淺談海外軌道交通工程設(shè)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(biāo)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(qū)與齋月十日城工業(yè)區(qū)、市區(qū)與新首都的快速通道，屬市域快線，具有服務(wù)半徑大、運行速度快、平均站間距大約6 km、以地面敷設(shè)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(shè)備，而對機車車輛和接近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定的不允許超越的輪廓尺寸線。根據(jù)軌行區(qū)限界的不同功能要求，可分為車輛限界、設(shè)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(shè)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(shè)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?！耙粠б宦贰焙献髌炫烅椖恐?，也是埃及第一條電氣化鐵路。項目位于開羅主城區(qū)東北部，該市域快線串聯(lián)東部各衛(wèi)星城和新首都，并在起點與市區(qū)內(nèi)地鐵3號線實現(xiàn)換乘，實現(xiàn)主城區(qū)和東部片區(qū)的有效連接。線路與ENR（埃及國家鐵路）相鄰，并在線路中預(yù)留了兩個接駁點，必要時可以使用該項目線路調(diào)動 ENR 鐵路的車輛設(shè)備。

該文以埃及齋月十日城鐵路項目設(shè)備限界檢測實踐為背景，從限界檢測裝置的設(shè)計、項目現(xiàn)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(jīng)濟地組織實施線路限界檢測相關(guān)工作，以供參考交流。

2 限界檢測裝置制作

2.1 限界設(shè)計

2.1.1 設(shè)備限界制定原則

（1）直線地段設(shè)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(shè)備限界在直線地段設(shè)備限界的基礎(chǔ)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(shù)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(qū)間、供電、通信、信號等都有接口關(guān)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(huán)。

（1）車輛輪廓及動態(tài)包絡(luò)線。參照現(xiàn)行《地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ96）《軌道交通工程技術(shù)規(guī)范》（GB50490）、UIC 國際鐵路聯(lián)盟－限界標(biāo)準(zhǔn)，該線車輛輪廓線、車輛動態(tài)包絡(luò)線來源于車輛供應(yīng)商提供的車輛斷面數(shù)據(jù)。

（2）區(qū)間結(jié)構(gòu)類型。地面區(qū)間采用路基形式、高架區(qū)間采用箱形梁的結(jié)構(gòu)形式。

（3）車站結(jié)構(gòu)類型。車站主要為地面站，其中地面部分為軌行區(qū)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(cè)式、島式地面車站，車站站臺層軌行區(qū)為地面一層，高架側(cè)式車站，或車站站臺層軌行區(qū)為地面二層，無地下車站。區(qū)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(jù)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?zhèn)仁杰囌窘ㄖ藿?、高架?cè)式車站建筑限界，以及區(qū)間正線路基段建筑限界、區(qū)間正線橋梁建筑限界、區(qū)間正線隧道內(nèi)建筑限界、出入段線路基段建筑限界與車輛段庫內(nèi)建筑限界等幾種形式。

2.1.3 限界檢測裝置的主要技術(shù)參數(shù)

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(nèi)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(qū)間的設(shè)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(shè)備限界。

2.1.4 限界測試設(shè)備現(xiàn)場制作總體思路

（1）依據(jù)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(zhì)三合板）三部分組成，其中外鑲板為易拆卸、易調(diào)整模板，便于不同檢測場景時限界尺寸的快速調(diào)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(shè)備限界、車輛段檢修平臺限界、正線設(shè)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(shè)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(dāng)?shù)厥袌稣{(diào)研，對比鋁合金和木質(zhì)材質(zhì)，其中木質(zhì)結(jié)構(gòu)成本相對低廉、組裝、拆卸、運輸方便，且在安全系數(shù)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(shù)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(fēng)阻，設(shè)備中間區(qū)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(biāo)記好尺寸，便于測試期間不同需求尺寸的切換和調(diào)整，提高設(shè)備檢測工作效率。

2.2 設(shè)備安裝載體實際尺寸測量及圖紙測繪

詳細設(shè)計圖紙繪制前需要現(xiàn)場對安裝設(shè)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(shè)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(shè)備安裝后在運行時的位置與周邊的車輛、設(shè)備保持安全距離。

