高速铁路无砟轨道线路精调整理技术研究及应用论文_周一宁

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摘要:受施工各个环节影响,无砟道床施工完成后,轨道几何状态均难以达到验收标准,需对线路轨道进行反复精调,才能逐步达到高速铁路静态和动态验收标准。轨道的精调质量对高速列车运行的安全性和舒适性起着决定性作用,必须在施工阶段将轨道几何状态精调至最佳,实现轨道在平面的“顺畅”和高程位置的“平和”,保证直线平直,曲线圆顺,过渡顺畅,以满足高速铁路列车运行时的稳定、平顺和舒适。研制高效的轨道精调施工技术,是高速铁路无砟轨道施工中需解决的关键技术。目前,各施工单位轨道精调方法有些差异,部分方法存在效率低、扣件更换多、浪费严重等问题。

关键词:高速铁路;无砟轨道;精调原理;精调技术

1 精调技术创新思路

(1)基于轨道调整量数据模拟分析原理,借助办公软件编制计算机程序绘制线路精调数据总体折线图与轨道精调专用软件处理结果综合对比相结合的方法,进行轨道精调数据模拟分析,使数据模拟分析更快捷,精调方案更优化。

(2)经过现场大量实践,受轨底坡影响,高低调整会影响横向调整数据,故改变传统施工中“先轨向、后轨距”、“先高低、后水平”的作业原则,提出“先高低、后水平”,“先轨向、后轨距”的精调原则,可大大减少精调工作量。

(3)改变现行标准中高低和轨向基准轨分别为不同钢轨的方法,确定一根钢轨既作为高低的基准轨,又作为轨向的基准轨。首先把基准轨高低及轨向调整到位后,再依据基准轨通过水平、轨距调整另一股钢轨,这样减少扣件反复拆装次数,减少对轨道反复扰动,提高精调工效和质量。

(4)通过对质量验收标准与现场作业标准的对比分析及施工实践经验总结,制定出内业数据模拟分析各级控制标准及现场作业控制标准,方便精调施工管理。

2 精调技术要点

2.1 调整件备存

根据先导段精调施工总结的经验或相对轨道几何状态测量仪快速测量结果,结合现场实际调整件的用量情况,针对不同轨道精调扣件的型号、规格等,估算调整件的用量,并根据经验,按线路扣件总数量一定的百分率提前备存部分调整件。对弹性分开式扣件,方向或轨距的调整通过移动铁垫板实现,不需要调整件,只需备存高低或水平的调整件即可。

2.2 轨道几何状态测量仪检测轨道状态

静态检测是无砟轨道静态调整的首要工作,直接影响精调方案的可操作性及效率。依据的 CPⅢ轨道控制网复测数据处理原则为:当复测结果在限差以内时,应使用原测数据;超限时,应确认是否是原测结果有错,如果有错,则采用复测成果。采用轨道几何状态测量仪对轨道逐个扣件节点连续测量。采用绝对小车测量前,也可采用相对小车进行快速测量,掌握标段整体轨道精调情况,也有部分单位直接采用相对小车进行轨道数据采集,这种做法的前提是轨道中线及高程在误差允许范围内,否则虽然轨道精调相对数据达标,但不容易发现中线和高程偏差,可能会给以后的运营带来困扰。建议第一遍采集数据依据 CPⅢ轨道控制网用绝对小车采集,掌握中线及高程偏差情况,如果在允许范围内,给出精调方案,后续采集可采用相对小车,提高测量效率。最后精调到位后,再依据 CPⅢ轨道控制网采用绝对小车采集最终轨道数据,作为竣工验收的依据。

2.3 测量数据模拟分析及调整量计算

2.3.1 分析原则

将采集的数据导入 excel 表格,通过编辑程序,生成总体波形图,在调整量最少的情况下,以“削峰填谷”的方式大致标出期望的线路走向,确定总体调整方案。总体方案确定后,采用专用数据分析软件,再局部模拟试算,人工反复调整线形,确定最优调整方案后,出具需要调整的扣件节点的调整量,形成调整量表。

2.3.2 精调控制指标

静态精调标准应执行现行质量验收标准,现场为了便于管理,可制定现场作业标准,原则上高于验收标准如下表所示。

2.3.3 精调数据模拟分析

通过 DTS 软件生成 excel 表,借助 excel 办公软件,开发专用程序,生成平面及高程折线图,通过比照折线图,采用专用精调软件进行调轨。其方法为,将测量原始数据“. csv”格式文件导入 DTS 软件,然后通过该软件将精调数据转换为 excel 数据表,依据原始高程和平面位置数据绘制高程、平面折线图。绘制原则:以板号为水平轴,偏差数据为竖轴(数据轴);数据轴主刻度单位为 1 mm;每一电脑屏幕显示 12 ~ 14 块板。大区段超限数据折线图示例如下图所示

大区段超限数据折线图示意

对测量数据有效性进行分析:①要看搭接位置是否超限;②数据是否离散;③是否有大区段超限数据;④对数据保存留底,对数据的重叠点及重叠段处理。对有疑问数据的可靠性进行现场复核,或再次采集,两次数据对比,确保数据真实可靠,确实存在此类情况,再做调整方案。

2.4 质量检验

现场调整作业完毕,应组织进行轨道几何尺寸的复测。根据精调记录形成最终的“轨道精调量记录表”,经相关质量部门检查确认。复测数据不满足精度要求的地段,要查找问题,分析原因,并重新进行精调,直至满足验收标准要求。

3 技术上应注意的问题

(1)轨距尺与轨道几何状态测量仪之间的误差因素,采取轨距尺每天定期校检与随时校检的措施,保证轨距尺的数据统一性,轨道几何状态测量仪采用每次上道组装后必须与轨距尺进行校检的措施。

(2)曲线头尾各 200 m 线路纳入曲线单元管理,道岔前后各 200 m 线路纳入道岔单元管理。测量小车测量时,曲线或道岔单元应一次完成测量、分析,在确保单元内平顺性前提下,注意单元与前后线路顺接良好、一致。

(3)先整体后局部的思路,可首先基于整体以70 m为基本长度,大致标出期望的线路走势或起伏状态,原则上以靠近设计线位为首选,先整体上分析区间调整量,再局部精调。在保证调整后的线形向设计线形靠拢的前提下,调整相对不平顺,在大区间范围内“削峰填谷”,力争恢复轨道的位置。

(4)在缓直、直缓点处不得出现反超高;相邻精调作业单元之间重叠区的模拟调整方案应保持一致。

(5)根据确定的整改方案将轨道仔细整治到位。一般轨道检测出的Ⅲ、IV 级超限和动力学指标不良必须当天立即整治,II 级超限在 2 ~3 d 内整治完毕,I 级超限可有计划的逐步整治,此时可采用轨道几何状态测量仪采集数据,并结合观察轮对在钢轨顶面形成的“光带”、目视观察轨向,以及弦线检查等传统轨道测量方式综合确定轨道精调方案,确保精调一次到位。

参考文献:

[1] 白杨军. 弹性分开式扣件线路精调施工技术研究[J]. 铁道工程学报,2013,30(11):45 -50.

[2] 安国栋. 高速铁路无砟轨道技术标准与质量控制[M]. 北京:中国铁道出版社,2009.

论文作者:周一宁

论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期

论文发表时间:2019/4/25

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