淺談海外軌道交通工程設備限界檢測

舒 磊

（深圳地鐵國際投資咨詢有限公司,廣東 深圳 518000）

0 引言

埃及齋月十日城市郊鐵路是埃及第一條電氣化鐵路項目，是中埃兩國“一帶一路”合作的標志性項目之一，也是埃及第一條電氣化鐵路。該項目是連接市區與齋月十日城工業區、市區與新首都的快速通道，屬市域快線，具有服務半徑大、運行速度快、平均站間距大約6 km、以地面敷設為主等特點。

1 背景介紹

“限界”是指為了確保機車車輛在鐵路線路上運行的安全，防止機車車輛撞擊鄰近線路的建筑物和設備，而對機車車輛和接近線路的建筑物、設備所規定的不允許超越的輪廓尺寸線。根據軌行區限界的不同功能要求，可分為車輛限界、設備限界和建筑限界。從三種限界尺寸大小來看，車輛限界最小、建筑限界最大，設備限界介于兩者之間[1]。

埃及齋月十日城鐵路，項目一、二期線路總長約70 km，共設12座車站、1個車輛段和2座牽引變電所。列車采用6輛固定編組，最高運行時速為120 km/h，是中埃“一帶一路”合作旗艦項目之一，也是埃及第一條電氣化鐵路。項目位于開羅主城區東北部，該市域快線串聯東部各衛星城和新首都，并在起點與市區內地鐵3號線實現換乘，實現主城區和東部片區的有效連接。線路與ENR（埃及國家鐵路）相鄰，并在線路中預留了兩個接駁點，必要時可以使用該項目線路調動 ENR 鐵路的車輛設備。

該文以埃及齋月十日城鐵路項目設備限界檢測實踐為背景，從限界檢測裝置的設計、項目現場制作加工到限界檢測的組織實施，介紹在海外項目實踐中，如何高效、經濟地組織實施線路限界檢測相關工作，以供參考交流。

2 限界檢測裝置制作

2.1 限界設計

2.1.1 設備限界制定原則

（1）直線地段設備限界系考慮一系或二系彈簧意外損壞和未計及因素引起的車輛額外偏移，但不包括事故工況。

（2）曲線地段設備限界在直線地段設備限界的基礎上，按照列車在該曲線段的行車速度和超高值計算而得。

2.1.2 限界主要技術條件

限界是用以確定各種行車斷面凈空尺寸，它和車輛、線路、軌道、車站建筑、區間、供電、通信、信號等都有接口關系。合理的限界可以保障行車安全，也是控制土建投資的重要一環。

（1）車輛輪廓及動態包絡線。參照現行《地鐵限界標準》（CJJ96）《軌道交通工程技術規范》（GB50490）、UIC 國際鐵路聯盟－限界標準，該線車輛輪廓線、車輛動態包絡線來源于車輛供應商提供的車輛斷面數據。

（2）區間結構類型。地面區間采用路基形式、高架區間采用箱形梁的結構形式。

（3）車站結構類型。車站主要為地面站，其中地面部分為軌行區及站臺部分，地上二層部分為站廳層。

（4）正線建筑限界。全線土建工程的建筑形式：車站有側式、島式地面車站，車站站臺層軌行區為地面一層，高架側式車站，或車站站臺層軌行區為地面二層，無地下車站。區間主要為高架、路基、地下隧道（涵洞）。車輛段及出入段線均為路基。

根據土建工程特點該工程建筑限界分為地面島式車站建筑限界、地面側式車站建筑限界、高架側式車站建筑限界，以及區間正線路基段建筑限界、區間正線橋梁建筑限界、區間正線隧道內建筑限界、出入段線路基段建筑限界與車輛段庫內建筑限界等幾種形式。

2.1.3 限界檢測裝置的主要技術參數

埃及齋月十日城鐵路項目須遵循埃及國家鐵路限界體系，而該限界體系主要針對埃及既有線內燃機車牽引鐵路。該線路采用ENR建筑限界（埃及國家鐵路建筑限界線），檢測正線區間的設備限界；采用ENR鐵路限界（埃及國家鐵路車輛載重限界線），檢測正線站臺的設備限界。

2.1.4 限界測試設備現場制作總體思路

（1）依據埃及國家鐵路建筑限界線（ENR STRUCTURE GAUGE)、埃及國家鐵路車輛載重限界線（ENR LOAD GAUGE）制作、校核限界檢測裝置尺寸。限界檢測裝置分為主體支架、輔助支架、外鑲板材（橡膠/木質三合板）三部分組成，其中外鑲板為易拆卸、易調整模板，便于不同檢測場景時限界尺寸的快速調整[2]。

（2）采用一個主體支架，與不同限界尺寸的外鑲板組合的方式進行制作，既縮短限界裝置制作周期，又能同時滿足車輛段設備限界、車輛段檢修平臺限界、正線設備限界、正線車站限界這四種限界場景的檢測，制作成本也相對較少。

（3）限界檢測裝置安裝于平板車上靠近尾部位置，安裝時將設備中心與平板車中心線找正、對齊，固定安裝在平板車上。

（4）通過當地市場調研，對比鋁合金和木質材質，其中木質結構成本相對低廉、組裝、拆卸、運輸方便，且在安全系數相對更高（該線路為27.5 kV電氣化線路），故選用實木制作限界檢測裝置。其中主體支架采用寬度100 mm、厚度30 mm的松木，輔助支架采用寬度100 mm、厚度40 mm的松木制作而成，外鑲板材采用2.5 mm厚三合板（數控機床加工制作），固定在主體支架上，外鑲板外邊緣尺寸與限界圖尺寸一致。

