一、基本概况

国产客专系列42号码道岔是中国中铁宝桥股份有限公司自主研发，在学习引进德国和法国大号码道岔的基础上，采用产、学、研、用相结合的模式，自行研发生产的客专系列道岔，自2011年起广泛使用在全国很多高铁正线交汇线路所和枢纽站中，是高速铁路基础设备实施自主创新战略的重要举措。

本文以合肥北城站内客专系列42号码道岔为例。合肥北城站地处华中科技新城合肥市区北端，是京福高铁、京港高铁汇经合肥这个大都市的重要交汇点，虽然站区客流量不大，但是承载着合蚌、合福、京港三条高铁正线互联互通的重要任务，形成了大号码道岔集中的新型“大型站场”，全站共20组高铁正线道岔，其中42号码道岔8组，直向、侧向均开通使用。具体见合肥北城站内42号码道岔分布图。

二、道岔参数

时速350公里客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔

三、现状呈现

    1.道岔服役基本情况

    如上图中显示的合肥北城站42号码道岔分布图，由于3条高铁线开通运营的时间和运载量均不相同，带来各组道岔大同小异的状态呈现。按照开通时间和运载量划分为3个阶段：

    第一阶段：2012年10月-2015年6月，仅开通3号、8号、4号、7号道岔直向，通过速度300km/h，平均每日通过列车40对左右。

    第二阶段：2015年6月-2019年12月，在第一阶段基础上，增加开通了8号、6号、2号、4号道岔侧向，此阶段有4组道岔开通侧向运行，通过速度160km/h，平均每日通过列车30对左右。

    第三阶段：2019年12月-至今，在前两个阶段基础上，增加开通了1号、3号、7号、5号道岔侧向和1号、6号、2号、5号道岔直向，此阶段起全部8组42号码道岔全部开通使用，其中1号、3号、7号、5号道岔侧向平均每日通过列车30对左右，8号、6号、2号、4号道岔侧向平均每日通过列车20对左右。近几年，受疫情影响，车次减少。

    本文以近些年以来摸索整治过程中取得一定效果、且工况不同的几组典型道岔为例进行数据分析和说明。

2号道岔：2012年10月开通直向、2015年06月开通侧向，为逆向进岔状态。

1号道岔：2019年12月同时开通直向和侧向，为逆向进岔状态。

6号道岔：2015年06月开通侧向、2019年12月开通直向，为顺向进岔状态。

    2.道岔整治前人工检查状态

    （1）2号道岔：在动态报警频发或电务转换不良期间，车间组织道岔工班联合检查，主要静态检查问题有：

    一是曲尖轨在第2牵引点至第4牵引点有侧磨。

    二是曲尖轨存在与基本轨离缝或顶铁顶死相互转化的问题，离缝最大2mm。

    三是曲、直尖轨在第2牵引点前后均存在不同程度的与滑床台离缝问题，最大1.5mm。

    四是轮轨接触不良，反映在第2牵引点至第4牵引点光带宽窄相间。

    五是区股转辙部位存在反超高，最大1.5mm，且高低不顺。

    （2）1号道岔：在动态报警频发或电务转化不良期间，车间组织道岔工班联合检查，主要静态检查问题有：

    一是岔前25范围内双块式轨枕水平不良，最大1.8mm，即：连接道岔尖轨侧向曲上股相当于线路直线段进入道岔侧向曲下股形成反超高；转辙部位第2-4牵引点存在曲下股水平反超，最大1mm。

