李 增 耀

(中國(guó)神華軌道機(jī)械化維護(hù)分公司,天津 300000)

談解決線路清篩后搗固作業(yè)時(shí)線路高程的問題

李 增 耀

(中國(guó)神華軌道機(jī)械化維護(hù)分公司,天津 300000)

對(duì)鐵路線路清篩后進(jìn)行搗固作業(yè)時(shí)，影響線路高程的各種因素進(jìn)行了分析，找出影響線路高程的主要原因并根據(jù)這些原因制定出相應(yīng)的解決措施，使線路高程問題在實(shí)際作業(yè)過程中得到合理地調(diào)整和控制，從而提高生產(chǎn)效率。

搗固作業(yè)，清篩作業(yè)，高程，影響因素，解決對(duì)策

鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，為了確保這條大動(dòng)脈的安全暢通，必須使鐵道線路保持良好的狀態(tài)。然而，由于列車、自然界以及人為的因素影響而使道床臟污，線路失去彈性，排水不良，造成翻漿冒泥或板結(jié)。為了恢復(fù)道床的性能，需要進(jìn)行清篩，清篩后線路的高程常達(dá)不到規(guī)定的要求，特別是清篩后整體換道床時(shí)，道床的實(shí)際高程與設(shè)定的高程差很多，這就需要對(duì)線路進(jìn)行高起道。采用大型養(yǎng)路機(jī)械進(jìn)行起道搗固作業(yè)是現(xiàn)階段達(dá)到這一目的的最好方法。現(xiàn)在全路已普遍采用這種方法對(duì)線路進(jìn)行作業(yè)。但是，由于各種原因的存在，在實(shí)際施工作業(yè)時(shí)，搗固車的起道處于一種盲目的狀態(tài)，特別是在電氣化線路上作業(yè)時(shí)，甚至有時(shí)出現(xiàn)實(shí)際的高程超過了設(shè)定的高程，這既浪費(fèi)了資源，也影響了施工進(jìn)度。因此就需要我們分析現(xiàn)場(chǎng)搗固作業(yè)時(shí)影響線路高程的因素，提出整改對(duì)策并加以解決。

1 我國(guó)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械施工的發(fā)展及現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代，我國(guó)鐵路進(jìn)入了現(xiàn)代化發(fā)展階段，單靠傳統(tǒng)的小型養(yǎng)路機(jī)械進(jìn)行線路養(yǎng)護(hù)、維修作業(yè)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法保障線路的質(zhì)量和行車的安全。隨著鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械的引進(jìn)，鐵路工務(wù)系統(tǒng)的作業(yè)方式和維修體制發(fā)生了根本性的變革，顯著提高了我國(guó)鐵路維護(hù)的整體效率和質(zhì)量。但鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械在實(shí)際運(yùn)用過程中依舊面臨著許多問題，如何在清篩后的線路上進(jìn)行搗固作業(yè)實(shí)現(xiàn)高程控制，就是目前急需解決的課題。

2 影響線路高程的主要因素

2.1 鐵道線路對(duì)線路高程的影響

鐵道線路作為一種特殊的工程結(jié)構(gòu)物，有其固有的特點(diǎn)，它的基礎(chǔ)散粒體——碎石道床，易發(fā)生變形?？梢姡F道線路對(duì)高程的影響，實(shí)際上是道床對(duì)高程的影響，道床對(duì)高程的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1)道床的石碴量。由于清篩后道床的高程一般距設(shè)定的標(biāo)高差許多，因此需要的起道量很大，此時(shí)，沒有足夠的石碴填充軌枕底端，不可能達(dá)到所需要的高程。2)下沉量的影響。碎石道床易變形這一特性決定了搗固作業(yè)后，道碴顆粒間呈現(xiàn)并不穩(wěn)定組合。在鋼軌、軌枕重力和彈性作用下，以及在與搗固車相配套的穩(wěn)定車的震動(dòng)下，石碴顆粒間變成比較穩(wěn)定的組合，其間隙被壓縮形成下沉量，下沉量由石碴的分布情況決定，石碴的分布飽滿，搗固作業(yè)后，軌枕下單位面積內(nèi)石碴的密度大，下沉量小。

