捣固车采用最小起道量整治线路局部几何尺寸不良的技术方法
研究
昆明铁路局工务处 刘杰
摘 要：本文着重介绍一种运用捣固车给定很小的起道量甚至零起道量的情况下，整治线路轨道几何尺寸超限的方法，从而解决大机起道捣固和线路沉降速度不匹配，造成线路标高逐年提高的问题。
关键词：大机；捣固作业；零起道量；几何尺寸不良
随着铁路提速和重载的发展，线路年通过总重不断增加，轨道几何尺寸变化加快，工务日常维修工作量增大、工作质量要求提高，加上维修天窗作业时间普遍在60分钟左右，特别是山区铁路由于交通条件限制，生产工具材料到位困难，导致线路工区日常补修作业的效率降低，和轨道几何尺寸变化速度不匹配，近年来大量线路不良地段只有通过大型养路机械集中成段捣固来进行整治，但由于每次捣固车捣固作业时，都要给定20mm～30mm的基本起道量，遇漫洼还要进行递增补偿，导致线路被抬高的速度远远大于在正常列车荷载作用下的沉降速度，造成线路标高逐年提高，远远超过设计标高，其带来的问题是路基地段道床过高；桥梁地段底砟增厚，结构荷载增大；隧道内电力接触网线导高接近超限。所以我们局尽三年的线路大修设计均已经被迫采用落道设计，部分地段落道量甚至大于100mm，给线路大修施工带来很大难度，同时也增加了大修成本。因此寻求一种起道量尽可能小但又能够解决线路高低、轨向、水平不良的捣固作业方法势在必行。
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下面我就将我在这方面的作业经验介绍一下，欢迎广大同仁提出宝贵意见。
1 技术可行性分析
给定较小的基本起道量甚至零起道量能否满足补修作业的质量要求呢？首先我们以09-32捣固车为例从捣固车抄平性能上来分析其技术可行性。
1.1 09-32抄平系统控制
09-32捣固车的抄平系统主要由、前端模拟信号处理板（EK-345LV）、左（右）抄平模拟控制板（EK-347LV）、工作小车补偿控制板（EK-348LV）、电子摆控制板（EK-346LV）和距离调整控制板（EK-110V）等组成，其中EK-348LV板生成由于工作小车和大车的相对位臵变化而产生的抄平和拨道误差；EK-345LV 板生成前电子摆补偿信号；EK-346LV板生成中电子摆偏差信号和后电子摆补偿信号；EK-110V板生成作业后水平误差信号；EK-347LV板生成最终起道抄平信号控制起道伺服阀实现起道。
抄平模拟控制板（EK-347LV）作用原理示意图如下：
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抄平传感器 前摆补偿值 后摆补偿值 沉降补偿 5毫米调零电位器 前端给定基本起道量 工作小车位置补偿值 OP4A OP6B 起道伺服阀SERVO
其输入信号由抄平传感器信号、前电子摆补偿信号、后电子摆补偿信号、沉降补偿信号、5mm调零电位器信号、前端基本起道量信号、工作小车位臵补偿信号，共七路信号。其中抄平传感器为反馈信号，其他六路为给定信号，构成闭环控制，形成形成总的起道控制信号，通过OP4A放大为1V/mm后，通过OP6B-10输出控制液压起道伺服阀（1S1或1S2）去执行起道。因此只要输入的七路信号叠加后信号为正值时，就能产生起道信号，反之起道表将处于落道区，不进行起道。
1.2 09-32纵向水平测量原理
线路纵向水平检测装臵（如下图）是由安装在三台检测小车上的检测杆R、M、F，安装在M检测杆上的两台抄平传感器（左右各一个）和两根钢弦线组成。弦线的一端固定在F检测杆上，另一端由气缸4拉紧，在M点弦线穿过高低传感器11的触杆。当M点轨面相对弦线有高或低的变化时，传感器的触杆在弦线的拉动下转动，则轨道的高低偏差变换为电压信号输出，进行起道。其比例关系如下：
hm=hF*RM/RF= hF*3.91/12.85≈ hF/3.28 （1）
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hm=hR*MF/RF= hR*8.94/12.85≈ hF/1.44 （2）
1— —前电子摆 2——中电子摆 3——后电子摆 4——抄平弦张紧气缸（左右各一个） 8——距离测量轮 11——抄平传感器（左右各一个） 12——卫星小车位置传感器 16——起道装置 FR=12.85m ，RM=3.91m
由（1）、（2）式可以看出，当捣固车位于水平不良的线路上时，即便前端起道量给定为“0”，只要选择相对高股为基准股，则前电子摆、后电子摆的水平差值将作为补偿值（其中前电子摆的补偿值为0.3倍，后电子摆的补偿值为0.7倍）进入低股的抄平模拟控制板，形成正起道信号，实现起道。
因此从机械设备技术性能上看是可行的。 2 大机处理局部几何尺寸不良的作业组织
2.1 施工准备
为了用实践证明大机找补修的技术可行性，我们在成昆线元谋至尹地区间上选取不连续且需要工务工区进行维修作业的地段进行整治，其原始几何尺寸不良情况如下：
2.1.1 线路高低不良地段
（1）K853+490-K853+535（漫凹最大11mm） （2）K853+565-K853+600（目视高低不良）
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2.1.2 线路轨向不良地段
K853+670-K853+715段圆曲线正矢超限。（最大正矢+11mm） 2.1.3 线路水平不良地段
（1）K853+640-K853+660段圆曲线水平较大连续加水平，最大+7。 （2）K853+980-K854+000直线地段水平较大连续减水平，最大-8。 针对线路工区日常作业特点，作业前有工区采用目测按照起低碰高的原则在高低不良地段每隔2.5m标注起道量将漫洼找平，轨向不良地段每隔2.5m标注拨移量修整轨向（现场标注的起拨道量见附件1）。由于起道量较小，封锁命令下达后，工区配合人员还应利用捣固车到达作业地点以前的时间适当松动线路拨移地段的轨枕头部石砟。
