GJ-6?型軌檢系統(tǒng)在南京地鐵中的應(yīng)用

蔣林宏

（南京地鐵運營有限責(zé)任公司，江蘇南京 210012）

0 前言

南京作為國內(nèi)第?6?個開通地鐵的城市，從2005?年?1?號線?22?km?單線運營到?2017?年底?356?km的9線線網(wǎng)運營，經(jīng)歷了一個地鐵快速發(fā)展期。隨著地鐵線網(wǎng)密度的增加，對地鐵設(shè)備的養(yǎng)護(hù)要求也在逐漸提升。南京地鐵在軌道設(shè)備養(yǎng)護(hù)過程中，采用計劃修與狀態(tài)修相結(jié)合的形式，其中，動態(tài)軌檢車的運用在狀態(tài)修中發(fā)揮著不可替代的作用。自?2007?年第一臺動態(tài)軌檢車投入使用，軌檢系統(tǒng)從?GJ-4?到?GJ-6?型均由中國鐵道科學(xué)研究院研制。GJ-6?型軌檢系統(tǒng)的應(yīng)用可實現(xiàn)對現(xiàn)場病害的準(zhǔn)確判斷，避免了正線設(shè)備維護(hù)中由于環(huán)境條件限制、作業(yè)人員能力等因素引起的無效作業(yè)和有害作業(yè)。

1 GJ-6 型軌檢系統(tǒng)概況

GJ-6?型軌道檢測系統(tǒng)主要由激光攝像組件、慣性測量組件、信號處理組件、數(shù)據(jù)處理組件、里程定位組件5?部分組成。南京地鐵利用?GJ-6?型軌檢車對各線路每月進(jìn)行?1?次檢測，速度等級采用?120～160?km/h?級別，檢測項目包括左、右軌向，左、右高低，軌距，水平，三角坑等。安裝有?GJ-6?型軌檢系統(tǒng)的軌檢車如圖?1?所示。

圖1 南京地鐵 GJ-6 型軌檢車

2 軌檢系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 超限病害的精確定位

2.1.1 利用道岔精確定位超限病害

通常進(jìn)行動態(tài)軌檢時，正線道岔開行直股，通過判斷波形圖中道岔直尖軌、直基本軌、尖軌尖、導(dǎo)曲、岔心等各部位位置（圖2），利用道岔尖軌尖或岔心處檢測里程與實際里程的差值，可修正超限病害的檢測里程。同時，利用波形圖中道岔各部位（轉(zhuǎn)轍部分、連接部分、轍叉部分）可確定超限病害在道岔中的相對位置。

2.1.2 利用曲線精確定位超限病害

利用直緩點或緩直點處檢測里程與實際里程的差值，可修正超限病害的檢測里程。同時，利用波形圖中曲線要素點（直緩點、緩圓點、圓緩點、緩直點）可確定超限病害在曲線中的相對位置。

2.1.3 利用軌距或水平定位超限病害

對于高低、軌向等現(xiàn)場不易直接測量的檢測項目，可通過波形圖量取高低、軌向等超限病害與附近軌距或水平最大偏差點的距離來確定其相對位置。

2.2 病害整治

2.2.1 道岔病害

（1）直基本軌方向不良整治。以?4?號線?K21?處上行某道岔為例，如圖?3?所示，道岔轉(zhuǎn)轍部分（即尖軌尖至尖軌跟）軌距實際遞減與理論遞減偏差較大，主要原因是直基本軌存在一處偏向外口?-8.14?mm?的軌向。通過現(xiàn)場實際調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)轍部分軌距量取時，日常道岔檢查的尖軌中固定位置處軌距不超限，但實際上尖軌尖至尖軌中、尖軌中至尖軌跟處軌距最大偏差為?-6?mm。整治時，采用先對直基本軌線型進(jìn)行整正，再以軌距控制尖軌（曲基本股）軌向的方法，最終使設(shè)備幾何狀態(tài)滿足要求。

（2）曲基本軌方向不良整治。以機(jī)場線?K19?處上行某道岔為例，如圖?4?所示，轉(zhuǎn)轍部分軌距均偏小，最大偏差達(dá)-6.91?mm，主要原因是直尖軌方向不良。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)轍部分軌距都偏小，軌距最大偏差為?-7?mm，與檢測結(jié)果相符。由于直尖軌與曲基本軌密貼良好、頂鐵靠貼，所以尖軌軌向問題主要由曲基本軌引起，現(xiàn)場對曲基本軌線型量測發(fā)現(xiàn)在第二彎折點實測正矢為?32?mm，比理論正矢?18?mm多?14?mm，使得整個直尖軌偏向道心一側(cè)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)轍部分軌距偏小。在整治時也發(fā)現(xiàn)，由于曲基本軌第二彎折點附近道岔框架尺寸受通號轉(zhuǎn)轍機(jī)角鋼螺孔位置約束，工務(wù)在彎折曲基本軌進(jìn)行改道時，無法向軌道外側(cè)改道，需要更換通號轉(zhuǎn)轍機(jī)角鋼并重新打孔。這說明新線道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝前一定要先保證曲基本軌第二彎折點（道岔框架）處尺寸正確，否則運營時會對道岔維修保養(yǎng)造成很大困難。

圖2 波形圖中道岔形態(tài)