2.3 設(shè)備限界檢測裝置現(xiàn)場加工圖紙繪制

設(shè)備限界檢測裝置現(xiàn)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(shè)備限界檢測裝置現(xiàn)場加工制作

當(dāng)?shù)啬竟ぜ皺C加工廠家相對比較多也比較集中，均為小規(guī)模加工廠。為保障設(shè)備的制作質(zhì)量和精度，需要現(xiàn)場進行制作過程跟進，對關(guān)鍵部件和尺寸進行現(xiàn)場卡控，同時采用CNC（數(shù)控機床）切割外鑲板，以確保檢測裝置的精度。

2.5 設(shè)備限界檢測裝置安裝調(diào)試

由于限界檢測裝置加工制作與安裝現(xiàn)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(xiàn)場完成裝置和尺寸測試合格后，分解成部件運輸?shù)綔y試現(xiàn)場進行組裝、安裝和調(diào)試。

3 設(shè)備限界檢測組織實施

3.1 檢測前提條件

（1）軌行區(qū)內(nèi)垃圾基本清理完畢?？紤]到軌行區(qū)內(nèi)建筑垃圾清理問題歷來都是建設(shè)管理的難點之一，因此，無論如何在限界檢測前至少應(yīng)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(qū)內(nèi)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(xù)列車上線調(diào)試創(chuàng)造良好的條件。

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

（4）軌行區(qū)內(nèi)應(yīng)暫時停工：由于受軌行區(qū)內(nèi)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(fēng)險性。為了更好地體現(xiàn)限界檢測效果，在軌行區(qū)還存在剩余工作量情況下，在限界檢測期間軌行區(qū)內(nèi)應(yīng)先暫停施工。

（5）線路里程標(biāo)制作安裝完畢，軌道精調(diào)完成。

（6）檢測前，限界幾何尺寸需經(jīng)業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理確認(rèn)。

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

（8）限界檢查期間，無關(guān)人員禁止進入檢測區(qū)域軌行區(qū)，防止人身安全事故發(fā)生。

3.2 限界檢測人員組織

限界檢測涉及的專業(yè)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(yīng)成立限界檢測工作小組，設(shè)總指揮、現(xiàn)場指揮及若干組員并明確分工，并邀請業(yè)主、監(jiān)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(yīng)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(shè)備安裝車輛）。限界檢測前應(yīng)事先制定檢測的具體實施方案。根據(jù)全線軌行區(qū)范圍內(nèi)工程進度和設(shè)計限界圖紙的要求，明確限界檢測范圍、檢測內(nèi)容、檢測標(biāo)準(zhǔn)、檢測計劃、特殊地段限界檢測等相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)線路的特點可以分區(qū)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(qū)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(yè)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(qū)范圍內(nèi)應(yīng)暫停所有的施工作業(yè)。

3.5 限界檢測模板的調(diào)整

限界檢測裝置外鑲板可根據(jù)檢測需求來調(diào)節(jié)輪廓尺寸。在限界檢測前宜先做好各項技術(shù)準(zhǔn)備工作，根據(jù)限界設(shè)計文件要求，事先計算、統(tǒng)計好限界檢測車途經(jīng)不同地段時的限界檢測模板的調(diào)整量，特別是不同曲線半徑地段的設(shè)備限界輪廓尺寸，要根據(jù)不同的曲線半徑，調(diào)整不同的距離，以便于檢測時事先調(diào)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(zé)測量和記錄工作，限界檢測前宜根據(jù)檢測區(qū)段編制專用的記錄表格，若遇侵限問題應(yīng)在記錄表格上記錄實測侵限的具體位置和測量數(shù)據(jù)，同時在侵限部位或設(shè)備旁做好標(biāo)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(yōu)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(wǎng)的冷滑測試。在項目的測試實踐中，根據(jù)項目需要并結(jié)合工程進展，可考慮采用限界檢測裝置與接觸網(wǎng)冷滑設(shè)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(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可采取的限界檢測方式很多，檢測技術(shù)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(shè)備的采購、保養(yǎng)以及運輸、現(xiàn)場安裝等費用，采用相對高科技的檢測技術(shù)和手段明顯成本過于高昂。而利用現(xiàn)有條件現(xiàn)場設(shè)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(yōu)的選擇。