课题名称:道路与铁路养护设备与控制论文名称: 捣固车纵向横向水平误差产
生的原因及消除方法
捣固车纵向横向水平误差产生的原
因及消除方法
摘要：捣固车作业时产生的横向和纵向水平误差的原因，一方面是线路原始质量不良，误差表现为成无规则变化；另一方面是捣固车检测电路存在误差和操作不当，误差进行分析并提出消除误差的办法。

一、08-32捣固车简介
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。

捣固车必须封闭线路进行作业，捣固车在运行状态下进入封闭区间，到达作业地点后捣固车由运行状态转换为作业状态后开始工作，作业中捣固车需要人员共5—7人，若线路封闭3小时，捣固车可以完成2km左右的线路维修。

08-32自动抄平起拨道捣固车是集机、电、液、气为一体的大型养路机械。

主要由两轴转向架、主车架、前后司机室、捣固装置、起拨道装置、夯实装置、检测装置、液压系统、电气系统、气动系统、动力及动力传动系统、制动系统、操纵等装置组成。

该机为双枕捣固车，作业走行为步进式，能进行起道、拨道、抄平、钢轨两侧枕下道碴捣固和枕端道碴夯实作业。

该机利用车上测量系统，可对作业前、后线路的轨道几何参数进行测量及记录，并通过控制系统，实现按设定的轨道几何参数进行作业。

作业控制可选择手动或自动形式。

该型自动整平捣固车已在全国铁路线路修理、提速线路改造和新线建设中得到广泛应用，是我国铁路线路维修的主力机型。

二、捣固车作业时产生的误差
捣固车作业时产生的横向和纵向水平误差的原因，一方面是线路原始质量不良，如线路板结缺碴、道床不均匀等。

这时因线路缺陷引起的偶发性误差增多，表现为误差成无规则变化。

这样的作业结果反过来干扰捣固车自动检测系统，操作人员较难把握作业质量。

产生误差的另一方面原因是捣固车检测电路存在误差和操作不当。

下面提出讨论的正是这方面引起的误差及消除误差的方法。

三、产生横向水平误差的原因及消除方法
（一）抄平控制电路板运放比例不精确引起的误差及消除方法
由捣固车消除纵横向水平差的原理得知，抄平控制电路板的运放电路按一定比例将前点横向水平差、前点人工设定起道值、抄平传感器测量值、曲线起道修正值、调零电位器旋钮输入值等传到中间起道装置，如果这些比例因电路零点漂移、元件参数变化、标定时存在误差以及相互独立的左右抄平控制电路板之间存在的差异等原因而不够精确，就会导致横向水平误差。

由于电路的微小误差难以避免，消除这类误差的办法是当误差在可调范围内时，操作人员注意摸清规律，调零电位器输入相应修正值抵消误差，就能保证高精度的作业质量，当误差超出可调范围，就必须查找原因更换元件重新标定。

(二) 后抄平探测杆处横向水平差引起的误差及消除方法
根据捣固车消除纵横向水平差原理，捣固车后抄平探测杆处如果有横向水平差，当继续向前作业时，该误差值将按每作业4.5m减少 0.33倍的比例递减，设差值为△H ，则第一个4.5m后，差值变为0.67×△H ，第二个4.5m后，差值变为0.672×△H ，经过第n个4.5m后，差值将变为0.67n×△H。

开始作业时，应选择后探测杆所在位置横向水平较好的地点开始，同样，如果作业时出现后点横向水平误差，应退车到后点水平较好的地点重新作业，这样才能迅速消除误差。

(三) 改超高时的误差及消除方法由于列车运行速度提速，在施工中经常遇到工务部门提出的改超高要求，从原理上讲，捣固车具备改超高功能，现场作业
时，经常一次作业改不好，经过二次作业后，虽然超高符合要求，但线路纵向高低不好，不能达到工务部门最满意的质量。

