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高速铁路无砟轨道精调技术分析

 论文栏目:轨道设计论文     更新时间:2018/3/8 8:41:56   

【摘要】高速铁路是我国重要的公共轨道交通运输方式,对其建设及运营进行优化有助于提升国内客运速度及质量,其中无砟轨道的平顺性是衡量高速铁路轨道结构建设的关键指标之一。论文通过一具体实例分别研究了无砟轨道的静态和动态精调流程,并强调了关键注意事项,以期对类似工程的开展提供参考。

1引言

无砟轨道是一种先进的轨道结构,对比传统的有砟轨道具有显著的优越性。适应于我国高速轨道工程的建设需求。但是无砟轨道的平顺性不达标,会成为制约其应用的关键因素。对其精调技术开展研究,是轨道建设工作的重中之重。

2无砟轨道的基本概念

无砟轨道是与有砟轨道相对应的概念,它是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,又称作无碴轨道。它由钢轨、扣件、单元板等组成,并采用钢轨、轨枕直接铺设混凝土路面的方式。与传统的有砟轨道相比,它的平顺性好、稳定性高[1],避免了列车在高速运行过程中带起大量道砟飞溅,减少环境污染。同时这种轨道建设结构的耐久性远远大于有砟轨道,且使用过程中无需进行大量的维护修理工作,是目前国内高速铁路最为常用的轨道结构,仅个别路段使用有砟轨道。无砟轨道的运用关键是保持其轨道的平顺性,需要通过具体的测量仪器来获取,要求各项指标符合技术标准和安全规范。

3高速铁路无砟轨道精调技术的具体实施

为了保障无砟轨道的平顺性,在进行无砟轨道铺设时要进行包括静态精调和动态精调两个过程,并以静态精调为主,具体可以通过宁安铁路某工程的具体实施来进行阐述。

3.1工程概况

宁安铁路一标段高速铁路工程DK178+666.88~DK192+744段全部采用无砟轨道进行铺设,其中桥梁长度8.9km,路基长度4.9km,CRTSI型轨道板5949块。为了保证无砟轨道的实施效果,按照质量标准,对其施工的全过程进行精调和检测。建立精调班组,每工作段配螺孔强制对中器四个、全站仪一台、手持电脑一台、精调定位调整器80套,测量人员8人,调节人员10人(两班全天作业)。

3.2静态精调及其具体实施

静态精调是指轨道在联调联试前,通过对轨道静态测量数据的收集对轨道的几何尺寸进行调整的过程,具体包括轨距、轨向、高低变化率等,从而使轨道的线性条件满足高速行驶的需求。总的步骤为控制网复测→静态测量→平顺度模拟→现场定位、复核→静态调整→确认[2]。下面针对关键步骤进行阐述。3.2.1控制网复测CPIII高程网(控制网)建设是高速铁路建设中的重要内容。其受铁路结构物不均匀沉降、环境温度变化等的影响,对该高程网的建设精度产生影响,误差越大,轨道线性的精度越低。因此首先要开展对CPIII高程网的复测和评估,检查高程测点是否被破坏。此过程主要通过全站仪来实现,对发生松动、损坏或者埋设位置错位的标志进行记录,复测与远侧相同的高等级控制点。测量过程中,要保证全站仪的定位准确。对于连续轨道板带的定向中,需要设置6~8个CPIII点作为基准。第一个点与第二点是基于人工照准进行的,其他基准点则以第一个、第二点为基础启动自动测量,根据测量数值计算定向参数,系统设站完成。当数值超过配置文件所列限差时(即超过1/5容错),必须重新测量,或者找出超值原因。3.2.2静态测量使用轨采小车对包括挡块、轨垫板、扣件、钢轨等静态数据进行测量和收集,并就软件确定挡块与轨垫板材的规格,并依照轨枕编号依次完成轨道锁紧作业。具体的作业流程依次为散放挡块、轨垫板,松开扣件,安装组件,锁紧轨道。3.2.3平顺度模拟及调整平顺度的调整,要对当前轨道的数据进行收集后,通过软件进行变化模拟。整个调整过程则是采取小步微调的方式进行的。例如当遭遇到硬点的问题时,由发生硬点的位置向两侧进行平顺处理。而当水平超高的问题出现时,采取更换挡块,缩小距离的方式进行。与缓和曲线衔接的直接轨道端与曲线高股同侧钢轨要避免超高的情况。

