大连机车旅顺基地环线试验线主要技术标准研究

史艳丽

（中国铁路设计集团有限公司，天津 300308）

环形试验线是内燃机车、电力机车、城际动车组、城轨车辆等研制过程中和生产下线后开展相关例行试验、型式试验、研究性试验和耐久性试验等所必需的试验线路。为满足我国客运高速铁路动车组、货运内燃机车和电力机车、城市轨道交通车辆的试验需求，同时，为减少试验线土地资源占用、降低试验线建设成本，研究可同时内燃机车、电力机车、城际动车组、城轨车辆试验要求的环形试验线设计建造标准具有重要意义和价值。

中国北车集团大连机车车辆有限公司（以下简称大连机辆公司）通过多年技术积累以及引进消化吸收和再创新，拥有较强的研发能力和领先的技术优势。自主研发了9600kW大功率交流传动电力机车、6000HP 大功率交流传动内燃机车、城轨车辆等产品，在国内同行中综合实力和应对市场抗风险能力方面具有较强优势。目前，具有年制造220 台内燃机车、200 台大功率交流传动电力机车、300 台中速柴油机和150辆不锈钢城轨车辆的能力。大连机辆公司在大连旅顺经济开发区规划建设了世界级的、国内最大、技术最先进的轨道交通装备和通用动力机械的研发和制造基地（简称大连机车旅顺基地）。

为满足企业研制生产的主导产品内燃机车、电力机车和城轨车辆的试验需求，大连机辆公司委托中国铁路设计集团有限公司开展了大连机车旅顺基地环线试验线主要技术标准研究与环形试验线设计。通过项目实施，形成了适应企业内电机车、城轨车辆及城际动车组生产规模的动态调试、试验能力，在满足正常生产需要的同时，为中国北车轨道交通车辆整机和关键零部件等产品研发提供有效支撑，促进中国北车的可持续发展。

1 线路概况与设计需求

1.1 线路概况

在厂区规划红线内，沿厂区四周设置环形试验线，为最大程度减少对厂区的干扰，试验线采用高架方式，试验线通过连接线与厂区铁路相连，便于车辆通过连接线上道试验。环形试验线按双线设置，内环试验国铁机车，外环试验城轨车辆。环形试验线布局如图1 所示。

图1 环形试验线布局

1.2 设计需求

（1）试验项目需求。根据大连机辆公司的机车试验需求，环形试验线需要满足电力机车、内燃机车和城轨车辆的型式试验、例行试验和研究性试验43 个项目的全部试验需求和21 个项目的部分试验需求。

（2）试验能力需求。环形试验线每年可完成2000 台机车例行试验，城轨试验线每年可完成250 列例行试验或16列耐久性试验。

2 主要技术特点与标准研究

2.1 铁路等级与主参数设定

环形试验线为工业企业铁路，铁路等级标准选用工企I级，线下工程按照国铁II 级标准选用。

根据试验线要同时要满足内电机车和城轨车辆的试验需求，线路数目为双线。内环试验国铁机车，外环试验城轨车辆。

试验线最高速度为120km/h，综合考虑多轨距、小半径曲线的加宽及后期养护维修，线间距选用5.0m。

由于城轨车有25‰停车试验的功能要求，结合本线实际情况，环形线最大坡度采用6‰，连接线最大坡度采用25‰。受厂区规划红线所限，最小曲线半径为300m。

2.2 最小平直线长度计算

环形试验线满足GB/T 3318-2006《电力机车制成后投入使用前的试验方法》、GB/T 3315-2006《内燃机车制成后投入使用前的试验方法》和GB/T14894-2005《城市轨道交通车辆组装后的检查与试验规则》规定，综合考虑电力机车、内燃机车和城轨车辆的例行试验、型式试验、研究性试验等试验项目。

机车车辆的型式试验要满足从静止到最高速度的平直轨道、从最高速度减速到静止所需要的平直轨道、符合要求的坡直线以及小曲线。而对于耐久性试验还要有能够连续运行的线路即环形正线线路，并且具备必要的牵引供电条件。

起动和加速试验过程：在南侧直线段上，从速度为0 开始，加速到最高速度后，减速到55km/h 通过曲线后再减速至0。

线路制动试验过程：在北侧线路启动和加速，达到55km/h 后通过曲线，达到南侧直线段后，加速到最高速度，惰行3S 后，进行制动，直至停止。

根据平直线长度需求计算，要完成型式试验规定的加速和起动试验，电力机车需要平直线长度为1045m、内燃机车需要平直线长度为1030m、城际动车组需要平直线长度为1056m。要完成型式试验规定的线路制动试验，电力机车需要平直线长度为1081m、内燃机车需要平直线长度为1090m、城际动车组需要平直线长度为1070m。

对于城轨车辆例行试验要求达到的速度为80km/h，加速和起动试验需要的平直线长度为818m，线路制动试验所需要的平直线长度为768m。

综合上述计算结果，为满足不同类型机车加速和减速起动试验及线路制动试验要求，本线缩短了平直线两端线路的缓和曲线长度，采用40m，最终确定平直线长度1092.07m，满足了内电机车和城轨车辆例行试验的需要。

2.3 轨道标准选型与设计

环形试验线为双线铁路，内环试验国铁机车，外环试验城轨车辆，并且要兼顾多种轨距机车，采用多轨距铁路：内环及内环连接线采用三股钢轨兼顾1067mm 及1435mm 轨距的“三轨两距”型式，配套采用特殊研发扣件，扣件除铁垫板及T 型螺栓等外，其他部件与目前国内弹条Ⅰ型扣件通用，扣件结构设计合理、抗横向水平力强，调整能力高，并可适应不同类型的钢轨要求。外环及外环连接线采用三股钢轨兼顾1000mm 及1435mm 轨距的“三轨两距”型式，配套采用弹条Ⅰ型扣件。轨枕与道岔均进行特殊设计。内环及内环连接线采用50kg 钢轨。由于城轨车轮与60kg 轨头匹配性更好，外环及外环连接线采用60kg 钢轨。

当采用标准轨和1067m 轨距两种轨距线路，3 轨方案对桥梁偏心较小，不影响机车限界，对桥面宽度基本没有影响，可以采用T 梁。通桥简支T 梁截面3 轨方案布局如图2 所示。

图2 通桥简支T 梁截面3 轨方案布局

2.4 供电制式选择

环形试验线既要试验国铁机车，又要试验城轨车辆。因此，双线按多电压制式架设接触网，内外环线设置架空接触网，均适应AC25kV、DC750V、DC1500V 和DC3000V 四种供电制式载流及绝缘要求；外环线设置接触轨，适应DC750V、DC1500V 两种电压制式载流及绝缘要求。

2.5 交直流干扰防护

本环形试验线采用国铁、地铁车辆交直流混跑模式，内外环均需试验交直流列车，造成内外环间存在相互干扰，为了消除交流AC25kV 高压电形成的电磁场对直流系统的影响，采用了专门研制的交流限波器，以消除干扰磁场的影响。如果内、外环同时只试验一种列车（同时试验直流或者交流列车），内外环间不再存在干扰问题，交直流干扰防护措施可取消。

3 结语

大连机车旅顺基地环线试验线为国内首个可以同时满足电力机车、内燃机车和城轨车辆的主要型式试验和例行试验项目要求的环形试验线，采用了“三轨两距”、多电压制式架设接触网、交直流干扰防护等多项新技术，目前已建成投产，满足了大连机辆公司电力机车、内燃机车和城轨车辆的试验需求。本文的研究成果对国内新/改建环形试验线工程具有参考和借鉴价值。