動車運(yùn)用所LU設(shè)備與不落輪鏇床共線設(shè)置新工藝研究

周 堯

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031）

近年來，我國高速鐵路事業(yè)保持快速發(fā)展，截至2019年底，全國共配屬動車組3665標(biāo)準(zhǔn)組、29319輛，中國高速動車組數(shù)量約占世界高速列車總數(shù)的3/4。

動車運(yùn)用所承擔(dān)所在車站始發(fā)、終到動車組的運(yùn)用和檢修，對配屬動車組進(jìn)行一、二級修和臨修作業(yè)。目前，根據(jù)《中國鐵路總公司關(guān)于明確動車組運(yùn)用檢修設(shè)施及設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)的通知》（鐵總運(yùn)〔2015〕185號），動車運(yùn)用所均配置了不落輪鏇床、LU設(shè)備，并配套有專用作業(yè)庫和檢修線。

動車組車輪LU探傷周期18萬～25萬km、輪對鏇修周期20萬～30萬km。雙軸不落輪鏇床鏇修一個轉(zhuǎn)向架的有效作業(yè)時間約40min、LU設(shè)備探傷一節(jié)車廂的有效作業(yè)時間約34min，即1臺不落輪鏇床與LU設(shè)備同步進(jìn)行工作時，可以滿足LU設(shè)備不影響輪對鏇修工作節(jié)拍；2臺不落輪鏇床與LU設(shè)備同步進(jìn)行工作時，可以滿足LU設(shè)備工作節(jié)拍與輪對鏇修工作節(jié)拍一致?？紤]到兩種設(shè)備作業(yè)周期、作業(yè)時間（節(jié)拍）上基本匹配，在此背景下，為提高動車運(yùn)用所專項(xiàng)檢修效率、降低動車組運(yùn)用成本，某動車運(yùn)用所擴(kuò)建同步實(shí)施工程Ⅰ類變更設(shè)計(jì)臨修不落輪鏇庫內(nèi)采用了一種將LU設(shè)備與不落輪鏇床共線設(shè)置、同步作業(yè)的新檢修工藝。

1 共線設(shè)置方案優(yōu)點(diǎn)

LU設(shè)備與不落輪鏇床共線設(shè)置工藝是將車輪探傷作業(yè)和車輪鏇修作業(yè)安排在同一條股道，通過動車組流水線作業(yè)模式實(shí)現(xiàn)整合檢修。根據(jù)車輪探傷和鏇修的特點(diǎn)，將LU探傷工位布置于鏇修工位之后，和傳統(tǒng)車輪探傷、鏇修工藝分散于檢查庫、臨修不落輪鏇庫作業(yè)相比具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）提高探傷作業(yè)質(zhì)量。車輪是影響動車組安全行駛的關(guān)鍵部件，鏇修后的車輪踏面和輪輞內(nèi)側(cè)面形狀規(guī)整、表面光潔，為LU設(shè)備探傷提供了良好的耦合條件，可以提高探傷精度，減少誤報率，確保高速列車安全運(yùn)營。

（2）減少所內(nèi)調(diào)車作業(yè)次數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，目前動車運(yùn)用所內(nèi)單次專項(xiàng)修（輪對鏇修或車輪探傷）動車組調(diào)車轉(zhuǎn)線過程平均耗時約1h。采用LU設(shè)備與不落輪鏇床共線設(shè)置方案后，可減少動車組中途調(diào)車作業(yè)1次，簡化了檢修計(jì)劃和車輛調(diào)度，降低了動車運(yùn)用所內(nèi)一體化作業(yè)風(fēng)險。