2.2 起道信號(hào)對(duì)線路高程的影響

搗固車完成起道是由起道信號(hào)控制，起道電信號(hào)由以下幾個(gè)參數(shù)組成：1)GVA起道量減少信號(hào)。一般情況下，此信號(hào)為0。2)沉降補(bǔ)償信號(hào)。一般情況下，此信號(hào)設(shè)定為0。3)調(diào)零信號(hào)。該信號(hào)是由調(diào)零電位器(左7f11，右7f12)輸入，調(diào)零電位器能夠調(diào)整的范圍為-5 mm～+5 mm。4)輔助起道信號(hào)。手柄電位器51fOB(左)和51fOC(右)均是輔助起道信號(hào)的輸入調(diào)節(jié)電位器，手柄電位器能給定的輔助起道信號(hào)為3 mm。5)調(diào)零信號(hào)和輔助起道信號(hào)是根據(jù)作業(yè)區(qū)的水平表的指示來進(jìn)行相應(yīng)的給定，即修正起道量，使起道量達(dá)到要求的參數(shù)。這兩個(gè)信號(hào)的給定是隨機(jī)的，根據(jù)作業(yè)區(qū)水平表的情況，隨時(shí)改變，但這兩個(gè)信號(hào)控制的起道量比較小，對(duì)線路高程的影響不是很大，可以不考慮。前端設(shè)定起道量信號(hào)。此信號(hào)是搗固車的主要輸入?yún)?shù)，對(duì)實(shí)際起道量起著決定性的作用，一般認(rèn)為此信號(hào)為理論的起道信號(hào)，在施工現(xiàn)場(chǎng)，有不少人認(rèn)為此信號(hào)與搗固后的起道量是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即設(shè)定的起道量是多少，搗固起道作業(yè)后，得到的實(shí)際起道量也應(yīng)該是多少，否則認(rèn)為搗固車有故障，這種理解是十分錯(cuò)誤的。前端起道輸入信號(hào)控制起道有兩種不同方式，一種是1984年進(jìn)口的搗固車(72，74，75搗固車)。此種車前端輸入起道信號(hào)，通過EK-715A電路板，控制前司機(jī)室內(nèi)的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)控制前司機(jī)室抄平弦線的一端上升和下降，弦線的上升和下降通過高低傳感器來控制EK-229LV電路板，通過電路板來控制搗固車的起道。前端起道信號(hào)反映到起道點(diǎn)的實(shí)際起道值根據(jù)三角形(如圖1所示)比例關(guān)系有h/H=BC/BD，其中，D點(diǎn)為前司機(jī)室弦線一端所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，B點(diǎn)為后司機(jī)室弦線一端所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，C點(diǎn)為超高傳感器所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，則有：h/H=BC/BD=4 500/13 950=0.33。其中BC，BD為B，C，D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)。另一種是除這三臺(tái)搗固車外，其余的搗固車前端的起道信號(hào)，輸入到抄平電路板EK-2041LV上，通過這塊電路板控制鋼軌的起道，反映到起道點(diǎn)的實(shí)際起道值在電路中也存在一個(gè)比例關(guān)系K=0.33?？梢娗岸嗽O(shè)定的輸入起道量和實(shí)際所得的起道量并不存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而是存在一個(gè)比例系數(shù)K=0.33，即前端輸入起道量為100 mm，實(shí)際所得的值為33 mm。6)反饋信號(hào)。反饋信號(hào)由比例高低傳感器控制，該信號(hào)也是構(gòu)成起道信號(hào)中的一個(gè)重要信號(hào)，由其構(gòu)成起道控制的反饋信號(hào)。此信號(hào)形成閉環(huán)控制。當(dāng)反饋信號(hào)與其他的起道輸入信號(hào)完全抵消時(shí)，即完成了起道?？梢姡撔盘?hào)的精確度對(duì)實(shí)際起道量也很關(guān)鍵。分析這些信號(hào)，可以看出：GVA起道量減少信號(hào)、沉降補(bǔ)償信號(hào)，在一般情況下不起作用；輔助起道信號(hào)、調(diào)零信號(hào)對(duì)實(shí)際起道量的影響根據(jù)線路的實(shí)際情況隨時(shí)改變，不可能進(jìn)行判斷，一般情況下對(duì)線路的影響也不大；超高傳感器信號(hào)是線路的測(cè)量反饋信號(hào)，在某種意義上說并不影響線路的高程，對(duì)線路的高程的影響真正起決定性作用的信號(hào)是前端輸入起道信號(hào)，通常稱之為理論設(shè)定信號(hào)，但此信號(hào)反映到起道點(diǎn)的實(shí)際起道量并不是一些人認(rèn)為的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是存在一個(gè)比例系數(shù)K=0.33。