2.2 大机作业参数的选用
大型养路机械须加强保养，检查作业精度，确保作业时保持良好状态。为确保施工顺利，安排15613、15619两台09-32捣固车进如区间作业，其中15613作为保机，15619号作业。为确保在较小起道量状态下的捣固质量，捣固车必须采用以下作业参数：
2.2.1 捣固车作业时应全程使用夯拍器，采用全程双捣“2X”模式、夹持时间为3～4档（约0.6～0.8秒）。
2.2.2 下插深度必须根据钢轨轨型和轨枕类型确定，由于作业地段为Ⅱ型砼枕、10mm胶垫、60Kg/m钢轨，因此选用下插深度为390mm，确保捣固镐全断面进入轨枕以下。
2.2.3 辅助下插开关与下插增益全程打开，确保能快速下插到
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位。
2.2.4 采用单踏板作业不得人为中断捣固循环确保夹持到位。 2.2.5 作业车全程开启记录仪，随时监控作业质量。作业时以作业精度最佳为原则，每镐水平补偿应力求到位，自动拨道不能到位时可采用手动强制拨道确保拨道表回零。
2.3捣固车作业方法
2.3.1 捣固车作业方向上行方向，施工车辆运行至K854+020处解体，首先处理K853+980-K854+000直线地段水平不良，捣固车15619在K854+020处放车找准拨道零点，基准股选择高股作业方向左侧（右超高），已保证前摆补偿和后摆补偿满足起道，调整前端起道给定量(4f3)使基准股起道方表(33g1)指针在+2mm起道位臵；观察前端起道量读数，读数为正值时保持起道量(作为起道基准)，为负值时逐镐递增至零，原则上起道量应大于最大水平差值但不宜超过10mm，确保基准股有起道动作就行。作业完毕后前端起道量1mm递减至左右股无起道动作且拨道回中时，作业走行至K853+730处。
2.3.2 K853+670-K853+715段正矢超限地段、K853+665-K853+690高低不良地段，K853+640-K853+660
水平不良地段、
K853+565-K853+600 、K853+490-K853+535高低不良地段由于距离较近采用连续捣固作业同步进行处理，捣固车15619在K853+730处找准拨道零点，基准股选择作业方向右侧（左超高），K853+640- K853+715段捣固时给定10mm基本起道量（只要确保基准股起道表有2～3mm最好），现场如有起道量标注时根据标注的起道量进行增减，拨道量根据
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现场标注给定，捣固至K853+640时起道量1mm递减下顺至0保持至K853+600，K853+565-K853+600 、K853+490-K853+535段根据现场标注的起道量进行增减找平漫洼。 3 作业后效果
3.1 水平不良地段
里程 作业前水平 作业后水平 里程 作业前水平 作业后水平 K853+ 989 -2 +1 K853+ 638.16 +2 +1 K853+ 990 -4 +1 K853+ 640.66 +2 +2 K853+ 991 -4 0 K853+ 643.16 +3 +2 K853+ 992 -5 0 K853+ 645.66 +3 +1 K853+ 993 -5 -1 K853+ 648.16 +3 +1 K853+ 994 -7 -1 K853+ 650.66 +5 0 K853+ 995 -8 -1 K853+ 653.16 +7 +1 K853+ 996 -6 -1 K853+ 655.66 +5 +2 K853+ 997 -6 -1 K853+ 658.16 +4 +2 K853+ 998 -5 -1 K853+ 660.66 +4 +2 K853+ 999 -2 -1 3.2 K854+ 线路高低不良地段000 0 -1
（1）K853+490-K853+535（高低不良）
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作业前 现场标里程 设计标高 作业前实测标高 设计标高与实测标高之差（单位：m，“+”为起道，“-”为落道） K853+490 K853+495 K853+500 K853+505 K853+510 K853+515 K853+520 K853+525 K853+530 K853+535 1076.665 1076.700 1076.734 1076.769 1076.803 1076.838 1076.872 1076.907 1076.941 1076.976 1076.696 1076.721 1076.755 1076.787 1076.821 1076.854 1076.89 1076.925 1076.952 1076.999 -0.031 -0.021 -0.021 -0.018 -0.018 -0.016 -0.018 -0.018 -0.011 -0.023 0 8 9 10 10 11 9 7 4 0 1076.715 1076.752 1076.786 1076.821 1076.857 1076.890 1076.925 1076.958 1076.995 1077.027 注起道量 作业后 设计标高与实测标高作业后实测标高 之差（单位：m，“+”为起道，“-”为落道） -0.050 -0.052 -0.052 -0.052 -0.054 -0.052 -0.053 -0.051 -0.054 -0.051
设计标高1077.100作业前作业后
