一种安装车辆轴温智能探测系统室外设备的专用轨枕.pdf

13收稿日期：2 0 2 3-0 2-2 7Jian Su Ding Yu Tiao Su Ji Shu调速技术减速顶一种安装车辆轴温智能探测系统室外设备的专用轨枕李，刚，郑黄松，沈小萌，王佑军2（1.中国铁路青藏集团有限公司，青海西宁810006;2.哈尔滨国铁科技集团股份有限公司，黑龙江哈尔滨150028)摘要：本文介绍了用于安装车辆轴温智能探测系统室外设备的轨枕，包括设置轨道线路上的轨枕主体，轨枕主体对称设置四个安装平台；每根轨枕端部安装平台上均可固定轴温探测箱；每根轨枕中部安装平台均可安装轮温探测箱或安装集成化数字化车号。该安装方式实现了工务施工作业时车辆轴温智能探测系统室外设备免拆卸，减少了施工配合工作量及成本支出，降低了交通安全风险。关键词：免拆卸；专用轨枕；探测箱中图分类号：U279.5文献标识码：A文章编号：16 7 4-2 42 7（2 0 2 3）0 2-0 0 13-0 4Special Sleepers for Installing Outdoor Equipment of Vehicle Axle TemperatureIntelligent Detection SystemLI Gang,ZHENG Huangsong,SHEN Xiaomeng,WANG Youjun?(1.China Railway Qingzang Group Co.,Ltd.,Xining 810006,Qinghai,China;2.China Railway Harbin Group of Technology Corp.,Harbin 150028,Heilongjiang,China)Abstract:this paper introduces sleepers for installing outdoor equipment of vehicle axle temperature intelligent detectionsystem,including the sleeper body on the track line,the sleeper body symmetrically set up four installation platforms;Eachsleeper end installation platform can be fixed shaft temperature detection box;each sleeper middle installation platformcan be installed wheel temperature detection box or installation of integrated digital number.The sleeper does not affectthe construction work of the tamping vehicle without disassembling the outdoor equipment of the vehicle axle temperatureintelligent detection system,reduces the construction work load and the cost expenditure,and reduces the safety risk.Key words:Disassembly-free;Special Sleeper;Detection Box车辆轴温智能探测系统（以下简称THDS）作为车辆运行安全监控系统（以下简称5T）的重要组成部分，利用轨边红外线高速探头和智能跟踪装置实时检测运行车辆的轴承温度和接收车号数据，进行跟踪报警，能够及时发现车辆热轴，从而防止热切轴，发现车辆热轴、防止热切轴的安全保障设施，是确保铁路运输安全的重要设备。红外线轴温探测系统综合运用了自动化控制技术、红外线辐射探测技术、光机电一体化技术、网络通信技术和计算机智能化技术，具有在列车运行状态下计轴计辆、智能跟踪、测量轴温和自动预警故障热轴的功能，实现了“分散探测，集中报警，联网运行，信息共享”。为铁路运输的安全高效发挥了重要作用。种安装车辆轴智能探测系统室的专用轨枕142.023年期第2铁路系统运行中需要用到捣固车，捣固车适用于铁路线路的新线施工、既有线大中修清筛作业后和运营线路维修作业，对轨道进行自动抄平、起拨道、道碴捣固作业，提高道床石碴的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差，左、右水平偏差和前、后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求，保证列车的安全运行。