. (4)胶垫失效造成轨道刚度大,形成枕下吊板引 起的水平变化.由于螺栓扭矩超限,造成轨道刚度 不符合要求,枕上部分弹性丧失,枕下受力过大,轨 枕动态下产生吊板,形成水平微小偏差的交替变化. 4.1.2车轮问题 车轮磨耗的内轮缘和钢轨内侧作用圆弧产生接 触,在运行过程中引起转向架的高频振动. 4.2抖车问题的整治 消除新轨地段抖车的关键是从轨道结构人手, 突出轨面,水平和轨向,细化联结零件有关标准,分 步有序做好以下整治作业. 4.2.1扭矩控制在标准范围内 通过现场调查来看,目前最为关键的是进行扭 矩的达标工作.严格控制螺栓扭矩,使弹条处于均 衡状态.根据《修规》要求扭矩应在8O,150N?m 间,建议轨枕立螺栓扭矩控制在120~140N?m间. 坚决根除通过控制扭矩达到改道作业目的的做法. 作业中要控制扭矩值相对统一(1根轨枕4个螺栓扭 矩应基本相同,一个区段基本相同),不超上限值等. 4.2.2控制轨距和轨向 轨距整修是线路维修中最基本的一项作业,由 于一线员工对”零误差”的错误认识,形成轨距作业 “ 一 1,+1mm”的作业标准,最终形成多波轨向. 如果能在作业中,把轨距从单一的数值放到一个允 许的幅度内,由”窄带”向”宽带”转移,则对高速条件 下行车会有所帮助.即卡控轨距的变化率,放大轨 距最大最小值,建议放在”一1,+3mm”间.日常 进行轨距作业,必须以轨向为基础,消灭对股轨向. 4.2.3更换失效胶垫和弹条 针对失效的胶垫和弹条必须立即安排更换,确 保钢轨和轨枕的连接符合相关标准要求.弹条与轨 距挡板,轨距挡板与钢轨的接触,应处于合理状态, 卡的太紧不利于轨道平稳. 4.2.4进行大机捣固作业 大机作业前,必须进行全线抄平设计,恢复标准 纵断面.重点注意以下三项工作:?避免同一起道 值的普起捣固作业,尤其是?15mm左右的普起量 捣固.?尽量采用激光准直等起,拨道辅助设施,以 提高大机作业的精确度.?大机作业要确保质量, 夹持时间,捣固频率等参数必须严格遵守. 4.2.5周期性进行大机钢轨打磨 周期性钢轨打磨是消除抖车的基本环节,要求 有关部门必须在新轨上道后及时安排打磨作业,消 除出厂原始的轨面不平顺.打磨作业中,重点加强 对钢轨轮廓的修理. 4.2.6机车修理 机车车辆必须按规定周期进行轮对修理. 5结束语 抖车的成因是多方面的,京广线新换轨后的抖 车成因主要是由于扭矩不良,多波轨向和水平等引 起,另外车辆轮缘磨耗的最终表现形式也是由水平 所表现出来.针对抖车问题必须进行综合性的分析 和整治.车的因素是不能忽视的,但作为工务部门, 因本着”状态较差的车是评定线路质量更高精度的 检测平台”的认识,反查出工务设备存在的问题. 参考文献 E1]罗林,张格明.轮轨系统平顺状态的控制EM].北京:中 国铁道出版社,2006(上转第26页) 国防交通工程与技术一2ol2第2期 ? 研究与设计?基于校验系数的桥梁承载能力评估标准研究李红鸽 参考文献 [1]张劲泉.我国公路桥梁承载能力检测评定技术的现状与 发展[J].公路交通科技,2006,23(4):15—17 [2]杨昂.桥梁上部结构检测评估与加固技术[M].武汉: 武汉出版社,2008 [3]交通部公路科学研究处.大跨径混凝土桥梁的试验方法 [R].北京:交通部公路科学研究处,1982 [4]交通部第二公路勘察设计院.公路旧桥承载能力鉴定方 法(试行)rM].北京:人民交通出版社,1991 [5]交通部公路科学研究所.公路桥梁承载能力检测评定规 程(报批稿).北京:交通部公路科学研究所,2003 [6]同济大学.铁运函[20O4]12O号铁路桥梁检定规范[s]. 北京:中国铁道出版社,2004 [7]蒙云,卢波.桥梁加固与改造[M].北京:人民交通出 版社,2004 [8]张俊平,周建宾.桥梁检测与维修加固[M].北京:人民交 通出版社,2006 [9]张劲泉,王文涛.桥梁维修与加固手册[M].北京:人民交 通出版社,2007 [1O]高飞,施尚伟,杨华刚.提高桥梁承载力评定客观性的 方法探讨口].重庆交通学院,2005,24(6):14—16 ResearchontheTest-Coefficients-BasedEvaluationCriteria fortheBearingCapacityofBridges LiHongge (ShijiazhuangAdministrationOfficeofRoadsandBridges,Shijiazhuang050000,China) Abstract:Inthelightoftheconceptoftestcoefficients,theinfluentialfactorsoftestcoefficientsareanalyzedindetailinthepa- per.Afterthereferencevaluesoftestcoefficientsindifferenttechnicalspecificationsandliteraturearecompared,itisfound