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浅谈高速铁路无砟轨道精调施工

2012-07-24肖建富冯江明

四川建筑 2012年3期
关键词:精调平顺检测仪

肖建富,冯江明

(中铁八局,四川成都610036)

高速铁路无砟轨道的静态检验(精调作业)和动态检验是高速无砟铁路开通前最后一道关键工序,是非常重要的一个环节,高速铁路无砟轨道精调作业的效果直接影响到高速列车运行的平稳性和舒适度。

1 轨道静态调整

轨道静态调整是在线路联调联试之前,根据轨道静态测量数据对轨道进行全面、系统的调整。

1.1 轨道静态施工

1.1.1 轨道静态精调的时间

轨道精调应在应力放散、锁定形成无缝线路、焊接接头打磨完成后开始。

1.1.2 轨道精调前的准备

(1)轨道精调仪器、机具的准备与校核。包括:测量仪器(全站仪、轨道几何状态检测仪、棱镜)、道尺、30 m弦线、塞尺、电动扭矩扳手等。

(2)CPⅢ控制网的复测。对标段内CPⅢ控制网进行拉通复测,经监理工程师确认CPⅢ成果是最终的平差成果后方可使用。

(3)线路设计平纵断面资料核对。重点复核轨面高程、中线、坡度、竖曲线、平面曲线、超高等关键参数,确认无误后输入轨道几何状态检测仪中,并检查轨道几何状态检测仪生成的参数是否有计算错误。

(4)扣件安装检查。包括:安装的正确性、扭矩是否达到标准,轨下垫板安装正确性。

(5)钢轨检查。钢轨应无污染、无低塌、无掉块、无硬弯,焊头平直度符合标准要求。

(6)垫板调整准备。

1.1.3 轨道静态数据的采集

(1)测量时将全站仪架设在轨道中心线上,以减小测距误差对轨道横向偏移的影响。在设站过程中,保证全站仪离最近的控制点之间的距离不应小于15 m,并且全站仪在测量的过程中不能受干扰。当全站仪受到外界干扰,需根据实际情况决定是否重新设站。

数据采集避免在气温变化剧烈、阳光直射、大风、能见度低、雨雪等恶劣气候条件下进行;宜选择阴天、无风、日落2小时、日出前、气候条件稳定的时段进行;测距根据气候条件修正。

(2)每个测量区间全站仪自由设站时需要8个控制点,在条件不允许情况下至少应使用6个控制点。测站作业允许误差:东坐标0.5 mm;北坐标0.5 mm;高程0.5 mm;方向 1″。

下一区间设站时,至少要包括4个上一区间精调中用到的控制点,以保证轨道线形的平顺性。全站仪采用后方交会的方法进行设站。

(3)一次测量长度不宜大于70 m,两站需重合测量不小于8 m,并进行交叠补偿。以避免设站精度对平顺性分析的影响。若同根轨枕2次测量变化大于2 mm时建议重新设站,或应采用线性、函数方式进行顺接,变化率应小于1/10000。

(4)在采集数据中,相应的做好标记,方便以后现场精调作业。

1.1.4 调整量计算

(1)分析数据,检查是否存在异常数据,如数据存在异常,应重新测量采集数据。

(2)计算调整量。采用轨道几何状态检测仪配套软件进行调整量模拟适算,建立相对平顺和变化基准点,力求最大的平顺,最小的调整量。将轨道各项几何尺寸全部调整到允许范围之内,并对轨道线形进行优化。

(3)精调基本原则:“先轨向,后轨距”,“先高低,后水平”。

(4)形成调整量表。对计算的调整量进行核对优化后形成正式“调整量表”,用于现场精调作业。

(5)无砟轨道静态平顺度允许偏差见表1。

1.1.5 现场施工

(1)上道前,需对道尺等机具进行校正。

(2)现场施工时,需对调整量进行现场核实,可使用弦线、道尺核查。不一致时,以现场为准。

(3)现场作业每次松开扣件不应过长。应注意环境温度对无缝线路的影响,避免胀轨等事件发生。

(4)精调时,宜先调基准轨的轨向和另一轨的高低,再调两轨的轨距和水平,并随时用石笔在钢轨上记录下轨距和水平情况。

1.1.6 复查

用轨道几何状态检测仪对精调作业的效果进行复查,如有个别地段线路仍不满足要求,重复以上步骤直至满足要求为止。

表1 平顺度允许偏差

2 轨道动态调整

轨道动态调整,是在联调联试期间,根据轨道动态检测情况,对轨道局部缺陷进行整治,对部分区段的几何尺寸进行调整,对轨道线性再优化,对轨道状态和精度的进一步完善和提高,使轨道全面达到动态验收标准。

