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广州轨道交通四号线直线电机车辆段感应板安装技术

供稿:工控网 2007/3/26 9:07:00

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1概述
广州轨道交通四号线直线电机车辆段及其综合基地工程(总用地面积202 176. 36 m2 ),是四号线的控制中心,承担四号线全线69. 64 km线路的车辆的运用、调度、段内编组、车辆停放、维修、各种运营设备维修保养等功能。该直线电机车辆段是首次在国内采用具有国际先进水平的大中运量直线电机运载系统的车辆段。
该车辆段轨道共29道,其中,有22道为电气化股道,设置有感应板,共有4种类型的地段,即一般混凝土预应力枕碎石道床地段、小半径曲线(含小号道岔)树脂合成枕地段、一般轨枕埋人式整体道床地段、支柱式H型钢检查坑整体道床地段,不同地段的道床特性有不同的感应板安装工艺要求。
2直线电机运载系统
直线感应电机驱动的地铁车辆,是通过安装在车辆转向架上的定子(电磁铁和线圈),在有交流电J晴况下与安装在线路轨道中间的转子(感应板)间产生移动磁场,通过磁力之间相互作用(吸引、排斥)产生牵引力,通过改变磁场方向,来实现车辆的运行和制动。
直线电机主要特点:
(1)具有优良的动力性能和爬坡能力,线路的最大坡度可达80度,远突破传统地铁轮轨粘着最大坡度30度的限制;
(2)瞬时加、减速快且安全、可靠,噪声低,振动小;
(3)径向转向架,使得线路最小曲线半径可降至60 m,选线灵活,降低工程造价;
(4)车辆总高度降低,缩小行走区间的断面面积,大大降低工程投资;
(5)环境污染小、客运量适应性强。
可以说直线电机运载系统,是21世纪城市轨道交通发展的一种新模式。
3施工工艺
电机与感应板之间是存在间隙(称气隙)的,从改善电机性能和节约能耗角度考虑,气隙越小越好;但是,从轨道、路基的施工工艺技术水平以及所需的投资角度考虑,气隙越大越好。广州轨道交通四号线机车车辆厂商要求气隙为10 mm,允许误差范围为+1~-2 mm 。
感应板的安装工艺流程:配置计划→现场配置→铁垫板铺装→高低检测→感应板铺装调整→直线度、高低、间距检测、用扭力扳手紧固。
3.1安装控制标准
直线电机在我国首次采用,其感应板安装目前尚无统一标准,借鉴其它国家同类产品经验,确定广州轨道交通四号线车辆段感应板安装控制标准如下:
(1)感应板安装基面至钢轨顶面的高度在218 mm士2 mm的容许公差范围内;
(2)每个感应板标准模数长度下的轨枕间距控制在+30 mm、-10 mm的容许公差范围之内;
(3)感应板的顶面应控制在自钢轨顶面起15mm(+1mm,-2mm)的范围内;
(4)相邻两条感应板端部顶面高度差不大于1 .5 mm;
(5)直线段直线度允许误差4 mm;
(6)感应板中心线偏移轨道中心线允许误差值10 mm。
3.2安装前准备
(1)感应板使用前应用高度测量仪校验其精度,左右交换检测同一点误差大于0.1 mm时则不能使用,交厂家修复。
(2)依据现场轨道情况的调查制定配置计划,对枕木间距超差处、特殊位置、起点、终点等在现场做出标识。搬运配置组员工按配置计划指示搬人所配置的感应板。
(3)合成枕木区用电动螺栓送进工具,四角形套筒,开孔钻头。
(4)5号道岔区根据不同道岔用铁垫板选出铁垫扳种类,以RP起终点为基准墨斗线弹出直线做为铁垫板基准侧定位线。
3.3精度测量
(1)用黑色签字笔或不容易消除的深色笔在每条感应板上面画6处“+”作为高度测量点标记,用HRP一5高度检测器测量,该仪器测量精度可达到0. 1 mm,数字显示精度可达到0. 01 mm。标记符号没有严格位置要求,靠近边缘即可,主要用于重复测量时之标准测量点,以控制感应板顶面在自钢轨顶面起15mm(+1mm,-2mm)的范围内。
(2)暂时固定感应板两端和中心的6处后,测量自钢轨基面至高度测量点的高度,然后计算出调整垫板厚度。
(3)松开暂时固定,将调整板插进到规定的地点进行正式固定。
(4)测量所有的感应板暂时固定和正式固定的高度测量点,并记录测量值。
(5)插进到感应板固定部分的调整板按厚度区别的种类和数量,做好记录。
(6)调整板最多使用数量为3张。
3.4接缝与间隙
5 m标准长度相接的2条感应板之间标准间隙6 mm,最小3 mm。在曲线区段感应板左右间隙不同时,应保证感应板纵向中心的间隙满足要求。5m以外长度感应板安装最小间隙按长度的比例进行推算。
(1)在PC轨枕使用区段,相接的5 m长感应板互相接缝与钢轨接缝(除焊缝外)的相对位置关系如图1所示。图1中“X”为不能作为感应板接缝的轨枕位置;“△”为尽量避免作为感应板接缝的轨枕位置;“O”为可以作为感应板接缝的轨枕位置。