（5）考慮到裝置運行期間的風阻，設備中間區域盡可能鏤空，外鑲板采用蝴蝶螺母、螺桿、絲套進行固定，并提前標記好尺寸，便于測試期間不同需求尺寸的切換和調整，提高設備檢測工作效率。

2.2 設備安裝載體實際尺寸測量及圖紙測繪

詳細設計圖紙繪制前需要現場對安裝設備的載體（平板車）進行測量，主要測量平板車的高度和寬度，確定設備限界的安裝固定方式，保障限界裝置尺寸的精度，同時需要考慮檢測設備安裝后在運行時的位置與周邊的車輛、設備保持安全距離。

2.3 設備限界檢測裝置現場加工圖紙繪制

設備限界檢測裝置現場加工圖紙繪制主要分為主體支架、外鑲板兩部分。繪制出二維平面圖，其中外鑲板繪制大樣圖見圖1。

2.4 設備限界檢測裝置現場加工制作

當地木工及機加工廠家相對比較多也比較集中，均為小規模加工廠。為保障設備的制作質量和精度，需要現場進行制作過程跟進，對關鍵部件和尺寸進行現場卡控，同時采用CNC（數控機床）切割外鑲板，以確保檢測裝置的精度。

2.5 設備限界檢測裝置安裝調試

由于限界檢測裝置加工制作與安裝現場有較遠距離，需要考慮運輸和組裝的便捷性。因此，需要在裝置在加工現場完成裝置和尺寸測試合格后，分解成部件運輸到測試現場進行組裝、安裝和調試。

3 設備限界檢測組織實施

3.1 檢測前提條件

（1）軌行區內垃圾基本清理完畢。考慮到軌行區內建筑垃圾清理問題歷來都是建設管理的難點之一，因此，無論如何在限界檢測前至少應對全線建筑垃圾進行一次全面清理，以消除行車安全隱患。

（2）軌行區內隧道或涵洞宜清洗完畢。地下隧道地段在具備條件時宜提前安排隧道清洗，再安排限界檢測工作，也可為了后續列車上線調試創造良好的條件。

（3）軌行區或涵洞照明設施完善。如果正式照明系統能在限界檢測前啟用，可使行車和檢測條件更佳。

（4）軌行區內應暫時停工：由于受軌行區內存在剩余工作量的影響，提前安排限界檢測會帶來一定的風險性。為了更好地體現限界檢測效果，在軌行區還存在剩余工作量情況下，在限界檢測期間軌行區內應先暫停施工。

（5）線路里程標制作安裝完畢，軌道精調完成。

（6）檢測前，限界幾何尺寸需經業主、設計、監理確認。

（7）檢測車組準備就緒，列車進路相關的轉轍機功能正常。檢測進路準備完畢，滿足檢測需要。

（8）限界檢查期間，無關人員禁止進入檢測區域軌行區，防止人身安全事故發生。

3.2 限界檢測人員組織

限界檢測涉及的專業多、檢測工作量比較大，為了保證限界檢測工作有秩序地組織開展，在檢測實施前應成立限界檢測工作小組，設總指揮、現場指揮及若干組員并明確分工，并邀請業主、監理全程參與見證限界檢測工作。安保組、車站組、車站土建等可考慮乘坐汽車提前在相應車站等候。

3.3 限界檢測方案制定

檢測用的工程車、平板車組專車專用，采用一臺動力車連掛一臺平板車（檢測設備安裝車輛）。限界檢測前應事先制定檢測的具體實施方案。根據全線軌行區范圍內工程進度和設計限界圖紙的要求，明確限界檢測范圍、檢測內容、檢測標準、檢測計劃、特殊地段限界檢測等相關內容。根據線路的特點可以分區段編制檢測方案，有計劃、有組織地實施檢測工作。

3.4 限界檢測車行車安全

限界檢測車的運行速度不宜過快，檢測期間正線直線地段和道岔地段宜控制在10~25 km/h，車站區域宜控制在 3~5 km/h，曲線地段宜控制在 5~10 km/h，未進行檢測作業或檢測完畢時，安裝限界檢測裝置的平板車可以采用≤30 km/h 的時速運行。限界檢測期間軌行區范圍內應暫停所有的施工作業。

3.5 限界檢測模板的調整

限界檢測裝置外鑲板可根據檢測需求來調節輪廓尺寸。在限界檢測前宜先做好各項技術準備工作，根據限界設計文件要求，事先計算、統計好限界檢測車途經不同地段時的限界檢測模板的調整量，特別是不同曲線半徑地段的設備限界輪廓尺寸，要根據不同的曲線半徑，調整不同的距離，以便于檢測時事先調整好檢測模板的尺寸。

3.6 限界檢測成果記錄

檢測期間安排專人負責測量和記錄工作，限界檢測前宜根據檢測區段編制專用的記錄表格，若遇侵限問題應在記錄表格上記錄實測侵限的具體位置和測量數據，同時在侵限部位或設備旁做好標記，同步拍攝照片或視頻，便于階段性檢測完成后的限界檢測書面報告編制。

3.7 限界檢測方案優化

通常情況下在完成線路限界檢測并合格后再進行接觸網的冷滑測試。在項目的測試實踐中，根據項目需要并結合工程進展，可考慮采用限界檢測裝置與接觸網冷滑設備編組，同步開展工作，有效利用了行車資源和人力資源，也提高了整體工作效率。

4 結語

隨著科學技術的不斷發展，可采取的限界檢測方式很多，檢測技術和手段也越來越先進（如機器人紅外線、超聲波、雷達檢測等）。但是在海外項目實踐中，考慮到設備的采購、保養以及運輸、現場安裝等費用，采用相對高科技的檢測技術和手段明顯成本過于高昂。而利用現有條件現場設計制作一套安裝、拆卸容易以及操作簡便、成本低廉的限界檢測裝置也許是更優的選擇。