大連機車旅順基地環線試驗線主要技術標準研究

史艷麗

（中國鐵路設計集團有限公司，天津 300308）

環形試驗線是內燃機車、電力機車、城際動車組、城軌車輛等研制過程中和生產下線后開展相關例行試驗、型式試驗、研究性試驗和耐久性試驗等所必需的試驗線路。為滿足我國客運高速鐵路動車組、貨運內燃機車和電力機車、城市軌道交通車輛的試驗需求，同時，為減少試驗線土地資源占用、降低試驗線建設成本，研究可同時內燃機車、電力機車、城際動車組、城軌車輛試驗要求的環形試驗線設計建造標準具有重要意義和價值。

中國北車集團大連機車車輛有限公司（以下簡稱大連機輛公司）通過多年技術積累以及引進消化吸收和再創新，擁有較強的研發能力和領先的技術優勢。自主研發了9600kW大功率交流傳動電力機車、6000HP 大功率交流傳動內燃機車、城軌車輛等產品，在國內同行中綜合實力和應對市場抗風險能力方面具有較強優勢。目前，具有年制造220 臺內燃機車、200 臺大功率交流傳動電力機車、300 臺中速柴油機和150輛不銹鋼城軌車輛的能力。大連機輛公司在大連旅順經濟開發區規劃建設了世界級的、國內最大、技術最先進的軌道交通裝備和通用動力機械的研發和制造基地（簡稱大連機車旅順基地）。

為滿足企業研制生產的主導產品內燃機車、電力機車和城軌車輛的試驗需求，大連機輛公司委托中國鐵路設計集團有限公司開展了大連機車旅順基地環線試驗線主要技術標準研究與環形試驗線設計。通過項目實施，形成了適應企業內電機車、城軌車輛及城際動車組生產規模的動態調試、試驗能力，在滿足正常生產需要的同時，為中國北車軌道交通車輛整機和關鍵零部件等產品研發提供有效支撐，促進中國北車的可持續發展。

1 線路概況與設計需求

1.1 線路概況

在廠區規劃紅線內，沿廠區四周設置環形試驗線，為最大程度減少對廠區的干擾，試驗線采用高架方式，試驗線通過連接線與廠區鐵路相連，便于車輛通過連接線上道試驗。環形試驗線按雙線設置，內環試驗國鐵機車，外環試驗城軌車輛。環形試驗線布局如圖1 所示。

圖1 環形試驗線布局

1.2 設計需求

（1）試驗項目需求。根據大連機輛公司的機車試驗需求，環形試驗線需要滿足電力機車、內燃機車和城軌車輛的型式試驗、例行試驗和研究性試驗43 個項目的全部試驗需求和21 個項目的部分試驗需求。

（2）試驗能力需求。環形試驗線每年可完成2000 臺機車例行試驗，城軌試驗線每年可完成250 列例行試驗或16列耐久性試驗。

2 主要技術特點與標準研究

2.1 鐵路等級與主參數設定

環形試驗線為工業企業鐵路，鐵路等級標準選用工企I級，線下工程按照國鐵II 級標準選用。

根據試驗線要同時要滿足內電機車和城軌車輛的試驗需求，線路數目為雙線。內環試驗國鐵機車，外環試驗城軌車輛。

試驗線最高速度為120km/h，綜合考慮多軌距、小半徑曲線的加寬及后期養護維修，線間距選用5.0m。

由于城軌車有25‰停車試驗的功能要求，結合本線實際情況，環形線最大坡度采用6‰，連接線最大坡度采用25‰。受廠區規劃紅線所限，最小曲線半徑為300m。

2.2 最小平直線長度計算

環形試驗線滿足GB/T 3318-2006《電力機車制成后投入使用前的試驗方法》、GB/T 3315-2006《內燃機車制成后投入使用前的試驗方法》和GB/T14894-2005《城市軌道交通車輛組裝后的檢查與試驗規則》規定，綜合考慮電力機車、內燃機車和城軌車輛的例行試驗、型式試驗、研究性試驗等試驗項目。