2.3 搗固裝置對(duì)線路高程的影響

搗固裝置是搗固車主要工作裝置，搗固車對(duì)線路高程的影響主要反映在搗固夾持時(shí)間和搗固深度上。1)夾持時(shí)間。搗固車搗固作業(yè)夾持時(shí)間越長(zhǎng)，石碴的密實(shí)程度越大，分布越均勻，石碴顆粒間的穩(wěn)定性就越強(qiáng)，鋼軌的下沉量就越小。2)搗固深度。這里指搗固架下降的最大深度。一般線路維修，線路的起道量不大，根據(jù)實(shí)踐驗(yàn)證前端起道量不超過60 mm時(shí)，搗固時(shí)搗固鎬掌上沿至軌枕底端15 mm～20 mm效果最佳，見圖2。若搗固作業(yè)時(shí)，給定搗固深度太淺，石碴填充軌枕底不足、不實(shí)，鋼軌的下沉量增大；若搗固給定深度太大，鎬掌插入原來密實(shí)的道床中太深破壞了道床的結(jié)構(gòu)，反而引起石碴不如以前穩(wěn)定，從而導(dǎo)致鋼軌下沉量增大?？梢姡谄鸬懒坎淮蟮囊话憔€路維修中，搗固深度的給定并不是隨意的，其給定應(yīng)遵循一定的規(guī)則。搗固深度給定在零位時(shí)，踩下?lián)v固裝置，搗鎬掌肩至軌頂面的距離應(yīng)為15 mm～20 mm，見圖3。從而得出搗固裝置搗固給定深度為：搗固給定深度=軌枕高度(木枕或混凝軌枕)+鋼軌的高度-起道點(diǎn)實(shí)際起道量。由于高度傳感器的位置和搗固裝置的位置很接近，因此可以認(rèn)為搗固架搗固時(shí)的位置就是起道點(diǎn)的位置。具體地，對(duì)于常見的60 kg/m鋼軌，混凝土軌枕(鋼軌的高度為176 mm，軌枕安置鋼軌處的高度為203 mm)。搗固給定深度=203 mm+176 mm-起道點(diǎn)實(shí)際起道量。從前面論證我們知道起道點(diǎn)實(shí)際起道量為0.33倍的理論起道量，因此搗固給定深度=379 mm-0.33倍理論起道量。類似對(duì)于60 kg/m鋼軌，木枕(木枕的高度為145 mm)。搗固給定深度=176 mm+145 mm-0.33×理論起道量=321 mm-0.33×理論起道量?？梢娫谑隄M足的情況下，起道量不大的一般線路維修，搗固深度的給定，除了跟鋼軌、軌枕的種類有關(guān)外，也跟前端輸入起道量有關(guān)，起道量大，相應(yīng)地?fù)v固給定深度應(yīng)小些。但是對(duì)清篩后的線路進(jìn)行搗固，搗固深度的給定則不能按此方法，因?yàn)榍搴Y后進(jìn)行搗固時(shí)前端輸入的起道量比較大,一般超過100 mm,反映到起道點(diǎn)的實(shí)際起道量超過33 mm,如果按此方法調(diào)整搗固架的搗固深度,搗固時(shí),由于軌枕下無碴的空間較大,鎬掌夾持到軌枕下的石碴不實(shí),并且越靠近原道床的地方石碴的密實(shí)度越差。根據(jù)實(shí)踐驗(yàn)證,當(dāng)前端起道量超過60 mm時(shí),搗固裝置的搗固深度調(diào)整為鋼軌的高度與軌枕的高度之和時(shí)，搗固后線路的下沉量最小。這樣設(shè)定搗固深度，一方面防止了對(duì)配套機(jī)械(穩(wěn)定車)作業(yè)后的比較穩(wěn)定線路的破壞，另一方面保證了鎬掌夾持較多的石碴填充軌枕底端使其密實(shí)。