现有技术中车辆轴温智能探测系统直接将车辆轴温智能探测箱安装在两根轨枕之间的钢轨上，在钢轨上使用卡轨器进行安装，卡轨器是安装在钢轨上的固定卡具，为轴箱探测箱提供安装平台。卡轨器由卡具、托架、第一级减震器和车轮传感器安装架组成。轴箱探测箱固定在卡轨器上，是轴温探头的安装平台。轴箱探测箱由探测箱下箱体、上盖组成，下箱体由壳体、第二级减震器、探头安装架组成。在捣固车对轨道线路进行维修作业时，捣固车中的捣镐会对车辆轴温智能探测箱进行干涉，这就导致需要将车辆轴温智能探测箱从轨道轨枕上拆卸后，捣固车才能继续对轨道线路进行维修作业，而拆卸和后续恢复车辆轴温智能探测箱的工务施工过中，需要大量人力物力配合，极大的影响了捣固车的维修作业效率。通过设置专门用于安装车辆轴温智能探测箱的轨枕，避免捣固车的捣镐与轨枕主体和车辆轴温智能探测箱发生干涉，在不拆卸车辆轴温智能探测箱的情况下，不影响捣固车工务施工作业，减少施工配合工作量及成本支出，降低交通安全风险1专用轨枕技术要求免拆卸轨枕设备使THDS室外探测箱能安装在该轨枕上，在不影响工务捣固施工作业的同时既要满足现场线路的性能要求，又不能影响列车的行车安全。（1）轨枕与现有线路轨枕兼容，性能满足安全使用要求；（2）轨枕满足THDS室外探测箱、热轮探测箱、车号天线安装要求和技术指标；（3）轨枕能让设备所有线缆通过轨枕内部与探测设备连接；（4）该轨枕安装好设备后，不影响大机捣固等作业。2技术指标（1）轨枕内预埋两根2.5mm厚43 mm58mm椭圆形不锈钢线管，线管在枕端外露10 50 mm。（2）一根轨枕同时可以安装2 套轴温探测箱和2 套热轮探测箱，利用型号为M1250mm的不锈钢螺栓固定在轨枕上。（3）轨枕长度和底部宽度与型枕相同，分别为长2600毫米、宽3 2 0 毫米和高2 6 0 毫米，制造技术要求按有碓轨道轨枕混凝土枕(GB/T373302019)执行2。3总体方案专用轨枕（见图1）是由钢筋组件和混凝土浇筑形成，实现轨枕主体的强度与原来的轨道线路上的轨枕强度相同，不改变原来的轨道线路的整体结构，保持原有轨道线路运行稳定性。专用轨枕由安装平台、预埋管组件、法兰连接组件、钢筋组件和混凝土等组成，轨枕主体对称设置四个安装平台；每个端部安装平台上均可固定有一个车辆轴温智能探测箱；每个中部安装平台均可安装轮温探测箱或安装集成化数字化车号；轨枕主体内部设置有预埋管组件，预埋管组件用于将车辆轴温智能探测系统的线缆束引出至轨枕主体长度方向的两端外侧，轨枕主体和安装设备的宽度均小于捣固车的捣镐之间的间距，避免捣固车的捣镐与轨枕主体和安装设备发生干涉图1轨枕示意图3.1预埋管组件（见图2）轨枕主体中设置有用于过引出线缆束的预埋管组件，预埋管件上设置法兰盘和螺纹管接头，便于通过外部设备与线缆束电性连接，进而实现轨枕主体上车辆轴温智能探测箱和车号天线的供电功能和信息传输功能。每根轨枕采用两根相同的预埋管组件，共计8 个出线揽空，热轮分别为列车左右出线孔4个，车辆轴温探测分别为列车左右孔4个。当该系统同时安装热轮探测和轴温探测时，数字车号将安装在另外一根轨枕（现场安装两根轨枕）。预埋管组件在两端同时增加漏水孔，预防因雨水天气从出线孔渗水而导致线缆泡水。预埋管组件出线孔在上端未使用的孔增加了防水盖板，避免在未使用该孔时进入异物或雨水。图2预埋管组件3.2预埋管与防护胶管连接（见图3）每根预埋管件两端靠近管口处均设置有管口焊接法兰，每个管口焊接法兰上均设置有一个法兰盘，每个法兰盘上均设置有一个与预埋管件内部连通的螺纹管接头；管口焊接法兰和带有螺纹管接头的法兰盘设置，是为了连接室外线缆防护管，线缆束进线时，线缆束从预埋管件的一端能全部进入，15Jian Su Ding Yu Tiao Su Ji Shu调速技术减速顶则预埋管件另一端需要连接室外线缆防护管图3防护胶管连接3.3方管密封（见图4）预埋管件上设置有盖板和胶垫，在浇筑过程中，避免未凝固的混凝土通过第一方管或第二方管进入预埋管件，造成预埋管件的阻塞，不便于车辆轴温智能探测箱或车号天线后续的穿线缆束作业；其二为在轨枕主体成型且未运用至轨道线路上时，盖板和胶垫用于阻挡雨水的进人预埋管件，避免管内线缆腐蚀损坏，造成车辆轴温智能探测系统设备异常。图4密封盖板3.4结构图说明安装车辆轴温智能探测箱的轨枕的结构示意图如图5所示。该图为预埋管组件的三维结构示意图，包括轨枕外观、预埋管件、法兰盘及法兰盘安装示意图。