铁路列车晃车模式研究

铁路列车晃车模式研究

唐琨喻

中国铁路郑州局集团有限公司新乡桥工段河南省453000

摘要：在铁路运输过程中，铁路列车晃动有很大的负面影响，俗称晃车。晃车不仅会降低旅客乘坐的体验和舒适度，而且会对运行中的列车安全产生很大的影响，特别是目前我国铁路运行速度逐步提高，高速铁路里程已突破2万5千公里，京沪高铁已成功实现350Km/h运营速度。所以有必要对列车运行中产生的晃动查找原因，制定针对性的解决方案，严格管理和控制，减小线路的不平顺，确保列车行驶的安全。

关键词：铁路列车；晃车；原因；整治措施

前言

随着社会的不断发展，人们的生活水平逐渐提高，对出行的安全性和舒适性都有了更高的要求，因此，铁路运输对列车的速度、安全、舒适程度、载重量都有了更高的要求。为了避免列车晃车而对铁路运输造成负面的影响，铁路设备管理单位必须要对这个问题进行整治。

1.列车晃车的原因分析

1.1车体原因

根据晃动发生后的动车组车体和转向架振动数据的分析，发现车体存在大约为0.7Hz-0.8Hz的横向振动是引起晃动的主要原因。为了更好的了解动车组的动态特征，使用MBS软件Simpack进行了大量的动态模拟计算（图1）。为此，选用了单编组、2编组、4编组和8编组的列车模型。并对动车组在不同线路及采用不同悬挂参数的情况进行了大量的线路动力学性能测试。根据模拟计算和线路测试的数据分析发现：频率为0.8赫兹左右的车体晃动的根本原因是以下两种模态频率的相一致，因此发生了相互作用。

图1动力学模似计算模型

第一种模态为车体下摆模态。第二种模态为动力学模态，即转向架在轨道上以横向正弦曲线的形式运动。车体下摆模态和转向架蛇行运行的模态发生耦合，造成车体在0.8Hz的横向晃动较大，通过悬挂参数的优化，仅能减小横向晃动的幅值，但无法消除晃动。

1.2线路原因

列车在行驶的过程当中会因为线路的连续周期性不平而产生的受迫震动。晃车情况在铁路线路中是一种常见的问题，会对线路造成一定的破坏，甚至会影响到列车的行车安全。为了得到列车晃车的数据和铁路线路的动态变化数据，工作人员在列车上安装了车载式晃车记录仪。车载式晃车仪的工作原理是根据对列车的振动加速度的测量来分析铁路线路质量的状态如何。造成列车出现晃车的因素有垂直加速度和水平加速度2方面。

1.2.1垂直加速度。垂直加速度是由于铁路线路纵向高低不同而产生的，与铁路线路的三角坑和水平有很大的关系。垂直加速度一般会出现在桥台、道口及道岔尖轨等区域。

1.2.2水平加速度。水平加速度是因曲线或岔道区所出现的连续小方向或是钢轨硬弯，又或是轨距变化率所形成的。在铁路线路中的水平状态如果不好，列车的重心则会不断发生改变，这就导致两股钢轨所承受的冲击力不同。在列车的速度上升后，对钢轨的作用力也会有所增加，这就造成钢轨的挠度加大，不平顺的情况会增多，造成列车晃动的情况发生。

1.3管理原因

铁路线路的检查与养护不当也会对列车运行造成一定的影响，工作人员在日常的检修与养护工作中，如果没有做好对铁路线路的定期检查与保养工作，或是在出现问题的情况下，没有做到及时出力或采取不当措施，就会导致铁路线路的质量降低，致使铁路线路出现问题或者是严重安全隐患。在铁路线路的施工或维修作业过程当中，工务人员如果没有按照有关的规定来严格地进行施工操作，同样会导致铁路线路的质量受到影响，严重时甚至会导致列车的行车安全得不到应有的保障。在对铁路的列车进行养护的工作当中，工作人员如果按照低速线路的标准来对其进行养护，虽然能在很大程度上提高平顺性能，但是非常容易导致晃车情况的出现。当然，如果列车的行驶速度超过了线路的容许速度或是超过了施工限制的速度，那么也非常容易导致晃车情况的出现。

2.线路晃车工务整治措施

2.1加大现场检查力度

工务部门不仅要检查轨道几何尺寸，还要检查结构病害如不均匀磨耗、不良焊头、硬弯、翻浆冒泥、失效轨枕、扣件状态等，重点核查同一处有否多种病害的同时存在，轨向、水平的逆向位复合不平顺，曲线要加密检查，曲线地段3块轨枕测量2处，以确保轨距变化率和超高顺坡率符合要求，同时要查看缓和曲线正矢差之差、圆曲线正矢差，并检查直缓点、缓圆点的有无鹅头，直线段轨向等，做好对动态检测大值复核销号。工务段每天对动态大值全面的监控，一旦出现大值，车间要及时调整计划，安排工区进行现场复核检查，同一地点轨检车、车载仪、添乘仪出现重复报警，车间人员应及时到现场检查复核，并及时反馈信息，安排天窗点进行整治，现场问题严重，影响行车安全时，应申请临时要点进行消灭。认真做好设备的检查工作，这是确保不晃车的前提。

2.2杜绝违章作业

工务故障有很大比例是施工造成的，施工也很可能造成线路晃车。所以，施工要严格按照规定的作业程序、作业标准进行，强化施工过程的控制，做好安全卡控，提高作业质量，严把验收关，努力做到不符合施工作业质量的坚决返工。

2.3加强轨道复合不平顺整治

通过在现场对多次晃车仪病害的复核，轨道单项几何尺寸很少有超限的，但均存在小值的各种几何尺寸、状态不良复合在一起的现象，这些复合不平顺的存在，就是产生偏差晃车的主要原因，所以在日常养护维修设备检查时一定要注意分析复合不平顺的存在并进行综合整治控制轨道复合不平顺的发生与发展。

2.4加强设备养修，做好设备病害防治

对于线路轨道方向不良病害，分别要采取精量、细算、绳正法拨正曲线。钢轨存在的硬弯、错牙、支嘴等病害应有计划地进行调查整治。加强接头养护工作，消除低接头产空吊板，充分发挥现场焊补打磨的作用，及时打磨、焊补接头。加强薄弱环节的养修工作，对道口、桥上及两端、路基板结地段要采取加强措施。加强结构养护工作更换失效轨枕、处理道床病害、更换锈蚀轨距挡等。

2.5严格控制线路的运行速度

因为铁路线路中各区段间的质量是有所不同的，因此其容许的运行速度也存在着一定的差异。在存在质量问题或技术标准不足的区段，列车必须依据相关的速度要求行驶。如果施工区域内的铁路线路受到了一定的扰动，则不仅要对其运行速度进行限制，更要规定一个时间段来加快线路的恢复。这样，才能够保证列车在行驶的过程当中具有安全保障，行驶过程也具有稳定性，避免晃车情况的发生。

结束语

工务工作的基本任务就是经常保持线路设备完整和质量均衡使列车能以规定的速度安全、平稳、不间断地运行。因此，只要在日常养护维修工作中通过科学的检查手段，认真细致地分析，加强现场作业的控制，努力提高现场作业质量，确保线路设备安全可控。

参考文献：

［1］胥永龙.浅析铁路线路晃车成因及防治策略［J］.中国高新技术企业，2014（01）：121-122.

［2］刘万东，谢奇伟.浅谈晃车的原因及整治［J］.黑龙江科技信息，2015（09）：78.

［3］江帆.浅谈铁路道岔引起晃车的原因及整治措施［J］.福建建材，2013（10）：54-55，74.