thattheyarenotablynotinagreementwitheachother,whichreflectsthattheexistingcriterionofinspectionandevaluationfor highwaybridgesareimperfectandunscientific.Uponthebasisoftheloadtestsofmanyurbanviaducts.theconstantrangeof thetestcoefficientsofstressanddeflectionfornewly-builtpre-stressedconcretesimply-supportedplategirder,T-beamandcon— tinuoussteelboxbridgesaresummedupbythemethodofmathematicalstatisticsinthepaper.Itprovidesausefulreferencefor perfectingtheevaluationcriteriaofbearingcapacityforurbanviaductsinourcountryandcompletingbridge-testingprojectssci— entifically. Keywords:bridge;bearingcapacity;evaluationcriteria;loadtest;testcoefficient (下接第46页) TheInvestigation,AnalysisandTacklingoftheCar-ShakingProblem inRecentlyTrack-ChangedSections LiuLifeng (HeadquartersoftheHousingandRelativeProjectsTransformationConstructionoftheDezhouRailwayStationoftheBeijingR~1wayBureau, Dezhou253000.China) Abstract:Inordertosolvethecar-shakingproblemcausedbythelocomotivehorizontalhigh-frequencyvibrationaftertherail— changingrepairoftheBeijing-GuangzhouRailway,anon-the-spotinvestigationandcorrespondingexperimentsaremade.An all—roundanalysisismadeoftheimpactofthecar-shakingproblemresultingfromthechangeofrails,diffusion,theoperationof largemachineryandotherconstructionprocesses.Afterexcludingthefactoroftheinitialrailirregularityinmanufacturing,it canbeconcludedthatthecar-shakingphenomenonischieflycausedbythefollowingfactors:thecontrolrangeofthetrackgauge beingtoosmall,whichresultsinthepeakvaluesofthediseaseinthetrackorientationbeingsmallandthewavelengthbeing short,thusformingthemultiple-waveorientationofthetrack;thetorsionoftheboltsforsleepersbeingtoogreat,causingthe springybandsandrubbercushionstobecomeineffectiveandtobedeformed;levelchangesbeingtOOfrequent;constructionoper— ationsatthesitebeingincorrect,etc.Withtheabove-mentionedfactorstakenintoaccountandcorrespondingmeasurestaken, verygoodtacklingeffectsareachieved. Keywords:rail-changingrepair;motortrain;car-shakingphenomenon;structureofthetrack;torsionofthebolt;springyband; rubbercushion;level;orientationofthetrack;wearandtearofthetrack 国防交通工程与技术囵2012第2期