轨枕外观示意图左右两边各有一个轨枕安装平台2，左右共有4个探测箱平台3，主要安装红外探测箱和热轮探测箱。预埋管件示意图是为探测箱提供线缆走线通道，每根轨枕有两根预埋管件。法兰盘及安装示意图主要连接防护箱线缆保护管，使保护管与轨枕紧密连接。28833109541轨枕外观示意图411124056402401404预理管件示意结构图A-A5401121311401法兰盘法兰盘安装示意图图5结构图说明4方案实现免拆卸轨枕具体实施方式，安装车辆轴温智能探测箱的轨枕，其包括设置轨道线路上的轨枕主体作为轨枕主体的具体设置，轨枕主体由钢筋组件和混凝土浇筑形成，实现轨枕主体的强度与原来的轨道线路上的轨枕强度相同，避免改变原来的轨道线路的整体结构，提高安装有轨枕主体的轨道线路运行稳定性。轨枕主体的两端均对称设置有两个钢轨卡槽，每个钢轨卡槽的底面均间隔设置有两个埋孔，两个埋孔之间的连线与轨枕主体长度方向同向，两个预埋孔均位于两个预埋管件之间，每个埋孔内均设置有一颗用于连接扣件的预埋螺母。钢轨卡槽用于承载钢轨，而钢轨与钢轨卡槽之间需要使用扣件固定，而扣件与预埋螺母螺纹连接，便于对钢轨卡槽上的钢轨进行固定连接。预埋管件中部与车号箱安装槽对应的位置上间隔开设有第二剖口，第二剖口上均固定连接第二方管，两个第二方管的顶部开口均与车号箱安装槽的底面相接。安装车辆轴温智能探测箱的轨枕设置有用于安装车号天线的车号箱安装槽，在车号天线安装在轨枕主体中部后，因为捣固车中的捣镐位于轨道线路的两侧，也可以避免车号天线与捣固车中的捣镐干涉，在不拆卸车号天线的情况下，不影响捣固车工务施工作业；轨枕主体和车辆轴温智能探测箱的宽度均小于捣固车的捣镐之间的间距。安装平台的横截面呈等腰梯形结构，安装平台的横截面上端宽度为3 0 0 mm，下端宽度为320mm，安装平台的高度为17 5mm；轨枕主体两端端面与两根钢轨之间的间距为2 7 0 mm。现有技术中捣固车的相邻两个捣镐之间的间距为3 8 0 mm，可以避免干涉。现有技术中车辆轴温智能探测箱是直接安装在轨道线路上的，车辆轴温智能探测箱与捣固车的捣镐存在干涉现象，导致需要将车辆轴温智能探测箱从轨道轨枕上拆卸后，捣固车才能继续对轨道线路进行维修作业通过设置专门用于安装车辆轴温智能探测箱的轨枕，轨枕是由钢筋组件和混凝土浇筑形成，实现轨枕主体的强度与原来的轨道线路上的轨枕强度相同，避免改变原来的轨道线路的整体结构，提高安装有轨枕主体的轨道线路运行稳定性；轨枕主体上的两个钢轨卡槽用于承载钢轨；两个车辆轴温智能探测箱安装在轨枕两端的安装平台且两个车辆轴温智能探测箱位于两个钢轨的外侧，两个车辆轴温智能探测箱和车号天线的线缆束均通过预埋管组件引出，实现供电和通信功能，同时限定轨枕主体和车辆轴温智能探测箱的宽度均小于捣固车的捣镐之间的间距，避免捣固车的捣镐与轨枕主体和车辆轴温智能探测箱发生干涉。轨枕长度和底部宽度与型枕相同，轨枕内预埋两根椭圆形不锈钢线管，一根轨枕同时可以安装2 套轴温探测种安装车辆轴温智能探测系统室外设备的专用轨枕162.023年期第2箱、2 套热轮探测箱或一套集成化数字化车号，利用不锈钢螺栓固定在轨枕上。轨枕样品如图6 所示。图6THDS专用轨枕5现场试验根据国铁集团科技研究开发计划项目“高原铁路THDS设备线性探测及免拆卸关键技术应用研究”课题，专用轨枕于2 0 2 2 年6 月在高原铁路上进行现场应用。专用轨枕各部尺寸满足THDS轨边防护箱（探测箱）、车号天线的安装。现场运用大机捣固作业时各部尺寸满足免拆卸条件下捣固车顺利实施捣固作业。室外防护箱安装在轨枕上后，通过测量和捣固车作业过程监控，安装方式合理，结构可靠。现场应用图见图7。通过现场应用验证了专用轨枕关键技术应用的适应性和稳定性。设备安装完成后，进行整机测试，通过试验数据的统计，性能得到满足。新技术在高海拔地区、高寒地区的应用效果良好，轨枕稳定可靠。图7现场应用图6结论THDS专用轨枕可以安装轴温探测箱、轮温探测箱或集成化数字化车号，轨枕主体内部设置有预埋管组件，预埋管组件用于车辆轴温智能探测系统的线缆过线和保护，轨枕主体和安装设备的宽度均小于捣固车的捣镐之间的间距，避免了捣固车的捣镐与轨枕主体和安装设备发生干涉。该方案推广实施后，将大大减少THDS设备施工配合工作量及成本支出，降低交通安全风险。参考文献1中华人民共和国铁道部.铁道车辆红外线轴温探测设备TB/T31872007S.北京：中国铁道出版社，2 0 0 7.2国家市场监督管理总局/中国国家标准化管理委员会.有作轨道轨枕：混凝土枕GB/T373302019S.北京：中国标准出版社，2 0 19.