    二是轨距不顺，转辙部位第2-4牵引点，最大轨距1.7mm，最小轨距-0.9mm；辙叉部位最大轨距2.7mm,最小轨距-0.5mm。

    三是曲尖轨在第2牵引点至第4牵引点有侧磨。  

    四是心轨第2牵引点附近定反位侧均是小轨距。

    （3）6号道岔：在动态报警频发或电务转化不良期间，车间组织道岔工班联合检查，主要静态检查问题有：

    一是转辙部位曲上股第3-6牵引点轮轨接触不良，显示钢轨光带异常。

    二是转辙部位第2-4牵引点反超高，最大1mm。

    三是6号道岔尖轨尖端至岔前40米线路范围内高低2mm，水平1.5mm。

    四是心轨第1位扣压铁顶死。

    五是岔前线路150m范围内存在较严重的交替侧磨。

    六是心轨外顶铁存在离缝（最大5mm），外观表现心轨、翼轨光带不均，

    七是曲尖轨根部顶铁存在离缝，3根枕，最大3mm。                                                                                                      

    3.整治前后道岔动态数据对比

现将3组典型道岔侧向分别处在病害反复期和整治后稳定期的数据进行呈现。

    （1）2号道岔；2022年03月-04月病害反复期（或人体晃感严重），2022年08月后进入稳定期。

    （2）1号道岔：2020年06月病害反复期（或人体晃感严重），2022年08月后进入稳定期。

    （3）6号道岔：2021年10月病害反复期（或人体晃感严重），2022年08月后进入稳定期。

42#典型道岔整治前后动态大值统计表（单位：月/次)

注：月度报警次数与当月开行车数量和动检车开行次数等有关，以上统计数据仅做参考

4.电务专业大号码道岔设备故障数据分析

合肥北城站42号码道岔近两年故障统计表（2021年1月-2022年11月期间)

四、成因分析

    根据以上工电专业设备的动态指标和数据分析，可以看出：国产客专系列42号码道岔侧向通过造成工务晃车问题多出现在转辙和岔前位置，造成电务转换不良的问题多出现在岔心位置，自2022年04月起开展正线道岔评估整治后，电务发生故障率明显降低。晃车严重时期的道岔设备多存在道岔和线路顺接线型不平顺、岔区转辙部位存在反超高、顺向出岔后存在轮轨交替侧磨、逆向进岔后存在曲尖轨侧磨和尖轨双光带等情况，经过一年多现场摸索和实践，以合肥北城站8-6号道岔侧向通道为例：道岔内晃车位置主要在 8 岔尖轨尖端（里程：K959+700 附近）、8 岔心轨附近（里程：K959+800 附近）和 6 岔尖轨尖端（里程：K960+050 附近），主要由结构不平顺、几何不平顺和钢轨磨耗（尖轨降低值）引起横向振动；出道岔后晃车主要集中在岔前 200m 范围内（里程：K960+050~K960+250），主要由钢轨结构变化引起。借助同济大学耦合动力模式试验（2022年7-9月期间）结论，初步分析主要侧向动态不良的成因如下：

1.大号码道岔进出岔前后200米范围内，即道岔单元的轨道线形良好是不发生侧向晃车的基本条件。

2.顺向进岔或逆向出岔时，均出现欠超高的情况，导致列车左右轮对滚动半径不同，进而形成横向位移，是发生晃车的基本诱因。

3.尖轨为组合变截面，刚度不一致、结构不平顺，高速列车侧逆向通过 42 号道岔区时，左侧车轮将先后与尖轨和心轨结构发生碰撞，在相应位置引起轮轨横向力急剧变化，这是造成晃车的顽固点。

4.尖轨降低值超限将引起左右轮滚动圆半径相差过大，进而出现车体向一侧偏移、轮对异常摆动等现象，是引发晃车诱因。

5.42号码道岔结构复杂，零部件多，列车动态通过时受冲击力大，轨件易变形、磨耗，进而形成设备病害，不能得到及时养修，影响轨道平顺性，进而形成晃车。

五、整治措施

经过前期不断实践探索，发现轨道几何不平顺、侧向通过速度、导曲线超高值、轨道结构尖轨降低值、工电结合部病害、轨下基础病害、大机道岔轨件打磨质量等因素对大号码道岔列车运行平稳性的影响很大，尖轨处轮轨响应由道岔结构不平顺引起，心轨处轮轨响应与线路不平顺报警有关，给予以上分析，按照既统筹施策、又抓住主要因素的思路，初步提出如下措施：

1.轨道线形单元优化。对道岔及前后200米为单元进行轨道线形绝对测量，在保证轨件良好和道床基础无严重病害的情况下，按照“线路顺道岔”的思路出据轨道精调方案，选用有经验的队伍进行线形精调作业，确保调整后无长波和短波轨向和高低的超限。