（3）減少檢查庫線占用。將動車組輪對旋修與LU探傷作業(yè)整合，可提高臨修不落輪鏇庫線利用率，釋放原LU探傷作業(yè)占用的檢查庫線，緩解檢查庫線一、二級修能力緊張的局面，提高檢查庫線作業(yè)效率。（4）提高動車組周轉(zhuǎn)使用效率。目前動車組輪對鏇修和LU探傷作業(yè)大多執(zhí)行1次專項(xiàng)修扣車，一般耗時2d。采用共線方案后，動車組輪對鏇修和LU探傷作業(yè)可同步安排實(shí)施，1列標(biāo)準(zhǔn)組動車輪對鏇修和LU探傷作業(yè)時間總共需1d，可節(jié)約50%檢修時間，提高了動車組周轉(zhuǎn)使用效率。

按1列標(biāo)準(zhǔn)動車組每年運(yùn)行50萬km計(jì)算，需進(jìn)行2.5次鏇輪及LU探傷作業(yè)扣修，1年可減少扣修時間2.5d。按八線檢查庫動車所配屬80組動車組計(jì)算，1年可增加客運(yùn)收入約6000萬元【2.5d×80組×30萬元 /（組?d）】，經(jīng)濟(jì)性良好。

2 共線工藝設(shè)計(jì)

（1）工況概述。不落輪鏇床工作時，一次鏇修1個轉(zhuǎn)向架上的2條輪對；LU設(shè)備在與鏇輪作業(yè)配合工作時，由于鏇輪作業(yè)的位置、轉(zhuǎn)向架之間的距離是確定的，從而使同列車組在探傷區(qū)域內(nèi)的工位也是確定的。故共線工藝設(shè)計(jì)重難點(diǎn)在于確定LU設(shè)備與不落輪鏇床間距、LU設(shè)備作業(yè)區(qū)長度。

（2）LU設(shè)備與不落輪鏇床間距。雙軸不落輪鏇床額定功率為200kW，運(yùn)轉(zhuǎn)時會對LU設(shè)備產(chǎn)生潛在的電磁干擾。而且，由于不落輪鏇床和LU設(shè)備同步工作，若各自檢修的轉(zhuǎn)向架位于同一節(jié)車廂，則2個設(shè)備對輪對進(jìn)行頂升和復(fù)位的過程中的車體振動將傳遞至另一設(shè)備，影響另一設(shè)備的作業(yè)精度。為避免前述問題的發(fā)生，考慮將不落輪鏇床與LU設(shè)備分別設(shè)于2個基坑（地溝）內(nèi)，并間隔1節(jié)車廂的全軸距，以保證2套設(shè)備同步工作，互不干擾。

（3）共線檢修工藝流程。由于LU設(shè)備與不落輪鏇床之間間隔了1節(jié)車廂的全軸距，當(dāng)鏇修第1節(jié)車廂2個轉(zhuǎn)向架上的輪對時，LU設(shè)備處于實(shí)車檢測的等待狀態(tài)，進(jìn)行樣板輪對校驗(yàn)作業(yè)；當(dāng)鏇修第3節(jié)車1#轉(zhuǎn)向架輪對時，LU設(shè)備開始檢測第1節(jié)1#轉(zhuǎn)向架輪對；當(dāng)鏇修第4節(jié)車2#轉(zhuǎn)向架輪對時，LU設(shè)備檢測第2節(jié)車2#轉(zhuǎn)向架輪對，以此類推。

（4）LU設(shè)備地溝長度。由于不同車型的動車組，其相鄰車的軸距不同、轉(zhuǎn)向架中心距不同，LU設(shè)備地溝長度設(shè)計(jì)應(yīng)兼容CRH、CR系列各型動車組。以四軸不落輪鏇床為例（可兼顧雙軸工況），通過對不落輪鏇床廠家的調(diào)研，其四軸同時工作的定位基準(zhǔn)是以13900mm長度基坑的中心線偏右1125mm正對轉(zhuǎn)向架右輪中心。通過對 CRH1、2、3、5、380A、380B、380D 和CR400動車組放樣模擬測算得到如下布局尺寸要求：LU設(shè)備地溝長33m、LU設(shè)備地溝與不落輪鏇床基坑間距19m，保證不落輪鏇床定位后，LU設(shè)備在探傷最短車型、最長車型時，LU設(shè)備端部距離地溝端部均有約2m安全余量，如圖1所示。

