谈解决线路清筛后捣固作业时线路高程的问题

李 增 耀

(中国神华轨道机械化维护分公司,天津 300000)

谈解决线路清筛后捣固作业时线路高程的问题

李 增 耀

(中国神华轨道机械化维护分公司,天津 300000)

对铁路线路清筛后进行捣固作业时，影响线路高程的各种因素进行了分析，找出影响线路高程的主要原因并根据这些原因制定出相应的解决措施，使线路高程问题在实际作业过程中得到合理地调整和控制，从而提高生产效率。

捣固作业，清筛作业，高程，影响因素，解决对策

铁路是国民经济的大动脉，为了确保这条大动脉的安全畅通，必须使铁道线路保持良好的状态。然而，由于列车、自然界以及人为的因素影响而使道床脏污，线路失去弹性，排水不良，造成翻浆冒泥或板结。为了恢复道床的性能，需要进行清筛，清筛后线路的高程常达不到规定的要求，特别是清筛后整体换道床时，道床的实际高程与设定的高程差很多，这就需要对线路进行高起道。采用大型养路机械进行起道捣固作业是现阶段达到这一目的的最好方法。现在全路已普遍采用这种方法对线路进行作业。但是，由于各种原因的存在，在实际施工作业时，捣固车的起道处于一种盲目的状态，特别是在电气化线路上作业时，甚至有时出现实际的高程超过了设定的高程，这既浪费了资源，也影响了施工进度。因此就需要我们分析现场捣固作业时影响线路高程的因素，提出整改对策并加以解决。

1 我国铁路大型养路机械施工的发展及现状

20世纪80年代，我国铁路进入了现代化发展阶段，单靠传统的小型养路机械进行线路养护、维修作业已经远远无法保障线路的质量和行车的安全。随着铁路大型养路机械的引进，铁路工务系统的作业方式和维修体制发生了根本性的变革，显著提高了我国铁路维护的整体效率和质量。但铁路大型养路机械在实际运用过程中依旧面临着许多问题，如何在清筛后的线路上进行捣固作业实现高程控制，就是目前急需解决的课题。

2 影响线路高程的主要因素

2.1 铁道线路对线路高程的影响

铁道线路作为一种特殊的工程结构物，有其固有的特点，它的基础散粒体——碎石道床，易发生变形。可见，铁道线路对高程的影响，实际上是道床对高程的影响，道床对高程的影响主要表现在两个方面：1)道床的石碴量。由于清筛后道床的高程一般距设定的标高差许多，因此需要的起道量很大，此时，没有足够的石碴填充轨枕底端，不可能达到所需要的高程。2)下沉量的影响。碎石道床易变形这一特性决定了捣固作业后，道碴颗粒间呈现并不稳定组合。在钢轨、轨枕重力和弹性作用下，以及在与捣固车相配套的稳定车的震动下，石碴颗粒间变成比较稳定的组合，其间隙被压缩形成下沉量，下沉量由石碴的分布情况决定，石碴的分布饱满，捣固作业后，轨枕下单位面积内石碴的密度大，下沉量小。

2.2 起道信号对线路高程的影响

捣固车完成起道是由起道信号控制，起道电信号由以下几个参数组成：1)GVA起道量减少信号。一般情况下，此信号为0。2)沉降补偿信号。一般情况下，此信号设定为0。3)调零信号。该信号是由调零电位器(左7f11，右7f12)输入，调零电位器能够调整的范围为-5 mm～+5 mm。4)辅助起道信号。手柄电位器51fOB(左)和51fOC(右)均是辅助起道信号的输入调节电位器，手柄电位器能给定的辅助起道信号为3 mm。5)调零信号和辅助起道信号是根据作业区的水平表的指示来进行相应的给定，即修正起道量，使起道量达到要求的参数。这两个信号的给定是随机的，根据作业区水平表的情况，随时改变，但这两个信号控制的起道量比较小，对线路高程的影响不是很大，可以不考虑。前端设定起道量信号。此信号是捣固车的主要输入参数，对实际起道量起着决定性的作用，一般认为此信号为理论的起道信号，在施工现场，有不少人认为此信号与捣固后的起道量是一一对应关系，即设定的起道量是多少，捣固起道作业后，得到的实际起道量也应该是多少，否则认为捣固车有故障，这种理解是十分错误的。前端起道输入信号控制起道有两种不同方式，一种是1984年进口的捣固车(72，74，75捣固车)。此种车前端输入起道信号，通过EK-715A电路板，控制前司机室内的伺服电机，伺服电机的转动控制前司机室抄平弦线的一端上升和下降，弦线的上升和下降通过高低传感器来控制EK-229LV电路板，通过电路板来控制捣固车的起道。前端起道信号反映到起道点的实际起道值根据三角形(如图1所示)比例关系有h/H=BC/BD，其中，D点为前司机室弦线一端所对应的点，B点为后司机室弦线一端所对应的点，C点为超高传感器所对应的点，则有：h/H=BC/BD=4 500/13 950=0.33。其中BC，BD为B，C，D点对应的弦长。另一种是除这三台捣固车外，其余的捣固车前端的起道信号，输入到抄平电路板EK-2041LV上，通过这块电路板控制钢轨的起道，反映到起道点的实际起道值在电路中也存在一个比例关系K=0.33。可见前端设定的输入起道量和实际所得的起道量并不存在一一对应的关系，而是存在一个比例系数K=0.33，即前端输入起道量为100 mm，实际所得的值为33 mm。6)反馈信号。反馈信号由比例高低传感器控制，该信号也是构成起道信号中的一个重要信号，由其构成起道控制的反馈信号。此信号形成闭环控制。当反馈信号与其他的起道输入信号完全抵消时，即完成了起道。可见，该信号的精确度对实际起道量也很关键。分析这些信号，可以看出：GVA起道量减少信号、沉降补偿信号，在一般情况下不起作用；辅助起道信号、调零信号对实际起道量的影响根据线路的实际情况随时改变，不可能进行判断，一般情况下对线路的影响也不大；超高传感器信号是线路的测量反馈信号，在某种意义上说并不影响线路的高程，对线路的高程的影响真正起决定性作用的信号是前端输入起道信号，通常称之为理论设定信号，但此信号反映到起道点的实际起道量并不是一些人认为的一一对应关系，而是存在一个比例系数K=0.33。