2.高质量工电联整。全项目调查道岔结构、联接零件、降低值、密贴等，安排道岔专业工班进行全项目整治，严禁转辙部位出现反超高，保持尖轨竖切密贴合理，心轨处（心2和心3牵引点）小轨距和顶铁离缝保持适中状态，确保离缝良好、密贴合理、转换顺畅。

3.改善尖轨轮轨接触关系。由于客专系列道岔尖轨降低值设计不可调整，在降低值不超过1mm情况下，采用个性化钢轨打磨方式可以改善车体横向加速度大值报警的问题，钢轨打磨是改善岔区轮轨接触关系、提升动车组运行品质的有效手段，时常关注逆向进岔的转辙部位光带情况，如发现光带外移且出现尖轨侧磨，及时对基本轨外侧进行修磨，促使轮对向内测转移，保证上下股滚动半径尽量一致。

4.钢轨廓形打磨的极端重要性。从前期整治实践看，虽然造成道岔晃车的原因很多、也很复杂，钢轨廓形问题在几乎每一组道岔晃点中都会存在，因此钢轨廓形的调查、打磨是整治道岔晃点的关键环节。在大机道岔打磨后及时配合小机打磨，钢轨打磨需要循序渐进，精细作业。一是每次打磨结束后，对打磨区域外5-10米范围内进行抛光手法打磨，消除钢轨晃点记忆。二是整组未达到标准廓形的情况下，要按照既有的道岔钢轨总体廓形来个性化设计打磨方案。三是在小机开展多角度钢轨廓形修磨的情况下，要注重每个角度打磨量的控制及各个角度的顺接，否则即使廓形验收合格后，也会产生双光带和光带宽度不均匀的现象，在后期要予以修正。但是通过现场来看，廓形验收合格，各个角度与设计值不大于0.1的情况下，即使出现双光带和窄光带，对列车运行品质来看没有特别明显的影响。

5.设置导曲线超高。考虑到无论是顺向进岔还是逆向出岔，均存在转辙部位欠超高的问题，通过抬高侧股外轨导曲线的方式实现在道岔设置超高，到达增大曲线半径或加设前缓和曲线的方法可以降低轮轨振动。经过前期试验和摸索，在保证直向平顺性不超标的前提下，在转辙部位设置0-4mm外轨超高或延伸圆缓点至尖轨尖端外，可以有效提升42号码侧向通过时横向平稳性。

六、思考体会

以往对大号码道岔大值报警整治，往往是头痛医头、脚痛医脚，整治方法大多以单一整治项目为主，缺少对道岔设备状态变化与列车运行的关联思考，经过前期整治实践，笔者有以下三个方面的体会：

1.需要规范道岔晃点整治流程。道岔综合整治遵循线形整治优先、然后开展结构整修、通过廓形打磨整治综合施策的原则进行，即：线形是基础，结构是关键，廓形修理是重点。在完成轨道及结构整治后，通过钢轨修理基本上缓解了侧向通过顽固晃点的问题，所以说钢轨修理是改善轮轨关系，提高列车运行平稳性，延长钢轨使用寿命的重要手段之一。

2.避免急于求成的心态。客专系列大号码晃点整治难度较大，容反复的问题极易打击现场整治人员的积极性，在整治实践中我们也存在同样的问题。当惯性晃点出现反复时，应再分析、再调查、再制定方案、再作业，通过多次循环往复的整治，最终才能达到设备长期稳定。

3.打造道岔整修专班。在大号码道岔集中的车站，集合工务、电务专业的年轻业务骨干，培育专修队伍，具备道岔精测分析、工电联整、钢轨修磨等技能的专业工班，在实践锻炼中不断提升业务技能，及时总结整治经验，为日后形成成熟可行的工作指南做好准备。

参考文献：

1.铁路工务技术手册《线路养护.高速铁路维修》。

2.线路工（高速铁路）。

3.高速铁路无砟轨道线路维修规则。