(2)在PC轨枕使用区段,相接的2. 5 m长感应板互相接缝与钢轨接缝(除焊缝外)的相对位置关系如图2所示。


(3)在合成轨枕区段,将感应板通过铁垫板安装到轨枕,因此不规定与钢轨接缝之间的相对位置关系。
为避免PC轨枕和扣件之间夹杂尘土或碎石等异物,在安装感应板和扣件之前必须对轨枕上面进行清扫,防止夹杂异物;在紧固感应板扣件和垫片时,应注意垫片是否整齐,扣件应压紧和顶紧感应板支架,并确保扣件和感应板支架间在感应板横向上不留间隙。
3. 5安装固定
(1)感应板安装位置基准:以钢轨为基准,在直线段以列车运行方向的左侧钢轨为基准,在曲线段以外轨侧作为安装基准。
(2)感应板端部的固定和伸出量:感应板端部用扣件固定到PC轨枕或铁垫板卜。如不能固定,感应板端部从扣件处伸出量,在PC轨枕上应控制在110 mm以下,并不得使感应板从PC轨枕上伸出。
(3)扣件固定感应板的宽度:PC轨枕用感应板扣件时,感应板支架端部单侧在钢轨方向(纵向)扣压长度在35 mm以上。
(4)紧固感应板扣件:PC轨枕用扣件的螺栓应按规定的扭力矩值220 N ? m牢牢地紧固感应板;PC轨枕用扣件应使用防松装置,防止螺栓松动。
(5)一般区段的感应板安装:除道岔区以外的一般区段,应尽量使感应板中心线与轨道中心线一致。在直线段,使用直线度规尺通过测量感应板两端和中央部来确定感应板安装位置;在曲线段,使用直线度规尺通过测量感应板两端来确定感应板安装位置。直线段的轨道和感应板纵向中心方向允许最大偏差10 mm;在曲线区段,感应板和轨道中心会有偏移量,感应板中部与轨道中心线的最大偏移量因曲线半径的减小而增加。
(6)树脂合成轨枕区段感应板用铁垫板及感应板的安装
树脂合成轨枕主要用于道岔区和小半径曲线段。感应板铺装位置以及感应板用铁垫板安装位置,按各种道岔类别的标准配板图,铺装相对应的感应板与铁垫板。感应板用铁垫板安装位置与钢轨用扣件或道岔用拉杆/连杆等金属部件之间,确保至少在40 mm以上的间隙,并防止异物进人,导致信号用轨道电路短路。
①以曲线外轨为基准定位,每根枕木测出定位线;
②根据道岔铺设位置配置曲线用铁垫板,铁垫板有4孔,先将对角2孔开孔,拧紧螺栓;
③感应板安装后,2点确定RP(感应板)直线度,5m的RP用6点螺栓拧紧,2. 5 m的RP用4点螺栓拧紧;
角测量RP高度,超差时加垫调整。
在合成轨枕区段不得使感应板从铁垫板上伸出。
根据道岔前后感应板的配置,顺接标准长度的感应板,不能配置标准长度的地段,配置非标长度感应板,以满足感应板与铁垫板的相互关系要求。
(7)支柱H型钢检查坑地段感应板安装
对于车辆段库前库内,一要满足车辆牵引特性要求,即在任意位置都能有足够启动力,二要满足方便机车车辆的检修要求。因此在检查库内采用支柱H型钢检查坑道床。此地段感应板厚32 mm,感应板安装基面为H型钢,其与轨面高差为-17 mm,轨面高程同库房士0. 000 m高程。因感应板的安装精度要求非常高,感应板的顶面应控制在自钢轨顶面起15mm(+1mm,-2mm)的范围内,所以感应板安装时以调整好的轨道为基准进行精确定位后再固定。
此区段关键在于H型钢与轨道结构之间的定位。因此弄清楚该区段各部位结构的关系和精确定位后即可完成安装。
支柱H型钢检查坑地段感应板结构及与轨道关系如图3所示。


以轨道土程的控制网和精密水准点为基准对感应板支柱锚固基础精确定位(图4).


感应板、感应板支撑梁及立柱安装关系示意如图5所示。


4结束语
在直线电机运载系统中,感应板的安装精度是非常关键的,车辆段内不同区段感应板安装各不相同。广州轨道交通四号线车辆段感应板安装为我国此类工艺积累了宝贵经验。四号线车辆段于2005年12月1日移交,同年12月26日正式投人运营,通过检测和运营的检验,证明该种标准和工艺是可行的。
信息来源于:中国城市轨道交通网

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