機車車輛的型式試驗要滿足從靜止到最高速度的平直軌道、從最高速度減速到靜止所需要的平直軌道、符合要求的坡直線以及小曲線。而對于耐久性試驗還要有能夠連續運行的線路即環形正線線路，并且具備必要的牽引供電條件。

起動和加速試驗過程：在南側直線段上，從速度為0 開始，加速到最高速度后，減速到55km/h 通過曲線后再減速至0。

線路制動試驗過程：在北側線路啟動和加速，達到55km/h 后通過曲線，達到南側直線段后，加速到最高速度，惰行3S 后，進行制動，直至停止。

根據平直線長度需求計算，要完成型式試驗規定的加速和起動試驗，電力機車需要平直線長度為1045m、內燃機車需要平直線長度為1030m、城際動車組需要平直線長度為1056m。要完成型式試驗規定的線路制動試驗，電力機車需要平直線長度為1081m、內燃機車需要平直線長度為1090m、城際動車組需要平直線長度為1070m。

對于城軌車輛例行試驗要求達到的速度為80km/h，加速和起動試驗需要的平直線長度為818m，線路制動試驗所需要的平直線長度為768m。

綜合上述計算結果，為滿足不同類型機車加速和減速起動試驗及線路制動試驗要求，本線縮短了平直線兩端線路的緩和曲線長度，采用40m，最終確定平直線長度1092.07m，滿足了內電機車和城軌車輛例行試驗的需要。

2.3 軌道標準選型與設計

環形試驗線為雙線鐵路，內環試驗國鐵機車，外環試驗城軌車輛，并且要兼顧多種軌距機車，采用多軌距鐵路：內環及內環連接線采用三股鋼軌兼顧1067mm 及1435mm 軌距的“三軌兩距”型式，配套采用特殊研發扣件，扣件除鐵墊板及T 型螺栓等外，其他部件與目前國內彈條Ⅰ型扣件通用，扣件結構設計合理、抗橫向水平力強，調整能力高，并可適應不同類型的鋼軌要求。外環及外環連接線采用三股鋼軌兼顧1000mm 及1435mm 軌距的“三軌兩距”型式，配套采用彈條Ⅰ型扣件。軌枕與道岔均進行特殊設計。內環及內環連接線采用50kg 鋼軌。由于城軌車輪與60kg 軌頭匹配性更好，外環及外環連接線采用60kg 鋼軌。

當采用標準軌和1067m 軌距兩種軌距線路，3 軌方案對橋梁偏心較小，不影響機車限界，對橋面寬度基本沒有影響，可以采用T 梁。通橋簡支T 梁截面3 軌方案布局如圖2 所示。

圖2 通橋簡支T 梁截面3 軌方案布局

2.4 供電制式選擇

環形試驗線既要試驗國鐵機車，又要試驗城軌車輛。因此，雙線按多電壓制式架設接觸網，內外環線設置架空接觸網，均適應AC25kV、DC750V、DC1500V 和DC3000V 四種供電制式載流及絕緣要求；外環線設置接觸軌，適應DC750V、DC1500V 兩種電壓制式載流及絕緣要求。

2.5 交直流干擾防護

本環形試驗線采用國鐵、地鐵車輛交直流混跑模式，內外環均需試驗交直流列車，造成內外環間存在相互干擾，為了消除交流AC25kV 高壓電形成的電磁場對直流系統的影響，采用了專門研制的交流限波器，以消除干擾磁場的影響。如果內、外環同時只試驗一種列車（同時試驗直流或者交流列車），內外環間不再存在干擾問題，交直流干擾防護措施可取消。

3 結語

大連機車旅順基地環線試驗線為國內首個可以同時滿足電力機車、內燃機車和城軌車輛的主要型式試驗和例行試驗項目要求的環形試驗線，采用了“三軌兩距”、多電壓制式架設接觸網、交直流干擾防護等多項新技術，目前已建成投產，滿足了大連機輛公司電力機車、內燃機車和城軌車輛的試驗需求。本文的研究成果對國內新/改建環形試驗線工程具有參考和借鑒價值。