42號CN系列高速道岔鋼軌廓形打磨方法研究與實踐

鄭 浩 中國鐵路上海局集團有限公司蚌埠工務段

京滬高鐵已開通運營多年，其中鋪設的42號CN道岔普遍存在動態人體感覺不良情況，尤其是順向過岔舒適性不良。本文結合管內揚州線路所2#道岔長期人體感覺不良的整治案例，結合道岔結構和FAKOP動態軌距優化等特征，通過鋼軌廓形修理打磨的方法優化輪軌接觸關系，提高了列車高速通過時的舒適性，為42號CN系列高速道岔的人體感覺不良病害的整治積累經驗。

1 設備概況

揚州線路所鋪設的2#道岔為60 kg/m鋼軌42號右開可動心板式無砟道岔，設計圖號CN6142AS，設計通過速度直向350 km/h、側向80 km/h。該組高速道岔自開通運營使用以來，側向不通車僅開通使用直向，列車運行方向為順向，實際最高通過速度350 km/h。根據動態檢查數據，該道岔始終存在岔心到岔尖出岔人體感覺不良，人工添乘機頭時人體感覺車體明顯的呈現“先左后右”橫向擺動，2019年的車載式晃車儀數據較高頻率出現幅值達0.13 g水加Ⅱ級報警，人工添乘采用的便攜式添乘儀也出現水加Ⅲ級報警。

2 整治方法分析

為了解決揚州線路所N2#道岔搖晃的問題，前期采用線形精調、更換尖軌、調整降低值等方式進行整治，從整治的效果來看，列車通過舒適性差的問題仍然存在，通過各項檢查數據綜合分析，在2019年最終確定通過鋼軌廓形打磨修理為主要手段進行綜合整治。

（1）現場調查分析

通過組建專業檢查小組，認真開展現場病害調查。一是抽調業務素質精、責任心強的人員按照“鋼軌廓形測量、鋼軌光帶位置、寬度、非正常磨耗、軌道線形測量、軌道幾何尺寸、降低值測量、扣配件系統、無砟軌道結構”九項檢查內容制定檢查清單，逐項逐處體檢式檢查；二是聯合電務對工電結合部的頂鐵、密貼、輥輪、滑床臺等項目進行重點檢查；三是加強動態添乘檢查，由同一個人分別添乘確認車、常速車、復興號，不斷感覺和驗證搖晃的地點和方向，為精準定位提供決策依據；四是做好波形圖分析，進一步驗證動靜態檢查的結果，為補充檢查和制定方案提供依據。

（2）確定整治思路

按照“結構整治、軌道幾何尺寸、鋼軌修理”的工作思路：一是對整體結構檢查進行分析研究，檢查結果發現揚州線路所2#道岔無砟軌道及扣件結構系統無異常；二是檢查整體線形無陡變，軌道幾何尺寸和降低值符合要求；三是通過工電結合部也無異常和突出問題。

因此，將主攻方向調整為通過鋼軌廓形打磨修理，改善輪軌關系匹配度上面。

3 道岔鋼軌廓形打磨方案制定

3.1 靜態分析

根據靜態檢查結果，以道岔鋪設圖為底，按照每根枕位對問題進行標注，準確在圖紙上顯示道岔的實際狀態，明確了整治的區域范圍和大體工作量。

3.2 動態分析

根據近期動檢車波形圖和添乘情況，對揚州線路所2#道岔進行波形圖分析如圖1所示。

圖1 揚州線路所2#道岔動態檢測波形分析

沿著列車運行方向，從大里程向小里程查找，215#枕～199#枕向左側偏，192#枕～150#枕向右側偏，右側偏較嚴重；37#枕～5#枕向左側偏，5#枕～岔前27#枕向右側偏，為人體感覺較為明顯的第一處；岔前81#枕～岔前125#枕向左側偏，為人體感覺較為明顯的第二處，如圖1橫向加速度變化可見列車過岔時明顯左右搖擺。

3.3 輪軌匹配關系分析及方案制定

（1）做好FAKOP部位等效錐度控制。CN系列道岔在轉轍部位設計為動態軌距優化，最大加寬15 mm，在廓形設計時要充分參考動車組輪對設計踏面在FAKOP部位的錐度變化，按照“少量多次”的原則，制定修理方案。

（2）對非正常磨耗部位的檢查整治，如圖2所示。一方面考慮更換膠墊，改善軌底坡；另一方面適當調低每次修磨量，不斷觀察每次鋼軌修理效果。

圖2 晃車導致的側磨分布示意圖（紅線標識部分）

（3）做好同類型道岔光帶的比對，為制定打磨方案提供參考依據，如表1和圖3所示。

表1 道岔光帶比對情況

圖3 內直、外直股鋼軌光帶分析

（4）按照-17.15～27.55共計10個斷面，分別測量鋼軌實際廓形與標準廓形進行比對分析，如表2和圖4所示，初步完成打磨方案如表3所示。

表2 揚州線路所2#內直-1#外直實測廓形對比

圖4 十項參數分項折線圖

表3 道岔外直、內直廓形打磨方案

4 道岔廓形打磨相關控制要求

（1）現場鋼軌修理作業前，必須對作業人員進行技術培訓，學習鋼軌廓形打磨方案，線下進行鋼軌廓形打磨模擬訓練，待人員熟悉機械性能，熟練掌握打磨量和角度調整，經廓形儀驗收合格后方可安排上道作業。

（2）在作業前一日要安排作業人員參加現場安全技術交底，重點要明確作業區域、作業范圍、每個角度的打磨量等。

（3）作業前放置好安全木，扳動道岔時加強聯系，注意前后瞭望，確認無其他作業人員在岔區。

（4）遵循鋼軌修理“少量多遍”的原則，勻速平穩往返推動打磨機；在軌頭從軌距角向非作用邊全斷面打磨，每做完一個角度0.1 mm的打磨量，要立即使用廓形儀進行檢查驗證，以便安排修正。

（5）打磨后軌面光帶居中，光帶寬度25 mm～30 mm，前后光帶順接無明顯突變；用1 m電子平直尺測量軌面平面凹凸誤差不超過+0.3 mm～0 mm；打磨順坡坡度不少于0.5‰。

（6）作業后，檢查道岔各部位螺栓是否緊固，對結合部、幾何尺寸進行回檢，做好道岔轉轍部位的清掃工作，回收工機具材料，記錄回檢數據及完成的工作量。

（7）安排人員添乘次日動車組，與近期人體感覺進行比對，對當日作業效果進行驗證，根據動態情況和現場檢查結果，不斷修正鋼軌修理方案。

5 結束語

通過此次大號碼道岔鋼軌廓形打磨實踐經驗，取得較好效果，得出以下有益結論：

（1）揚州線路所42號CN系列道岔的人體感覺不良與軌道結構、線形關系不大；

（2）按照“嚴檢慎修”的理念，通過合理的道岔廓形測量分析和方案設計，經過鋼軌廓形修理后，揚州線路所2#道岔車載式檢查儀Ⅱ級報警次數明顯降低，水加幅值也控制在0.10 g左右，便攜式添乘儀檢查水加無Ⅲ級報警，人體感覺舒適性明顯提高；

（3）通過鋼軌廓形打磨可以有效解決尖軌、基本軌非正常側磨問題，修復列車走行光帶，提高行車舒適性；

（4）高速道岔鋼軌廓形打磨專業性很強，通過組建高鐵鋼軌專業修理隊伍對高鐵站場道岔鋼軌的計劃性修理，可以有效提升高速道岔運行品質，延長道岔設備使用壽命。