42号CN系列高速道岔钢轨廓形打磨方法研究与实践

郑 浩 中国铁路上海局集团有限公司蚌埠工务段

京沪高铁已开通运营多年，其中铺设的42号CN道岔普遍存在动态人体感觉不良情况，尤其是顺向过岔舒适性不良。本文结合管内扬州线路所2#道岔长期人体感觉不良的整治案例，结合道岔结构和FAKOP动态轨距优化等特征，通过钢轨廓形修理打磨的方法优化轮轨接触关系，提高了列车高速通过时的舒适性，为42号CN系列高速道岔的人体感觉不良病害的整治积累经验。

1 设备概况

扬州线路所铺设的2#道岔为60 kg/m钢轨42号右开可动心板式无砟道岔，设计图号CN6142AS，设计通过速度直向350 km/h、侧向80 km/h。该组高速道岔自开通运营使用以来，侧向不通车仅开通使用直向，列车运行方向为顺向，实际最高通过速度350 km/h。根据动态检查数据，该道岔始终存在岔心到岔尖出岔人体感觉不良，人工添乘机头时人体感觉车体明显的呈现“先左后右”横向摆动，2019年的车载式晃车仪数据较高频率出现幅值达0.13 g水加Ⅱ级报警，人工添乘采用的便携式添乘仪也出现水加Ⅲ级报警。

2 整治方法分析

为了解决扬州线路所N2#道岔摇晃的问题，前期采用线形精调、更换尖轨、调整降低值等方式进行整治，从整治的效果来看，列车通过舒适性差的问题仍然存在，通过各项检查数据综合分析，在2019年最终确定通过钢轨廓形打磨修理为主要手段进行综合整治。

（1）现场调查分析

通过组建专业检查小组，认真开展现场病害调查。一是抽调业务素质精、责任心强的人员按照“钢轨廓形测量、钢轨光带位置、宽度、非正常磨耗、轨道线形测量、轨道几何尺寸、降低值测量、扣配件系统、无砟轨道结构”九项检查内容制定检查清单，逐项逐处体检式检查；二是联合电务对工电结合部的顶铁、密贴、辊轮、滑床台等项目进行重点检查；三是加强动态添乘检查，由同一个人分别添乘确认车、常速车、复兴号，不断感觉和验证摇晃的地点和方向，为精准定位提供决策依据；四是做好波形图分析，进一步验证动静态检查的结果，为补充检查和制定方案提供依据。

（2）确定整治思路

按照“结构整治、轨道几何尺寸、钢轨修理”的工作思路：一是对整体结构检查进行分析研究，检查结果发现扬州线路所2#道岔无砟轨道及扣件结构系统无异常；二是检查整体线形无陡变，轨道几何尺寸和降低值符合要求；三是通过工电结合部也无异常和突出问题。

因此，将主攻方向调整为通过钢轨廓形打磨修理，改善轮轨关系匹配度上面。

3 道岔钢轨廓形打磨方案制定

3.1 静态分析

根据静态检查结果，以道岔铺设图为底，按照每根枕位对问题进行标注，准确在图纸上显示道岔的实际状态，明确了整治的区域范围和大体工作量。

3.2 动态分析

根据近期动检车波形图和添乘情况，对扬州线路所2#道岔进行波形图分析如图1所示。

图1 扬州线路所2#道岔动态检测波形分析

沿着列车运行方向，从大里程向小里程查找，215#枕～199#枕向左侧偏，192#枕～150#枕向右侧偏，右侧偏较严重；37#枕～5#枕向左侧偏，5#枕～岔前27#枕向右侧偏，为人体感觉较为明显的第一处；岔前81#枕～岔前125#枕向左侧偏，为人体感觉较为明显的第二处，如图1横向加速度变化可见列车过岔时明显左右摇摆。

3.3 轮轨匹配关系分析及方案制定

（1）做好FAKOP部位等效锥度控制。CN系列道岔在转辙部位设计为动态轨距优化，最大加宽15 mm，在廓形设计时要充分参考动车组轮对设计踏面在FAKOP部位的锥度变化，按照“少量多次”的原则，制定修理方案。

（2）对非正常磨耗部位的检查整治，如图2所示。一方面考虑更换胶垫，改善轨底坡；另一方面适当调低每次修磨量，不断观察每次钢轨修理效果。

图2 晃车导致的侧磨分布示意图（红线标识部分）

（3）做好同类型道岔光带的比对，为制定打磨方案提供参考依据，如表1和图3所示。

表1 道岔光带比对情况

图3 内直、外直股钢轨光带分析

（4）按照-17.15～27.55共计10个断面，分别测量钢轨实际廓形与标准廓形进行比对分析，如表2和图4所示，初步完成打磨方案如表3所示。

表2 扬州线路所2#内直-1#外直实测廓形对比

图4 十项参数分项折线图

表3 道岔外直、内直廓形打磨方案

4 道岔廓形打磨相关控制要求

（1）现场钢轨修理作业前，必须对作业人员进行技术培训，学习钢轨廓形打磨方案，线下进行钢轨廓形打磨模拟训练，待人员熟悉机械性能，熟练掌握打磨量和角度调整，经廓形仪验收合格后方可安排上道作业。

（2）在作业前一日要安排作业人员参加现场安全技术交底，重点要明确作业区域、作业范围、每个角度的打磨量等。

（3）作业前放置好安全木，扳动道岔时加强联系，注意前后瞭望，确认无其他作业人员在岔区。

（4）遵循钢轨修理“少量多遍”的原则，匀速平稳往返推动打磨机；在轨头从轨距角向非作用边全断面打磨，每做完一个角度0.1 mm的打磨量，要立即使用廓形仪进行检查验证，以便安排修正。

（5）打磨后轨面光带居中，光带宽度25 mm～30 mm，前后光带顺接无明显突变；用1 m电子平直尺测量轨面平面凹凸误差不超过+0.3 mm～0 mm；打磨顺坡坡度不少于0.5‰。

（6）作业后，检查道岔各部位螺栓是否紧固，对结合部、几何尺寸进行回检，做好道岔转辙部位的清扫工作，回收工机具材料，记录回检数据及完成的工作量。

（7）安排人员添乘次日动车组，与近期人体感觉进行比对，对当日作业效果进行验证，根据动态情况和现场检查结果，不断修正钢轨修理方案。

5 结束语

通过此次大号码道岔钢轨廓形打磨实践经验，取得较好效果，得出以下有益结论：

（1）扬州线路所42号CN系列道岔的人体感觉不良与轨道结构、线形关系不大；

（2）按照“严检慎修”的理念，通过合理的道岔廓形测量分析和方案设计，经过钢轨廓形修理后，扬州线路所2#道岔车载式检查仪Ⅱ级报警次数明显降低，水加幅值也控制在0.10 g左右，便携式添乘仪检查水加无Ⅲ级报警，人体感觉舒适性明显提高；

（3）通过钢轨廓形打磨可以有效解决尖轨、基本轨非正常侧磨问题，修复列车走行光带，提高行车舒适性；

（4）高速道岔钢轨廓形打磨专业性很强，通过组建高铁钢轨专业修理队伍对高铁站场道岔钢轨的计划性修理，可以有效提升高速道岔运行品质，延长道岔设备使用寿命。