圖1 各車型模擬放樣圖（單位：mm）

3 共線實(shí)施方案

（1）臨修不落輪鏇庫平面布置。某動車運(yùn)用所擴(kuò)建同步實(shí)施工程Ⅰ類變更設(shè)計(jì)在臨修不落輪鏇庫內(nèi)采用不落輪鏇床與LU探傷設(shè)備共線的工藝設(shè)計(jì)方案，其庫房軸線尺寸按102m×30m（24m+6m邊跨）設(shè)置。庫內(nèi)臨修換輪區(qū)采用低地面（-0.95m），臨修臺位設(shè)有頂層作業(yè)平臺，庫內(nèi)配有不落輪鏇床（雙軸）、轉(zhuǎn)向架更換設(shè)備、LU設(shè)備、電動雙梁橋式起重機(jī)（10t）等設(shè)備。

庫內(nèi)LU探傷作業(yè)區(qū)采用低地面（-0.95m），為了便于叉車搬運(yùn)LU校驗(yàn)輪對進(jìn)入LU探傷作業(yè)區(qū)及庫內(nèi)多工種使用，最終按LU設(shè)備地溝長度32m、LU設(shè)備地溝端部與相鄰不落輪鏇床基坑坑壁間距20m實(shí)施。在滿足工藝要求的前提下，減少了LU設(shè)備在檢測最短車型時探傷設(shè)備端部與地溝端部的安全距離。臨修不落輪鏇庫設(shè)備平面布置圖如圖2所示。

（2）主要工程內(nèi)容。采用共線工藝新方案的臨修不落輪鏇庫（102m庫長）與常規(guī)設(shè)計(jì)的臨修不落輪鏇庫（66m庫長）主要基建工程內(nèi)容及投資差異對照如表1所示。

圖2 不落輪鏇床與LU設(shè)備共線工藝布置方案實(shí)例（單位：mm）

從表1可以看出，臨修不落輪鏇庫內(nèi)采用不落輪鏇床與LU探傷設(shè)備共線的工藝設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)方案相比，基建工程投資估算增加約806萬元；但每組動車組每年可增加2.5d上線時間，1年可增加客運(yùn)收入約6000萬元【2.5d×80組×30萬元 /（組?d）】，投資回收期估算約0.13年，經(jīng)濟(jì)性良好。

（3）設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。①由于不落輪鏇床工作時，會對LU設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，因此LU設(shè)備走行軌道必須設(shè)計(jì)良好的接地，以降低對LU設(shè)備的干擾；②需要增加設(shè)計(jì)LU設(shè)備、鏇輪設(shè)備、公鐵兩用車三者之間的聯(lián)控互鎖系統(tǒng)，以保證LU設(shè)備、鏇輪設(shè)備在工作狀態(tài)時公鐵兩用車不能工作；公鐵兩用車進(jìn)入行車準(zhǔn)備狀態(tài)時，LU設(shè)備、鏇輪設(shè)備設(shè)備不能啟動工作；③臨修不落輪鏇庫常規(guī)僅設(shè)置動車組管理信息系統(tǒng)局域網(wǎng)，增設(shè)LU探傷設(shè)備后，為滿足探傷數(shù)據(jù)上傳要求，LU探傷作業(yè)區(qū)需具備無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，帶寬不小于54Mbps。

4 結(jié)論

該共線工藝設(shè)計(jì)方案對于提高探傷作業(yè)質(zhì)量，減少所內(nèi)調(diào)車作業(yè)次數(shù)，減少對檢查庫線的占用，提高檢查庫線利用效率以及提高動車組運(yùn)用效率都具有極為顯著的效果，可以為后續(xù)動車運(yùn)用所建設(shè)提供較好的借鑒意義。

表1 主要工程數(shù)量對照表