南京地铁安中区间晃车原因分析及整治

王金山 南京铁道职业技术学院

南京地铁安中区间晃车原因分析及整治

王金山 南京铁道职业技术学院

借鉴铁路工务部门的一些理论和经验，结合地铁线路载重轻、密度大的特点，通过采取一系列的技术手段，对线路晃车的原因逐一进行分析和总结，并制定针对性的整治措施。

南京地铁；晃车原因；整治措施

南京地铁安德门——中华门区间属于一号线正线高架区间，里程从K2+191 m——K4+283 m，区间全长2 092 m。上下行各有5个曲线，最小半径350 m、最大半径1 500 m，最大超高90 mm、最小超高25 mm，最大坡度为20‰、坡段长410 m，采用弹条Ⅰ型扣件与DTⅦ2型扣件。此段晃车问题被市民大量投诉，现代快报、凤凰资讯、网易新闻、金陵晚报、东方卫报等各家媒体均有报道，甚至市民在南京网络问政论坛上反应这样的晃车现象会不会存在安全隐患，对南京地铁运营公司的形象有着极大的负面形象，运营公司十分重视，总经理亲自乘车体验后要求工务部门立即限期整改。

1 原因分析

1.1 人工添乘

添乘是工务部门轨道专业对运营中的线路最简单最直白的一种体验，通过专业人员跟车通过某一区间，凭借丰富的经验来初步判断该区间存在的轨道病害。南京地铁工务中心利用一周时间与车辆系统共同制定整治方案，利用5天时间对此段线路进行添乘检测，得出数据如图1。从图中可以直观的看出最严重的区段集中在上行区间K3+200～K3+ 500，下行区间K3+200～K3+500。

图1 添乘数据图

1.2 轨检车进行动态检测

工务部门轨道专业对线路检查很多时候都是静态检查，所以有时候检测出来的数据不一定真实，比如说钢轨出现空吊现象，静态用轨距尺测量水平时很可能是符合技术要求的，但是如果是列车通过此处时，由于列车的竖向荷载作用，空吊处的钢轨会因为列车的荷载作用下沉，导致列车运行会有晃动现象，所以轨检车的动态检测数据能够真实的反映出列车运行时轨道设备状态是否良好。

图2 轨检数据图

图2的数据均表示安中区间超过二级超限的处所，通过上图的动态轨检数据进行对比分析，可以直观地反映出的安德门-中华门区间存在着多个大轨距、轨向不良、三角坑等超限地段，最大的数值达到了12.91mm，出现的地段正好集中在安中区间晃车区域。

1.3 现场人工检查

利用工班作业时间点，轨道工程师与工长集中对2k+300 m——4k+100 m区间进行现场全面检查。一面测量轨距水平，一面查看联接零件、钢轨波磨等问题细心查看分析。经过几天的彻底检查，发现安中区间轨距存在+5 mm的略大轨距地段较多，并且规矩变化率偏大，轨面存在波浪形磨耗问题，部分大螺栓松动，尼龙套管失效不能持钉，轨道方向存在小轨向等病害问题。

1.4 桥梁墩台支座静态查看

通过添乘确定晃车点，组织人员对主要墩台支座进行静态检查。但是未发现墩台有损坏现象，列车经过时支座处于良好的工作状态。

1.5 曲线超高分析

安德门-中华门区间全长2.15 km左右，上下行共计有10条曲线（见图3），上下行各5条连续曲线，并且列车开行方向相反，工务部门对列车实际速度与曲线超高设置是否匹配进行了论证分析。在论证初期，他们数次进行跟车添乘，在现场实测了ATO模式下的列车运行数据，在对所收集的数据进行分析过程中发现，曲线地段存在着欠超高的现象，也即列车实际运行速度大于曲线地段的设计速度。例如上行从K3+000左右开始，人体能明显感觉列车开始晃动，此时，列车刚连续经过一段500 m左右的小半径反向曲线段，曲线半径分别为350 m、500 m，超高设计为 60 mm、90 mm，两段曲线间夹直线长度不足一列列车的车辆长度，并且开始晃动时车尾部位尚未完全驶出曲线段，此段实测车速从45 km/h提升到70 km/h，计算发现此时车速大于超高设置所允许的车速，存在欠超高的现象。安中区间下行晃车地段也存在着同样的欠超高问题。

