朔黃鐵路綜合檢測標定試驗線的建設與應用

符立強，秦懷兵

(朔黃鐵路發展有限責任公司，河北 肅寧 062350)

朔黃鐵路重載綜合檢測車周期性地對軌道、接觸網、通信信號等基礎設施進行檢測，為各專業設備提供檢測數據作為狀態修依據，提升了重載鐵路的維護管理水平[1-2]。按照鐵路相關規定要求，各檢測系統需要定期進行標定，每次上線檢測前需進行功能檢查驗證。為此，朔黃鐵路發展有限責任公司按照國家標準和鐵路行業相關技術文件，建成了國內首條重載綜合檢測標定試驗線，對重載綜合檢測車6個檢測系統進行靜態標定和低速動態標定，并進行功能性和精度性驗證，確保各檢測系統功能完善和數據精準。

1 重載綜合檢測車運用情況

朔黃鐵路自開通以來，運量持續增長，2017年運量突破3億t。隨著列車運行密度增大，軸重增加，鐵路基礎設施病害也會相應增多，而重載鐵路大運量、大密度的運輸留給基礎設施檢修的時間十分有限，運輸與維修的矛盾凸顯。為全面、及時、準確掌握基礎設施狀態和設備質量變化的客觀規律，實時評價設備質量，準確進行設備安全評估，變革檢修模式，朔黃鐵路發展有限責任公司聯合中、美、英、德等國內外鐵路檢測主流技術供應商和科研院所，歷時4年成功研發出世界首列重載綜合檢測車，于2014年1月正式上線檢測應用。

重載綜合檢測車最高檢測速度為80 km/h，滿足重載鐵路等速檢測的要求，集成了路基道床、軌道、鋼軌超聲波探傷和接觸網、信號動態、無線通信場強、地面紅外軸溫探測站檢測等7大檢測系統[1]，通過1次檢測能夠對全部鐵路基礎設施進行病害查找和安全狀態評定。檢測運行計劃納入運行圖，每月上線檢測1次，根據各專業不同檢測周期開啟不同檢測設備：鋼軌探傷每月3次(含探傷車每月單獨檢測2次)；軌道、路基道床、接觸網、信號、紅外軸溫檢測每月1次；無線通信場強檢測每季度1次；建筑限界每年檢測1次。

重載綜合檢測車應用4年來，在保證運輸安全、提升基礎設施質量、提高運輸效率和通過能力方面發揮了不可替代的作用，取得明顯成效。

2 綜合檢測標定試驗線建設

按照中國鐵路總公司有關文件規定[3-4]，每年必須對檢測系統進行標定，檢測系統維修后也需要進行臨時標定，標定試驗需要建設專用標定線。國內各鐵路局軌道、接觸網、電務等各類型檢測車歸屬不同單位管理，標定線分別建設，所以尚未建設綜合標定線。為滿足綜合標定需求，朔黃鐵路發展有限責任公司于2016年3月建成國內首條重載綜合檢測標定試驗線。

2.1 標定試驗線位置選擇

圖1 綜合檢測標定試驗線及檢測車庫

綜合檢測標定試驗線建在綜合檢測車出庫走行線上(見圖1)，有3大優勢：①綜合檢測車每次上線檢測前牽引出庫，可以同時進行低速動態標定，無需轉線作業；②年度標定、更換檢測設備配件、更新系統后，需要對整個系統進行校驗或復核，對系統參數進行調整，而標定線毗鄰綜合檢測車庫便于標定作業；③便于對綜合檢測標定試驗線維護保養。

2.2 各標定段的設置

綜合檢測標定試驗線全長90 m，包含軌道幾何檢測標定段、路基道床檢測標定段、鋼軌斷面磨耗檢測標定段、鋼軌探傷檢測標定段、信號檢測標定段、建筑限界模擬侵限試驗物、里程定位電子標簽等。

2.2.1 軌道幾何檢測標定段

軌道幾何檢測標定段長度26.4 m，平直線路，鋼軌外形狀態良好。標定項目主要是軌距、水平。同時在該標定段設置模擬扣件缺陷5處、模擬軌面掉塊、擦傷5處，對巡檢系統進行動態驗證。

2.2.2 鋼軌斷面磨耗檢測標定段

標定軌為75 kg/m鋼軌，對股設置，分別用于左右兩側激光攝像機的標定。配軌方案見表1，標定段設計如圖2所示。

圖3 鋼軌探傷標定段傷損分布(長度單位：mm)

序號左接頭磨耗/mm中部磨耗/mm右接頭磨耗/mm鋼軌長度/m數量/根股別10124.51左246812.51左310141025.01左486412.51左52104.51左60124.51右746812.51右810141025.01右986412.51右102104.51右

