晃车偏差的原因分析及病害整治办法

来源:用户上传      作者: 庄　薇

　　[摘要] 目前，为了更科学地指导线路维修、掌握线路状态，我国铁路部门在很多机车上安装了车载式晃车仪，我段管内许多机车也安装了车载式晃车仪，通过检测机车车体振动加速度的大小来评价线路质量状态，车体振动加速度分为两种：垂直振动加速度和水平振动加速度，该文通过分析影响车体振动加速度的因素，提出对线路病害的整治方法。
　　[关键词] 晃车偏差 原因分析 病害 整治办法
　　
　　为了更科学地指导线路维修、掌握线路状态，我国铁路部门在很多机车上安装了车载式晃车仪，我段管内许多机车也安装了车载式晃车仪。其主要原理就是通过检测机车车体振动加速度的大小，实现实时监测线路状况，及时发现线路不良处所来评价线路质量状态，但是，现场作业人员对车体振动加速度超限处所产生的原因及整治办法还不甚了解，下面就对这一问题进行简单阐述。
　　
　　1 车体振动加速度病害的危害
　　
　　车体振动加速度分为垂直振动加速度、水平振动加速度。
　　车体振动加速度过大，直接影响列车的平稳度、旅客的舒适度，在其他附加因素作用下还可能引起列车脱轨。它的偏差值大小除了与机车、车辆技术状态有关外，还与列车速度、轨道结构状态、轨道各种不平顺的幅值、波长、分布及变化率等有关，是列车运行状态的综合反映。
　　
　　2 影响车体振动加速度的因素
　　
　　2.1 轨道影响车体垂直加速度的原因
　　影响机车车体垂直振动加速度的原因有：轨道几何尺寸不良（如高低不平顺、连续小高低、轨面波浪形磨耗、不良焊头等）、接头综合状态不良（如上下错牙、大轨缝、空吊低塌、轨头掉块、马鞍形磨耗、轨枕失效等）、道床弹性严重不良或不均匀地段（如板结、翻浆冒泥、桥梁两端、道口及道口两端、隧道、新老路基结合部、木枕与水泥枕连接处、路堤与路堑连接处等）及多种病害的叠加。
　　（1）轨道几何尺寸不良，特别是轨面的短波不平顺，会引起机车的跳动，危急行车安全。
　　（2）接头综合状态不良、道床弹性严重不良或不均匀地段都会增加轮轨间的动荷载，引起机车的剧烈晃动。
　　2.2 影响车体水平加速度的原因
　　影响机车车体水平振动加速度的原因有：曲线、道岔区连续小方向，钢轨硬弯，接头支嘴，轨距及轨距变化率不良，钢轨直线区段交替不均匀磨耗，水平和轨向的逆向复合不平顺，曲线超高设置与即时速度不匹配（如欠超高、过超高），线路结构状态不良（如扣件缺失、松动或扣件扭力不均匀、枕木失效、轨底胶垫压溃、翻浆冒泥等）及多种病害的叠加。
　　（1）如果线路水平状态不良，机车车辆的重心来回改变，从而使两股钢轨所受的冲击力不同。当速度提高时，轮轨作用力加大，导致钢轨挠度增加，促使水平不平顺加大。如果遇到轨距及轨距变化率不良时，就会导致列车做剧烈的蛇行运动，晃车剧烈。
　　（2）对于客货混跑的线路，超高的设置与速度的平方成正比，与半径成反比，然而列车通过某一曲线的速度各不相同，因此所设的超高不可能适应每一趟列车，普遍存在着过超高或欠超高现象。提速后，一些旅客列车的运行速度往往接近线路最高允许运行速度，即使曲线状态良好，当列车以最高速度通过曲线时，理论上也将出现未被平衡的离心加速度，列车运行到曲率变化点时（直缓、缓圆点）水平加速度发生变化，列车也会产生晃车现象。
　　（3）直线段钢轨的交替不均匀侧磨。机车车辆在行驶中，由于轮轨间设置了9毫米的游间，轮对踏面又为锥形，因此理论上轮对在构造上就存在蛇行运动。当蛇行运动与线路的弹性不平顺、轨道几何尺寸不平顺等不利因素耦合时，列车就十分容易在同一地段发生同形态的蛇行运动，在线路通过一定运量后，便逐渐出现钢轨交替不均匀侧磨。轮对蛇行运动时，车轮轮缘是贴靠在侧磨一侧作用边，如果磨耗幅值大而车速又高，势必产生剧烈的晃车。
　　（4）逆向位复合不平顺。在线路的同一位置上同时存在高低、水平与轨向、轨距在一起的病害称为轨道复合不平顺。复合不平顺的组合有多种形式，当存在逆向位复合不平顺时，列车速度较高时将引起较大的晃车。
　　（5）扣件缺失、扭力不均匀。列车通过时，在动荷载的作用下，钢轨会向两侧发生不均匀的弹性挤开，列车速度较高时也会引起较大的晃车。