图3 安中区间曲线设备资料

2 整治措施

整改期间对每个问题检测、复查3次，专题会每周召开一次，对整治期间存在的难题逐一研究讨论，优化和制定出下一步合理的整治措施，此阶段，共计投入整治人工189个。目前列车经过此段线路时的晃动现象也有了明显的改善。

2.1 线路维修整改

当轨距偏大时，列车速度愈大，横向加速度愈大，轮缘对钢轨的冲击角愈大，作用于钢轨上的横向力愈大。此时列车晃动也愈大。一般把轨距误差控制+3 mm至-2 mm为最佳。针对前期找出的病害，工务部门轨道专业从3月11日开始，对此地段轨道线路晃车问题进行现场突击整治，截止4月15日，利用现场21个作业点，对安中区间内所有大轨距（+5 mm以内）超限的地段进行了集中整治，将轨距控制在合理的范围之内。对存在的累计46处细微三角坑反复进行了4次整治和精调，更换失效尼龙套管56只。

2.2 消除波磨病害

钢轨波浪形磨耗，焊接接头低塌或轨面擦伤等，车轮经过这些地方会产生冲击，导致列车剧烈的抖动。这种不平顺往往容易忽视，轨道检查车也不能完全反应出来。但是这种短波不平顺使列车在通过时将产生水平或垂直加速度，产生晃车，整改期间安排打磨车对安中区间上下行3k+000 m——4k+000 m区段进行打磨，根据波磨谷深调整打磨深度，不宜过深，影响钢轨使用寿命，最后以达到消除轨道的高低不平顺的目的。

2.3 曲线欠超高整改

考虑到安中区间内曲线段长度较长（尤其是小半径曲线以及反向曲线），同时曲线地段存在着欠超高的现象，建议对安中区间列车的行驶速度进行重新的设定，以改善列车运行速度与线路超高设置的匹配度。

2.4 轨向不良整改

方向不平顺会引起比较大的车轮侧向力和车轴侧向力，使列车在运行中出现蛇行运动并引起列车晃动。列车的离心力与轨向偏差的矢度成正比线性关系，与运行速度成正向二次曲线关系。换言之，对于一定的运行速度，列车的离心力随着轨向偏差的矢度的增加同比增加，对于一定矢度的轨向偏差，列车的离心力则随着速度的增加以速度倍率的二次方迅速增加。

同样的分析近几个月的动态轨检数据，安德门-中华门区间检测出存在轨向不良的现象，通过上面的理论分析，这些轨向问题也是列车晃动的一个重要影响因素，针对这种问题，在轨向整治过程中，工务中心结合大轨距整治进行同步整治 ，结合轨距调整同时改善了轨向。

2.5 轨向不良整改

多种轨道不平顺复合引起晃车。多种轨道不平顺是指在同一处有2种及2种以上不平顺复合一起，这种不平顺的特点是幅值较小，但对列车作用力、列车振动影响较大，引起严重晃车，这些是由于轨向、高低、超高 (水平)、轨距、小三角坑等多种不平顺综合作用引起的。同时包括钢轨侧磨不均匀等线路钢轨问题也会引起列车晃动。

鉴于以上的分析，线路的诸多原因产生了列车的晃动，工务中心从现场查看、发现问题、分析问题、制定整改方案并落实方案。从最细微的工作做起，逐项改正轨向、高低、超高 (水平)、轨距、小三角坑等问题，并且通过轨道静态检测和现场添乘检查，发现安中区间晃车现象已有明显的改善。

3 结束语

随着城市轨道交通的快速发展，列车速度和密度不断提升，线路维修的理念和手段也需要不断的提高，我们必须转变完全依靠手工检查线路和人工添乘的办法来指导维修，认真分析轨道检查车、车载式晃动仪及动态添乘仪的数据并找到引起晃车的因素，用科学的监测数据指导我们的维修工作。线路维修是一门复杂的综合学科，需要工务工作者在今后的工作中不断探索研究。

[1]杨文利.引起晃车的轨道不平顺分析与整治. [J]现代城市轨道交通.2008.(5):47-49.

[2]李杰.浅析铁路晃车原因及整治.[J].甘肃科技纵横.2002.(1):85-86.

责任编辑：万宝安 窦国栋

来稿日期：2015-08-13