圖3 直基本軌方向病害

圖4 曲基本軌線型病害

（3）直尖軌方向不良整治。以機(jī)場線上行K19+500?處某道岔為例，如圖?5?所示，轉(zhuǎn)轍部分軌距均偏小，最大偏差達(dá)-7.68?mm，主要原因是直尖軌方向不良。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)轍部分軌距都偏小，軌距最大偏差為?-9?mm，由于頂鐵與尖軌之間存在離縫，故動靜態(tài)檢測時軌距偏差不一致，直尖軌軌向問題主要由尖軌線型不良引起?，F(xiàn)場對直尖軌線型測量發(fā)現(xiàn)，尖軌向道心一側(cè)凸起，線型最大偏差達(dá)?7?mm。在整治時主要通過對直尖軌彎軌，恢復(fù)其線型進(jìn)行整治。

2.2.2 曲線病害

（1）緩和曲線三角坑整治。3?號線上行某處檢測時出現(xiàn)三角坑四級超限，通過波形圖分析，主要原因是曲上股和曲下股不同位置出現(xiàn)的高低超限，其中曲下股最大高低超限達(dá)?-13.72?mm，且近?2?個月此高低超限增大了?9?mm。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此病害地段為聯(lián)絡(luò)通道集水井處，軌枕剝離及道床脫空（圖6）較為嚴(yán)重，在卸下扣件后軌下空隙達(dá)?15?mm。軌道專業(yè)臨時整治時，采用軌下調(diào)高墊板消滅高低超限，并通過控制緩和曲線內(nèi)水平變化率（≤2‰）消滅三角坑超限；后期結(jié)構(gòu)專業(yè)對該道床脫空處注漿，進(jìn)行永久整治。聯(lián)絡(luò)通道、集水井處由于施工工藝等原因，在運營過程中易出現(xiàn)道床整體下沉、道床脫空等病害，新線介入時一定要保證道床澆筑前基底干凈、整潔，符合澆筑條件；既有線運營時對該處的軌枕剝離、道床脫空等病害應(yīng)高度重視。

（2）圓曲線軌向整治。通過對軌向超限報表及波形圖的分析發(fā)現(xiàn)，圓曲線內(nèi)軌向超限病害半波長從?2?～10?m?不等，而正線圓曲線正矢點設(shè)置為每?10?m?一處。在圓曲線病害整治時，對于曲線范圍內(nèi)較長區(qū)段出現(xiàn)軌向超限病害應(yīng)通過簡易撥道法、繩正法等計算進(jìn)行整治；對于局部軌向超限，可采用?10?m?或?20?m?弦長，每隔?1?m?量取圓曲線上的正矢值，從而精確查找和消滅現(xiàn)場病害。

圖5 直尖軌線型病害

圖6 曲下股道床脫空

2.2.3 碎石道床病害

（1）以半波長為弦長進(jìn)行局部高低整治。以寧天城際線上行某碎石軟硬結(jié)合部為例，如圖7所示，存在一處峰值為16.5?mm的局部高低超限。現(xiàn)場調(diào)查采用圖中半波長10.75?m為弦長精確查找病害，實際量取最大高低為19?mm，峰值出現(xiàn)在軟硬結(jié)合部的碎石與整體道床連續(xù)幾塊枕處。整治時采用對高低峰值左側(cè)碎石道床進(jìn)行起道和整體道床地段進(jìn)行軌下墊板作業(yè)相結(jié)合的方法，通過對高低超限前后軌面順坡，消滅該處高低三級超限。

（2）以連續(xù)波長為弦長進(jìn)行長區(qū)段高低整治。以寧天城際線下行某碎石軟硬結(jié)合部為例，如圖?8?所示，通過波形圖可以看到在一較長區(qū)段交替出現(xiàn)峰（谷）值為-9.71～15.71?mm?的高低超限病害?，F(xiàn)場對圖中?33.25?m?區(qū)段的連續(xù)波進(jìn)行精確查找，并對碎石道床區(qū)段進(jìn)行起道，對整體道床進(jìn)行墊板作業(yè)予以整治。

圖7 局部高低病害

圖8 長區(qū)段高低病害

3 結(jié)語

文章結(jié)合?GJ-6?型軌檢系統(tǒng)原理，充分利用軌檢數(shù)據(jù)指導(dǎo)軌道設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)，可實現(xiàn)對設(shè)備更全面、細(xì)致的檢查，避免了人工進(jìn)行線路、道岔等設(shè)備檢查時只在固定位置檢查的弊端，彌補(bǔ)了利用軌檢小車檢查時無法查出空吊、離縫等不足，可實現(xiàn)對設(shè)備更科學(xué)、有效的維修。

[1] 蔣林宏. 圓曲線正矢在地鐵道岔養(yǎng)護(hù)維修中的應(yīng)用[J]. 鐵道運營技術(shù)，2016，22（2）：7-9.

[2] 杜茂金. 軌檢車在地鐵軌道設(shè)備養(yǎng)修中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代城市軌道交通，2009（4）：72-74.

[3] 魏世斌，劉伶萍，趙延峰，等.GJ-6型軌道檢測系統(tǒng)[J]. 鐵道建筑，2011（11）：98-101.

[4] 魏世斌，李穎，趙延峰，等. GJ-6型軌道檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研制[J].鐵道建筑，2012（2）：97-100.

[5] 任盛偉，許貴陽，馮其波，等. 構(gòu)架式軌距——軌向檢測系統(tǒng)信號合成算法及系統(tǒng)驗證[J]. 中國鐵道科學(xué)，2010，31（2）：79-83.

[6] 張子亮. 軌道平順性檢測技術(shù)的分析與對比[J]. 現(xiàn)代城市軌道交通，2016（5）：61-65.