圖2 鋼軌斷面磨耗檢測標定段設計示意

2.2.3 鋼軌探傷檢測標定段

鋼軌探傷檢測標定段全長65.9 m，由2對長度為25.0 m的60 kg/m、2對長度為12.5 m的75 kg/m傷損軌和異型軌組成，對鋼軌探傷系統各個通道的靈敏度進行動態試驗。同段鋪設60 kg/m和75 kg/m鋼軌屬國內首創。

標定傷損軌包含軌頭、螺孔、軌底不同大小和角度的模擬傷損[5]。傷損分布及模擬傷損如圖3、圖4所示。其中：J為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深35 mm；D為 軌頭外側平底孔，φ5 mm，深35 mm；K為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深20 mm；C為軌頭外側平底孔，φ5 mm，深20 mm；H為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深37 mm，與軌頭橫截面成-107.5°/20°；I為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深37 mm，與軌頭橫截面成+17.5°/20°；E為軌頭內側平底孔，φ5 mm，深55 mm；M為軌頭下顎裂紋當量，R5 mm；N為軌底月牙傷當量，R8 mm；A為 一孔向軌端方向下斜裂紋，長15 mm；L為二孔向一孔方向上斜裂紋，長8 mm；G為三孔向二孔方向下斜裂紋，長8 mm；F為三孔向二孔方向下斜裂紋，長8 mm；B為二孔向一孔方向上斜裂紋，長8 mm；O為一孔向二孔方向水平裂紋，長10 mm。

2.2.4 路基道床檢測標定段

圖4 鋼軌探傷標定段模擬傷損(長度單位：mm)

圖5 道床臟污試驗模型(單位：m)

路基道床檢測標定段標定項目有道床臟污指數、道砟陷槽、雷達天線穩定性。標定段全長41.57 m，其中包含道床臟污試驗模型和雷達天線標定鋼板。道床臟污試驗模型(見圖5)長24.42 m，分別設上行臟污道床、下行臟污道床和道砟陷槽，上、下行臟污道床各設5個臟污等級，道床中部較清潔，兩側臟污率較高。嚴格按照鐵運[2006]146號《鐵路線路修理規則》對道床臟污率評級的要求[3]，將道床臟污率的研究成果——道砟和臟污介質的組分、粒徑級配及質量配合比這3項關鍵指標應用于標定線建設[6]，可以進行道床臟污標定和路基病害標定。雷達天線標定鋼板采用3塊鋼板平鋪于軌枕上，用來標定探地雷達天線的穩定性。

2.2.5 信號檢測標定段

信號檢測標定段(見圖6)含電源引接線4根、軌端接續線12根、補償電容8個、軌端絕緣4組。①電源引接線：1.4 m 2根、1.6 m 2根；②補償電容：37 μF 2個、40 μF 2個、45 μF 2個、50 μF 2個；③軌端絕緣：50 kg/m 2組,60 kg/m 2組[7]。標定項目主要有軌道電路、補償電容、不平衡電流[8]。

圖6 信號檢測標定段

2.2.6 建筑限界模擬侵限試驗物

設置0.5 m×0.5 m×1.0 m的模擬標志物置于線路一側，距離線路中心線1.76 m，對建筑限界檢測系統進行標定和對比驗證。

2.2.7 里程定位電子標簽

里程定位電子標簽安裝于標定線南側接觸網桿上，距軌面高度2.2 m，對里程定位系統進行標定和試驗。

3 綜合檢測標定試驗線創新點

1)功能綜合。充分發揮朔黃鐵路發展有限責任公司實行專業綜合管理的優勢，摒棄“一個功能一條標定線”的思路，統籌考慮、綜合利用檢測車走行線的有限資源，滿足6個檢測系統標定需要。

2)為國內首次鋪設的道床臟污率標定段。由此形成的成果《一種鐵路運煤專線道床臟污率標定試驗線建設方法》已申報發明專利。

3)探傷檢測標定段同時鋪設60 kg/m和75 kg/m鋼軌。

4)信號檢測標定段結合生產實際進行了技術創新，增加了補償電容檢測子系統標定，改進了不平衡電流檢測子系統標定。利用整備場軌道環線發碼區段進行軌道電路檢測子系統標定，在國內尚屬首次。

4 結語

綜合檢測標定試驗線的建成實現了朔黃鐵路重載綜合檢測車多專業自主標定，該標定試驗線為國內首創，設計思路精巧，建設方案合理，具有獨創性和領先性。建成2年來，用于年度標定和上線前功能驗證，發揮了不可替代的作用。