　　（6）枕木失效、翻浆冒泥都会增加轮轨间的动力响应，加剧钢轨的外挤，特别是机车高速运行时，会引起机车的剧烈晃动。
　　
　　3 对晃车的整治办法
　　
　　3.1 改变设备的检查思路
　　现场静态检查时，不仅要检查轨道几何尺寸，还要检查结构病害（如不均匀磨耗、不良焊头、硬弯、翻浆冒泥、失效轨枕、扣件状态）；不仅要检查明的，还要检查暗的（空吊、暗坑）；不仅要查一处、核一处，还要核查一下同一处有否多种病害的同时存在，尤其是轨向、水平的逆向位复合不平顺，同时还要核查一下前、后撬之间病害的组合情况（如50米范围内的连续小方向、小高低、水平、轨距的变化率等）。曲线要加密检查，增加5米的副桩，以确保曲线的圆顺，曲线地段2块板量1处，以确保轨距变化率和超高顺坡率符合要求；同时要查看缓和曲线正矢差之差，圆曲线正矢差；并检查直缓点、缓圆点的有无鹅头，直线段轨向等，严格按精检细修的方法，按“54321”的检查理念，认真做好设备的检查工作，这是确保不晃车的前提。
　　3.2 转变观念，改变维修作业的方式
　　作业杜绝单打一，如改道要注意轨距变化率、方向，同时要做好线岔的结构整理工作，捣固要注意水平幅值及水平变化率，作业要认真做好“自检、回检、抽检”三检制，确保作业质量达标，并观察动态轨面、轨向、结构的变化，质量上必须按“零缺陷”要求，作业一处达标一处。
　　3.3 合理设置曲线超高
　　根据轨检车动态检测的结果和现场的结构状态，对一些超高不合理的曲线，及时进行测速，重新进行超高检算，合理调整设置曲线超高。
　　3.4 预防与整治直线钢轨不均匀磨耗
　　3.4.1 预防措施
　　⑴ 加强换轨、道岔大修后轨道的早期养护。大中维修换轨、道岔大修后，工务段应组织专业队伍，对小方向、小高低、轨距及轨距变化率进行细拨细改，力求做到零误差；扣件螺栓应用内燃扳手全部复拧一遍，确保扭力达标，同时达到无任何缝隙。轨道结构要做到“全、紧、密、靠”，加强对钢轨接头的养护，预防接头记忆病害的产生。
　　⑵ 整治与日常养护相结合。精养细修，综合兼顾，日常的维养作业务必讲标准，做到作业一撬达标一撬。
　　3.4.2 直线钢轨不均匀磨耗病害形成后的整治办法
　　⑴ 精细改道。当钢轨侧磨小于7毫米时，通过改道可以消灭轨距不良处所，改善轨距变化率，减小机车车辆的蛇行运动幅度，从而降低晃车程度，延缓钢轨交替不均匀侧磨的发展。
　　⑵ 当钢轨侧磨大于7毫米时，单凭改道已很难消除病害，这时对于长轨条应切割换边，对于普通线路应倒换作用边，同时对病害线路进行全起全捣，消除蛇行运动的激扰源，防止新一轮不均匀侧磨的产生。
　　3.5 加强设备养修，做好设备病害的整治
　　（1）对于线路轨道方向不良病害，分别要采取精量、细算、绳正法拨正曲线。
　　（2）钢轨存在的硬弯、错牙、支嘴等病害应有计划地进行调查整治。
　　（3）加强接头养护工作，消除低接头和空吊板，充分发挥现场焊补打磨班组的作用，及时打磨、焊补接头。
　　（4）加强薄弱环节的养修工作，对道口、桥上及两端、路基软硬不均地段要采取加强措施。
　　（5）加强结构养护工作（更换失效轨枕、处理道床病害、更换锈蚀轨距挡等）
　　3.6 加强轨道复合不平顺的控制
　　通过在现场对多次晃车仪病害的复核，轨道单项几何尺寸很少有超限的，但均存在小值的各种几何尺寸、状态不良复合在一起的现象，这些复合不平顺的存在，就是产生Ⅲ级偏差晃车的主要原因。所以，在日常养护维修、设备检查时一定要注意分析复合不平顺的存在，并进行综合整治，控制轨道复合不平顺的发生与发展。
　　工务工作的基本任务就是经常保持线路设备完整和质量均衡，使列车能以规定的速度安全、平稳、不间断地运行。因此，只要在日常养护维修工作中，通过科学的检测手段，认真细致地分析，按精养细修和零缺陷的要求，加强现场作业的控制，努力提高现场作业质量，一定能够实现我们的目标。
　　
　　参考文献
　　[1] 童大埙. 铁路轨道[M]. 上海: 上海铁道出版社. 1995: 289-377

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