2.3 捣固装置对线路高程的影响

捣固装置是捣固车主要工作装置，捣固车对线路高程的影响主要反映在捣固夹持时间和捣固深度上。1)夹持时间。捣固车捣固作业夹持时间越长，石碴的密实程度越大，分布越均匀，石碴颗粒间的稳定性就越强，钢轨的下沉量就越小。2)捣固深度。这里指捣固架下降的最大深度。一般线路维修，线路的起道量不大，根据实践验证前端起道量不超过60 mm时，捣固时捣固镐掌上沿至轨枕底端15 mm～20 mm效果最佳，见图2。若捣固作业时，给定捣固深度太浅，石碴填充轨枕底不足、不实，钢轨的下沉量增大；若捣固给定深度太大，镐掌插入原来密实的道床中太深破坏了道床的结构，反而引起石碴不如以前稳定，从而导致钢轨下沉量增大。可见，在起道量不大的一般线路维修中，捣固深度的给定并不是随意的，其给定应遵循一定的规则。捣固深度给定在零位时，踩下捣固装置，捣镐掌肩至轨顶面的距离应为15 mm～20 mm，见图3。从而得出捣固装置捣固给定深度为：捣固给定深度=轨枕高度(木枕或混凝轨枕)+钢轨的高度-起道点实际起道量。由于高度传感器的位置和捣固装置的位置很接近，因此可以认为捣固架捣固时的位置就是起道点的位置。具体地，对于常见的60 kg/m钢轨，混凝土轨枕(钢轨的高度为176 mm，轨枕安置钢轨处的高度为203 mm)。捣固给定深度=203 mm+176 mm-起道点实际起道量。从前面论证我们知道起道点实际起道量为0.33倍的理论起道量，因此捣固给定深度=379 mm-0.33倍理论起道量。类似对于60 kg/m钢轨，木枕(木枕的高度为145 mm)。捣固给定深度=176 mm+145 mm-0.33×理论起道量=321 mm-0.33×理论起道量。可见在石碴满足的情况下，起道量不大的一般线路维修，捣固深度的给定，除了跟钢轨、轨枕的种类有关外，也跟前端输入起道量有关，起道量大，相应地捣固给定深度应小些。但是对清筛后的线路进行捣固，捣固深度的给定则不能按此方法，因为清筛后进行捣固时前端输入的起道量比较大,一般超过100 mm,反映到起道点的实际起道量超过33 mm,如果按此方法调整捣固架的捣固深度,捣固时,由于轨枕下无碴的空间较大,镐掌夹持到轨枕下的石碴不实,并且越靠近原道床的地方石碴的密实度越差。根据实践验证,当前端起道量超过60 mm时,捣固装置的捣固深度调整为钢轨的高度与轨枕的高度之和时，捣固后线路的下沉量最小。这样设定捣固深度，一方面防止了对配套机械(稳定车)作业后的比较稳定线路的破坏，另一方面保证了镐掌夹持较多的石碴填充轨枕底端使其密实。

3 解决线路清筛后捣固作业时线路高程的对策

针对大型养路机械对线路高程的影响因素，以及从道床、起道量信号、捣固装置等几方面进行分析后特在施工中提出以下几点对策：

1)每次捣固前测定每个测量高程点的实际高程值。

2)每次捣固时保证充足的石碴。

清筛后道床的高程一般距设定的高程差许多，因此需要的起道量很大，而提高起道量就需要有足够的石碴填充轨枕底端，只有这样才能提高实际高程与设定高程的差距。因此，保证足够的石碴对于解决这一问题是必不可少的一项因素。

3)据测定的高程和线路的实际情况，合理地设定每次捣固时的起道量。

起道量的多或少都不利于解决高程的问题，必须计算出一个精确的起道量才能较为有效地解决这一问题。从起道信号中分析得知，起道点的实际起道值为输入起道量的0.33倍，而输入起道量的电位器最大量程为199.9 mm，故每次起道得到的实际起道值最大不能超过0.33×199.9 mm=66 mm。

4)捣固时保证夹持时间和合理的捣固深度。

夹持时间决定石碴间的稳定性及密实度，夹持时间越长，石碴的密实程度越大，分布越均匀，石碴颗粒间的稳定性就越强，从而很好地解决了轨道下沉的问题。当下插深度太深将使石碴不实，下插深度太浅将使石碴不如以前稳定，两者都会导致钢轨下沉量增大。根据实起道量不超过60 mm时，捣固时捣固镐掌上沿至轨枕底端15 mm～20 mm效果最佳。

4 结语

对铁路线路的清筛不仅能实现线路的长久运营，同时也出现道床的高程一般与设定的高程相差较大这一问题，这就需要对线路进行多次起道才能达到设定的高程。每次捣固时据线路的实际情况，合理地调整捣固深度、起道量、夹持时间并备好足够的石碴，这样就能最大限度地节约天窗时间，并能高质高效地完成施工任务。

[1] 韩志青.抄平起拨道捣固车[M].北京：中国铁道出版社，1997.

[2] 郑中立.我国铁路大型养路机械发展回顾[J].铁道建筑，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，助理工程师

U412.3

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