关于公铁两用车掉道风险及掉道复轨的分析

                           

张,致

佛山市轨道交通发展有限公司，广东佛山 528000

摘  要：南海区新型公共交通系统试验段公铁两用车承担段场内调车任务，由于作业量较大以及作业环境复杂的影响，设备走行轮存在较大的损耗及使用风险，通过分析存在的掉道风险及掉道复轨的方式，提出降低掉道风险的措施以及掉道复轨的救援方式，满足段内日常的调车作业需求。

关键词：公铁两用车；掉道；复轨

1 研究背景

南海区新型公共交通系统试验段（以下简称：南新线）线路长度为13.108km，初期配属电客车16列，车辆基地为环岛车辆段，段内最小曲线半径30m（困难25m），配属工程车最小转弯半径均为65m，仅能用于正线作业，配属公铁两用车3台用于段内调车作业、镟轮牵引作业。环岛车辆段车辆段曲线半径小，同时行业内应用公铁两用车开展段内调车的经验较少，对公铁两用车弯道运行特性不熟悉，存在较大的掉道风险。

2 公铁两用车技术情况及掉道风险

2.1公铁两用车的基本技术情况

（1）公铁两用车4个导向铁轮上的轮缘用于轨道行驶的导向，驱动轮材质为实心聚氨酯车轮，车轮直径为343mm。导向轮材质为45钢，车轮直径为200mm。公铁两用车重量约5.5t。铁路模式下使用4个胶轮作为驱动轮，4个铁轮作为导向轮，导向轮的轴重约为2t。传统调车机车的自重约为56t，轴重达到14t。

（2）公铁两用车导向轮的廓形、材质、直径等技术性质不如普通的机车车辆车轮，与机车车辆车轮对比，无配套镟修设备，车轮磨耗后不可镟修修复，性能相应下降。经比较，公铁两用车车导向轮材质、轮缘高度、轮缘厚度、QR值、车轮轮径等参数不符合常规铁道车辆车轮的要求（TB／T 449—2016《机车车辆车轮轮缘踏面外形》）。此外，车轮表面工艺处理粗糙，表面黏着系数等也未有相关技术报告，不符合铁道机车车辆的相关标准（TB／T 2817—2018《铁路货车用辗钢整体车轮》。

图1 公铁两用车车轮示意图

2.2公铁两用车掉道风险

（1）轴重低导致公铁两用车导向轮垂向力低远远低于传统轨道机车车辆的车轮，在弯道上容易达到较大的轮缘接触角，公铁两用车容易出现爬轨、掉道。

（2）当轨道上有异物时，轴重低导致公铁两用车导向轮不能像传统机车一样将异物碾碎或挤出，导致轮缘吃深迅速变小，容易出现掉道等状况。

（3）公铁两用车在四个导向轮旁边设置四个脱轨传感器，当四个导向轮中的一个脱离轨道时，牵引车发出故障报警，提醒驾驶人员进行检查。当四个导向轮中的两个或两个以上脱离轨道时，公铁车自动停止运行。脱轨传感器检测距离为40mm，而安装位置距离轨面为20mm，其中一个导向轮爬轨高度达到约20mm时，脱轨传感器会报警。公铁两用车导向轮轮缘高度为25.5mm，当爬轨达到20mm后，轮缘接触角迅速变小，较大几率会造成进一步抬升。即爬轨时脱轨传感器大部分情况下（爬轨高度小于20mm时）不会报警，直到车轮轮缘完全爬升至轨面以上或车轮掉道时才会报警。

3公铁两用车掉道复轨方式

3.1自身动力自导向进行复轨

公铁两用车具备铁路模式、公路模式两种运行模式，在平交道口、无地沟的停车线、有砟轨道等具备转换半公路模式半铁路模式（即将一端的两个导向轮提起，另一端未脱轨的导向轮依然下到轨道上）运行的条件时，可适当进行模式切换，凭自身动力进行复轨。

优缺点：影响面小，救援响应时间快速，但脱轨跌落面太高时，导致顶升面、顶升行程不足，而无法复轨，有倾覆的二次事故安全隐患。

3.2使用顶升设备进行复轨

使用电客车救援设备中的顶升气囊、顶升缸、横移油缸、救援枕木、千斤顶等设备对公铁两用车进行顶升横移。

图2 电客车救援设备

（1）根据脱轨情况，将顶升气囊放置于横移油缸托盘上，并放置于掉道的公铁两用车车底底架下方，对气囊进行充气对公铁两用车进行顶升；

（2）若车体空间不足以放置顶升气囊，需先采用顶升缸、千斤顶进行初步抬起，并结合采用枕木进行抬升，使车体下方有足够空间放入顶升气囊；

（3）顶升到位后，操作横移油缸进行横移，横移至适当位置后，气囊卸载，使公铁两用车落在轨道上，复轨结束；或者在顶升到位后，车辆底部空间足够的前提下，车底整体使用枕木垫平，使用枕木临时铺一条公铁车开离掉道现场的路。

优缺点：采用车辆救援应急体系，救援响应流程成熟迅速，但影响面广，同时受制于公铁两用车车底空间小，救援设备使用受到较大限制，无法放进复轨桥，只能采用横移油缸进行横移，每次横移距离小于30cm，需进行多次操作，救援效率低。

3.3使用起吊设备进行起吊救援

如在有地沟的股道、有砟轨道线路上遇到倾覆、坠落或跌落距离较高，救援设备无法进行救援时，需采用起吊设备进行起吊救援。可根据实际环境，优先利用段内起重机等起吊设备救援，或制作公铁两用车复轨专用起吊工装，必要时租用外部吊机进行救援。

优缺点：外部吊机入场困难，救援成本高、影响面广，救援时间长。如制作复轨专用起吊工装设备，可降低救援成本，减小影响面，但需要规范工装的验收标准。

4 降低公铁两用车掉道风险的措施

4.1规范调车牵引方式

公铁两用车调电客车作业原则上采用牵引形式运行，如公铁车双机编组时，需确保同步操作双机，编制公铁车双机连挂运行操作规程，实现双机动力同步，降低脱轨风险。

4.2轨道专业优化措施

加强小半径轨道的润滑，在轨道转弯处进行涂油，以降低轨道车辆掉道风险。同时根据《铁路轨道设计规范》（TB10082-2017）标准，对弯道处的轨距进行加宽。

5结语

公铁两用车弯道调车作业时存在较大掉道的风险，掉道复轨可先利用其公铁模式转换、车重轻等特性优先自身救援，同时应根据场段的环境工况制作公铁两用车专用复轨救援工装，提高掉道复轨的时效性。

参考文献

[1] TB/T449—2016《机车车辆车轮轮缘踏面外形》

[2] TB/T 2817—2018《铁路货车用辗钢整体车轮》