1077.0001076.9001076.8001076.7001076.6001076.5001076.400K853+490K853+495K853+500K853+505K853+510K853+515K853+520K853+525K853+530K853+535设计标高1076.665 1076.700 1076.734 1076.769 1076.803 1076.838 1076.872 1076.907 1076.941 1076.976 1076.696 1076.721 1076.755 1076.787 1076.821 1076.854 1076.890 1076.925 1076.952 1076.999 作业前1076.715 1076.752 1076.786 1076.821 1076.857 1076.890 1076.925 1076.958 1076.995 1077.027 作业后
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（2）K853+565-K853+600（高低不良）
里程 设计标高 作业前 现场标注设计标高与实测标高之作业前实测标高 差（单位：m，“+”为起道，“-”为落道） 1077.183 1077.217 1077.252 1077.286 1077.321 1077.355 1077.390 1077.424 1077.217 1077.248 1077.289 1077.322 1077.354 1077.389 1077.430 1077.462 -0.034 -0.031 -0.037 -0.036 -0.033 -0.034 -0.04 -0.038 0 2 4 6 8 6 2 0 1077.229 1077.266 1077.300 1077.336 1077.371 1077.407 1077.442 1077.478 起道量 作业后实测标高 设计标高与实测标高之差（单位：m，“+”为起道，“-”为落道） -0.046 -0.049 -0.048 -0.050 -0.050 -0.052 -0.052 -0.054 作业后 K853+565 K853+570 K853+575 K853+580 K853+585 K853+590 K853+595 K853+600
设计标高1077.5501077.5001077.4501077.4001077.3501077.3001077.2501077.2001077.1501077.1001077.0501077.000设计标高作业前作业后K853+5651077.183 1077.217 1077.229 K853+5701077.217 1077.248 1077.266 K853+5751077.252 1077.289 1077.300 K853+5801077.286 1077.322 1077.336 作业前作业后K853+5851077.321 1077.354 1077.371 K853+5901077.355 1077.389 1077.407 K853+5951077.390 1077.430 1077.442 K853+6001077.424 1077.462 1077.478
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3.3 线路轨向不良地段
作业前正矢误里程 计划正矢 差 下压） 测量正矢 正矢误差 现场标注拨道量（+为上挑，-为作业后 K853+ 670.66 111 -2 0 109 -2 K853+ 673.16 K853+ 675.66 K853+ 678.16 K853+ 680.66 K853+ 683.16 K853+ 685.66 K853+ 688.16 K853+ 690.66 K853+ 693.16 K853+ 695.66 K853+ 698.16 K853+ 700.66 K853+ 703.16 K853+ 705.66 K853+ 708.16 K853+ 710.66 K853+ 713.16 K853+ 715.66 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 111 -3 -5 -3 -6 -5 0 0 6 8 11 11 11 9 4 -1 -3 -5 -2 2 4 4 4 3 0 -2 -4 -6 -6 -6 -6 -4 -2 0 3 2 0 108 107 108 110 110 111 111 113 112 114 113 113 114 114 114 110 111 113 -3 -4 -3 -1 -1 0 0 2 1 3 2 2 3 3 3 -1 0 2
四 结论
通过上述现场作业数据可以看出，水平不良两个地段合计40m，经大机作业后其水平均能达到2mm误差以内，其中1mm误差占到77%；高低不良二个地段合计80m低洼，按照起低碰高的原则，均已起平，而且低洼地段以外的其他线路没有明显抬高，达到了预期效果；圆曲线
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轨向不良一段，其作业前最大正矢误差11mm，最大最小差17mm，采用给定前端偏移量拨道作业后正矢误差控制在3mm以内，作业效果达到预期目的。因此通过以上方法，起道量尽可能小但是却能有效地解决线路高低、轨向、水平不良的大机捣固作业方法是可以实现的。
参考文献：
韩志青 唐定全《08-32抄平起道捣固车》
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