捣固车作业时，验收人员经常反映实际起道量并没有达到前点人工设定的起道值，根据起道原理，经过初始顺破之后的实际起道理论上应等于前点人工设定的起道值。

但由于轨道自重引起下沉，实际起道量总是达不到预定值。

不改超高作业时，由于左右下沉均匀，并不影响横向水平，改超高时，上股下沉量大于下股，这样就形成了误差，在超高顺破地段，随着上股改动量增大，误差也增大，同时根据上一节所述，后点误差反过来影响作业点，这样就造成误差积累，最终超高难以改好。

克服改超高误差的办法是：当遇到改超高曲线时，先查看线路质量，石碴是否饱满，能否一次改过来，如果计划一次作业就应该采取降低前点人工设置起道值，采用二次捣固作业方式，增加夹持时间等办法保证作业效果。

当超高改动量超过25mm 时，应做好作业二遍的计划，第一遍前点人工设定值可设为0或较小值，第二遍再输入一定起道量，这样可以避免作业后纵向高低不良。

四、产生纵向水平误差的原因及消除误差方法
（一）顺坡操作不当引起的误差
捣固车作业起始需均匀顺坡到一定起道量，理想的顺坡现状的坡度为1‰，设要求达到的起道量为60mm，假设捣固车二号位操作人员按每4.5m输入6个前点人工设定起道之比例均匀输入设定值，根据起道原理不难得出捣固车中间作业点的实际起道量 a 等于：
a 1 = 6×0.33= 2
a2= ( 6+ 6) ×0.33+ 0.67×a1= 5.3
a3= ( 6+ 6+ 6) ×0.33+ 0.67×a2= 9.5
：
：
：
上面数列 a 1 、a2、a 3 …a n 各项分别表示从0开始顺坡，每隔 4.5m 间距处的实际起道量，an表示第n个4.5m处的实际起道量。

将n= 1，2，3，…代入式1，计算结果列于表 1。

假设2号位操作人员按每4.5m输入4.5个前点人工设定起道值的比例顺坡，同样的计算原理，计算结果列于表2。

可见，上述两种顺坡方法都不能达到理想的顺坡形状，达到60mm起道量的顺坡长度也不一样，当前后两台捣固车没有按正确的方法顺坡，就会在作业衔接处形成纵向误差，造成线路高低不良。

作业开始，正确的顺坡方法是：以每米输入3个前点人工设定起道值的比例顺坡4.5m，到达4.5m时，输入值为13.5个，之后按每m输入1个的比例在13.5个基础上递增，这种方法的结果见表3。

由表可见，无论预定的起道量是多少，线路都是以1‰的顺坡度顺坡，同时前点人工设定起道值总是比预定起道量大9个值，例如起道量60mm，顺到该起道量时的前点人工设定起道值为69个.
顺坡到预定起道量后，在4.5m内将前点人工设定起道值均匀降到预定起道量值，继续作业时保持该值不变。

按上述顺坡方法作业出的线路纵断面形状和理想的顺坡形状完全一样。

(二) 退车引起的纵向水平误差及减少误差的办法
捣固车已作业地段横向水平不合适时，需退车重做，这时要及时调整前点人工设定起道值，以免在重做地段引起鼓包。

为尽量减少重复起道引起的纵向误差，可根据不合格处的横向误差是基准轨高引起还是非基准轨高引起决定作业是的前点人工设定起道量.
如果是基准轨高，重做时将前点人工设定起道值调为零，利用前电子摆测出的非基准轨起道量和后司机室操作人员调零电位器及快速修正手柄获得的修正量将非基准轨单独起高来消除该处的横向误差。

因为前点人工设定起道值为零，这样做不会造成纵向误差.如果是非基准轨高，前电子摆输出非基准轨落道量，由于捣固车不具备落道功能，因此只有靠抬
高基准轨来抵消误差。

当误差超过后司机室操作人员人工修正范围时，就要靠输入一定前点人工设定起道值消除部分误差，因此该值一般不超过三倍重做地段最大横向误差值.
总之当退车重做时，在保证消除横向误差的基础上，应尽量输入较小的前点人工设定起道值。

[参考文献]
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中国铁道出版社，2004。

[2] 郝瀛.铁道工程.北京：中国铁道出版社，2000。

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[4] 百度百科。