限界检测车在城市轨道工程中的应用

谢文军

(深圳市勘察测绘院有限公司，广东深圳 518028)

1 引言

轨道交通限界是指列车沿固定的轨道安全运行时，所需要的空间尺寸，分为建筑限界、设备限界、车辆限界。车辆限界是根据车辆轮廓尺寸，考虑其各项间隙、磨耗、误差等技术参数的影响，对车辆在运行中可能出现的最大横向和竖向的偏移进行分析计算确定的;设备限界是用以限制设备安装的控制线;建筑限界是在设备限界基础上，考虑了设备和管线安装尺寸后的最小有效断面。为了确保列车在行驶时有足够的空间和行驶安全，在限界内，除了机车车辆和与机车车辆相互作用的建筑物和设备外，其他建筑物和设备不得侵入［1］［2］。全线土建主体和铺轨工作完成后，即进行疏散平台、风、水、电等设备安装，机车冷滑、热滑上线调试前，需在轨道交通全线进行限界检测，以保证建筑限界和设备限界未侵入车辆限界内，保障机车冷滑、热滑调试和后期运营安全。

2 常用的限界检测方法

目前，国内外限界检测的方法较多，检测技术和手段也越来越先进(比如采用红外线、超声波、雷达等)，归纳起来可分为接触式测量、非接触式测量、便携式测量和限界检测车法测量等［3］，但是往往是所需花费的代价比较高，目前国内城市轨道交通建设期间常用的限界检测方法是制作限界检测车(牵引机车+限界检测模板法)来进行限界检测，该方法费用相对较低，原理简单，易于操作，能达到限界检测的目的。

3 限界检测车的制造与验收

由限界检测单位根据各自线路的具体情况及线路参数加工检测模板，而模板加工尺寸及检测可靠性往往不能一次就能完全达到要求，若检测车模板尺寸过小可能造成已侵限未能检测、过大造成未侵限而误判的情况。施工单位加工限界检测模板前，应征询设计单位限界专业的意见，加工完成后必须由业主、监理、第三方单位进行复核，如不满足要求，应进行整改，直至满足要求后方可上线进行全线限界检测。

3.1 限界检测车的制造

根据设备限界尺寸和不同的断面半径，制作一个可以伸缩的框架，固定在平板车上，用电屏车或内燃机车牵引，即构成一个简易的限界检测车［4，5］，如图1所示，该检测车的主要部件包括:

在平板车上安装限界检测模板。模板由固定支架、可变支架、触板、报警装置三部分构成。固定支架和可变支架常采用铝合金或钢结构型材。

图1 限界检测车实拍图

固定支架:对称的两个支架分别独立安装，包括可调节高度的基座。

可变支架:可抽屉式滑动，主要用于不同转弯半径时限界车尺寸的调节。

触板:安装在滑动架上，当触板碰撞任何侵限物体都可转向，离开障碍物后，即可恢复原位。

滑动架通过手轮、丝杠可作横向调节。横向位移量为零与曲线地段限界加宽量(不包括超高加宽量)等量。直线地段限界的横向位移为零。

报警装置:当任何一块触板碰触到障碍物时，报警器鸣笛，信号灯闪亮。

3.2 限界检测车的验收

限界检测车加工完毕，应进行验收，合格后方可上线使用，验收项目如表1所示。

限界检测车验收项目与方法 表1

下以昆明轨道交通6号线工程中的检测实例说明对限界检测车模板外轮廓尺寸合格性验收的实测实量方法:

选择高架桥线路平直段进行限界平板车中心及相对高程的测量。测量完成后，将轨道中心线刻画在轨道平板车上，并测量出该中心相对于轨顶面的相对高程。

(1)将限界检测车停在大板桥车站往大里程方向直线段处，用Leica1201+R1000型全站仪自由设站，测定检测车停放处的轨面高、轨面坐标、检测车各特征点相对轨面的相对标高和相对坐标，内业反算出各限界特征点相对轨面的相对净高及相对轨道中心的相对净宽，表2仅列举出对限界检测车的部分限界特征点的初检数据。

限界检测车特征点的初检数据 表2

由初次检测数据对比分析可知，该模板不合格，整改后进行复检，合格，数据如表3所示。

表3 整改后限界检测车特征点数据

(2)再利用手轮将可变支架向外(或向内)缩放至一定宽度，再次采用上述相同的方法测定各特征点相对轨面的相对标高和相对坐标并反算，本次反算距离和支架缩放前反算的距离差可直观反映安置在检测车支架中心的钢尺显示的移动刻度和支架伸缩量是否吻合。