3 解決線路清篩后搗固作業(yè)時(shí)線路高程的對(duì)策

針對(duì)大型養(yǎng)路機(jī)械對(duì)線路高程的影響因素，以及從道床、起道量信號(hào)、搗固裝置等幾方面進(jìn)行分析后特在施工中提出以下幾點(diǎn)對(duì)策：

1)每次搗固前測(cè)定每個(gè)測(cè)量高程點(diǎn)的實(shí)際高程值。

2)每次搗固時(shí)保證充足的石碴。

清篩后道床的高程一般距設(shè)定的高程差許多，因此需要的起道量很大，而提高起道量就需要有足夠的石碴填充軌枕底端，只有這樣才能提高實(shí)際高程與設(shè)定高程的差距。因此，保證足夠的石碴對(duì)于解決這一問題是必不可少的一項(xiàng)因素。

3)據(jù)測(cè)定的高程和線路的實(shí)際情況，合理地設(shè)定每次搗固時(shí)的起道量。

起道量的多或少都不利于解決高程的問題，必須計(jì)算出一個(gè)精確的起道量才能較為有效地解決這一問題。從起道信號(hào)中分析得知，起道點(diǎn)的實(shí)際起道值為輸入起道量的0.33倍，而輸入起道量的電位器最大量程為199.9 mm，故每次起道得到的實(shí)際起道值最大不能超過0.33×199.9 mm=66 mm。

4)搗固時(shí)保證夾持時(shí)間和合理的搗固深度。

夾持時(shí)間決定石碴間的穩(wěn)定性及密實(shí)度，夾持時(shí)間越長(zhǎng)，石碴的密實(shí)程度越大，分布越均勻，石碴顆粒間的穩(wěn)定性就越強(qiáng)，從而很好地解決了軌道下沉的問題。當(dāng)下插深度太深將使石碴不實(shí)，下插深度太淺將使石碴不如以前穩(wěn)定，兩者都會(huì)導(dǎo)致鋼軌下沉量增大。根據(jù)實(shí)起道量不超過60 mm時(shí)，搗固時(shí)搗固鎬掌上沿至軌枕底端15 mm～20 mm效果最佳。

4 結(jié)語

對(duì)鐵路線路的清篩不僅能實(shí)現(xiàn)線路的長(zhǎng)久運(yùn)營(yíng)，同時(shí)也出現(xiàn)道床的高程一般與設(shè)定的高程相差較大這一問題，這就需要對(duì)線路進(jìn)行多次起道才能達(dá)到設(shè)定的高程。每次搗固時(shí)據(jù)線路的實(shí)際情況，合理地調(diào)整搗固深度、起道量、夾持時(shí)間并備好足夠的石碴，這樣就能最大限度地節(jié)約天窗時(shí)間，并能高質(zhì)高效地完成施工任務(wù)。

[1] 韓志青.抄平起撥道搗固車[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1997.

[2] 鄭中立.我國(guó)鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械發(fā)展回顧[J].鐵道建筑，2004(7)：3-5.

Discussion on the line elevation problem in solving line cleaning after tamping operation

LI Zeng-yao

(China Shenhua Railway Machinery Maintenance Company, Tianjin 300000, China)

This paper analyzed the various factors affecting the line elevation in railway line cleaning after tamping operation, pointed out the main reasons influence of line elevation, and based on these reasons formulated corresponding countermeasures, made the line elevation problems gain reasonably adjusted and controlled in actual operation process, so as to improve production efficiency.

tamping operation, cleaning operation, elevation, influence factor, countermeasure

1009-6825(2014)18-0172-02

2014-04-17

李增耀(1974- )，男，助理工程師

U412.3

A