3.3动态精调

动态精调则主要是考虑轨道实际运行时受到的力学效应,导致轨道因受力而发生逆行复合不平顺、波形突变等问题。在检查局部短波不平顺的问题时,通过查到突变点、减载率、脱轨系数的指标进行分析。这个过程是对轨道局部缺陷进行修复和调整的过程,能够使轨道与轮轨之间达到精确的匹配,从而保障轨道的平顺性和安全舒适性。正线采用300km/h~350km/h动态管理标准进行检测,侧线动态管理标准为120km/h,轨道动态精调需要考虑动态管理标准与动力学检测标准,务必保证精确。

3.4无砟轨道精调技术的要点分析

根据对无砟轨道精调技术的研究和分析,应明确执行要点,妥善提升无砟轨道的建设质量。笔者将其归纳为三大点,九小点。三大点分别为定位准、防护足以及校核准。这也是应贯穿于高速铁路轨道及其相关构件建设的重要指标。具体可以详述为九小点。①全站仪作为精度测量的重要仪器设备,需要进行事前的校验和核准。在对其进行设站和定向的过程中,要把握精度的准确性,避免因人为失误造成测量的偏差。②轨道在建设时需要进行砂浆灌注。在此过程中受力学结构的影响,轨道板会发生一定量的上浮及侧移[3],与原有定位产生偏离。为了防止此种情况的发生,应该设置轨道板压紧装置,进行空间位移限制。③轨道板在铺设过程中对环境应力的反应是比较明显的。灌注的砂浆也会产生不同程度的膨胀和收缩,形成与原有测量数据的偏移。除了要设置防护板,避免轨道板的撞击和踩踏外,还要保证砂浆灌注的及时性,否则一旦时间超过预设要求,需要进行二次复测,在确认达标后才可以进行灌注,必将影响时效性。④螺孔强制对中器与测量仪器的精准度对测量效果产生影响。因此对其按照每周为一周期进行校准和核验,并对核验的结果进行记录。⑤精调是一个较为长期的过程,每一个数据都会对整个系统产生影响,因此要求每日对精调系统的记录文件进行复查和核对,保证误差在允许值的范围内。当发生超出允许值范围时,要及时上报并进行调整。⑥每次测量时要对棱镜与螺孔强制对中器的编号进行复核,避免误用。⑦精调的过程易受外力影响造成偏差,如有人踩踏板,会同孔梁与其它施工造成振动,这些问题都是必须避免和协调的。⑧螺孔强制对中器要确保充分对准和接触,即每次放置螺孔强制对中器时,将螺孔强制对中器与承轨台面充分接触。⑨建立一支高素质的作业队伍,每一名上岗的人员都需要经过严格的岗前培训和考核,要求都能够实现对仪器的准确操作,明确相应的检测标准和规范。同时通过科学完整的作业管理结构及方法,即以项目经理协调、班组负责人协理、组员相互监督的方式来实现高效运作。

4结语

综上所述,无砟轨道是先进的铁轨结构,其运用对于进一步提升我国高速铁路运行速度和质量有重要意义。保持其轨道的平顺性,使其符合精度指标要求,需要通过静态、动态精调的方式进行。且在执行过程中应注意三点关键要素,要求定位准、防护足、校核严,并通过科学的运作管理,提升无砟轨道精调技术的实施效果。

【参考文献】

【1】赵军超.浅谈高速铁路轨道精调[J].价值工程,2017,36(19):151-153.

【2】张俊.高速铁路无砟轨道钢轨精调过程控制关键技术[J].黑龙江科技信息,2017(7):219-219.

【3】谭社会.高速铁路无砟轨道精调质量控制技术研究[J].铁道标准设计,2015(12):18-22.

作者:卢晨 单位:大秦铁路股份有限公司太原高铁工务段

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