(3)将实际检测尺寸外和设计尺寸外范围线CAD成图，可直观看出实际数据和设计范围线的对比情况。图2为对限界检测模板外轮廓尺寸的初检图和加工单位整改后的复检图。

4 全线限界检测

限界检测车经检测合格后，即可利用限界检测车对全线进行限界检测，限界检测的项目包括电缆支架、消防设备、信号设备、接触网支架、广告箱、站台板、疏散平台等。

由于在限界检测车上安装的检测模板具有可调节功能，可以根据检测需求来调整不同的限界尺寸轮廓线，从而可以反映出车辆限界、建筑限界、设备限界三者之间的关系。

图2 限界检测模板外轮廓尺寸对比图

4.1 限界检测的必备条件

限界检测车是通过机车牵引在轨道上行车来实施限界检测的，限界检测前以满足行车条件及行车安全为前提，下为限界检测必须具备的条件:

(1)限界检测前，有关单位必须暂停施工，所有轨行区内垃圾及行车障碍必须完全清理完毕、排水系统必须健全，保证行车通畅;

(2)限界检测前，各标段应排查各自标段的洞内照明设备，确保洞内车站、区间有足够的照明，以保证限界检测的准确性;

(3)限界检测期间，无关人员禁止进入轨行区，防止被限界支架刮伤、碰伤等安全事故发生。

4.2 制定详细的限界检测方案

限界检测前，应制定限界检测方案，方案应明确限界检测范围、检测内容、车辆出发地点、各单位参加的具体人员、检测时间安排等，并在限界检测前，由业主牵头组织专题会议，宣贯检测安全保证措施，并强调相关注意事项。

4.3 全线限界检测的实施

准备工作完成后，即进行全线限界检测，初次检测时，行车速度不宜过快，一般限速在 5 km/h～25 km/h［6］。同一线路在不同区间段，例如进出缓和曲线和圆曲线地段或者车站全高、半高安全门段等，其设备限界值并不相等，现场限界检测时应人工根据各段的设备限界值对模板进行横向加宽或收缩。限界检测期间安排专人负责测量和记录工作，若遇到限界存在问题地段要做好标记，限界检测完毕后形成限界检测报告。

4.4 限界检测中遇到侵限的处理方法

(1)现场实测实量并记录拍照:实际检测时，触板遇侵限处或障碍物时发生碰撞会自动触发报警装置和闪光灯，此时，应立即停车，并倒车使触板与侵物再次接触，观察侵限量大小，用钢尺丈量得出准确数据，在侵限设备上作出整改标记，记录侵限的里程及侵限值，必要时拍摄照片。全线整改后再次进行限界检查，直到全线通过限界检查为止。如图3所示遇到侵限物时现场实测实量工作照片。

图3 限界检测时遇到触碰情况－疏散平台

(2)通报限界检测成果，并进行整改和复检:每次限界检查完成后，应及时编写限界检测报告，限界检测报告内须详细注明每个侵限处的里程、侵限设备的名称、侵限的几何尺寸、所涉及的标段名称，检测时间等。及时将检测情况汇报至业主和监理单位，由业主和监理单位对相关施工单位通报限界检测情况并督促其进行整改，整改完成后需由检测单位再次复检，直至全线限界满足设计要求为止。

5 结论

本文结合实例探讨了限界检测车法在地铁限界检测中的实际应用并说明进行限界检测时应注意事项。事实证明，该检测方法原理简单，宜于操作，相对其他限界检测方法而言，投入成本较低，宜为广大地铁限界检测单位所采用。

［1］李儒英.地铁限界检测系统研究［D］.成都:西南交通大学，2008.

［2］李儒英，吴积钦，曾明.基于激光测量的地铁限界检测系统［J］.都市快轨交通，2007.

［3］王暖堂.隧道断面自动测绘系统的研制［J］.铁道建筑，1999(3).

［4］刘永忠.地铁设备限界的检测方法［L］.隧道建设，2006(4):70～71.

［5］铁道部第二勘察设计院，广州市地下铁道总公司.回顾与思考－广州市地下铁道一号线工程设计总结［M］.北京:中国铁道出版社，2002.

［6］GB50157－2003.地铁设计规范［S］.