2.1 轨道动态调整

必须坚持“检重于调”的理念。要根据轨检资料、添乘情况,确定晃车地点。现场必须进行认真检测,查找问题点、确定调整方案后方可调整。否则不能作业。

2.2 轨道动态检测标准

(1)《客运专线铁路工程竣工验收动态检查指导意见》的规定(表2~表5)。

表2 道状态幅值评价允许偏差管理值

续表2

表3 动力学运行安全性(稳定性)指标评判标准

表4 动力学运行平稳性指标评判标准

表5 长波高低和轨向不平顺允许偏差管理值

续表

(2)《客运专线300~350 km/h轨道不平顺管理值审查意见》(科技基[2008]65号)的规定(表6)。

表6 客运专线300~350 km/h轨道不平顺动态管理值

2.3 轨道区段不平顺精调

轨道区段不平顺是指轨道整体平顺性不良,轨道各项几何参数均存在不同程度的偏差。以下情况均影响轨道平顺:

①轨道质量指数TQI明显偏大(3.6及以上)区段;

②成段连续多点出现Ⅰ级偏差或多个为超限点叠加;

③轨道检测波形图中存在连续多波不平顺区段;

④动车添乘成区段连续晃车。

轨道区段不平顺调整必须采用轨道几何状态检测仪进行全面测量,根据测量结果进行系统、全面调整。

2.4 超限点的处理和管理

根据轨道检测偏差结果,特别是Ⅲ、Ⅳ级偏差,需要立刻(当天)处理。Ⅱ级偏差应安排计划,逐步消除。通过削峰填谷方法,及时处理轨道局部不平顺,以保证行车安全和提高轨道平顺性。

2.5 动态调整施工

(1)分析动态检测数据,查找超限点。

(2)采用轨道几何状态测量仪、轨道尺、弦线、塞尺等工具,对超限点进行核对检查。

(3)现场核对检查要求。

①首先必须对区段范围内的扣件、垫板进行全面检查,确认无异常后,再开始轨道几何尺寸检查。检测调整方法同轨道静态调整方法。

②局部短波不平顺应对轨道超限处前后各50 m范围内进行全面检查,必要时扩大检查范围。

③长波不平顺应采用轨道几何状态测量仪(轨道几何状态检测仪)在波峰或波谷里程前后各150 m范围内进行测量。

④连续短波不平顺,可以采用轨道几何状态测量仪(轨道几何状态检测仪)测量,也可采用人工拉弦线的方法进行测量。

3 轨道精调注意事项

(1)轨道精调是一个系统工程,无砟底座、板(或块)的施工、钢轨铺设、扣件安装,都对精调工作产生影响,决定着精调作业时间与工作量。在许多情况是静态满足规范,动态不满足,但又找不到问题。这可能是轨道结构、产品制造等因素造成的。

(2)轨道精调是在联调联试之前,根据轨道静态测量数据,对轨道进行的全面、系统的调整,使之满足高速行车条件。因此,检测数据至关重要,必须真实、可靠。

(3)检测仪器、工具必须进行校核;测量人员必须培训,持证上岗;现场测量必须严格执行有关规定。

(4)弦线、道尺等传统的检查方法、手段与轨道几何状态检测仪相结合,才能取得轨道精调的最佳效果。在精调施工时,若发现调整后线性不好,应立刻检查调整数据和现场实际情况。对已调整完成的区段应重新进行精调作业。

(5)在轨道精调时,注意变化率的控制,坚决避免轨距、水平正、负交替出现的情况。

(6)在满足绝对精度的情况下,建立相对平顺的理念,力求调整量最小。严格控制周期性不平顺,特别是轨向和水平。

(7)无砟轨道的弹性基本来源于扣件系统,若实现动态条件下的平顺性,扣件扭力矩必须保持均匀一致。在精调施工前应将扣件系统进行扣压力检查,保证扣件系统扣压力达标。

(8)在精调作业过程中,尤其应该关注长波的不平顺性和超限点的叠加效应。

4 精调过程中常出现的问题及处理方法

(1)轨道静态测量数据不准确、不真实,在数据采集中发现数据波动大,重叠偏差大。这个可能是全站仪或轨道几何状态检测仪偏差造成的。恶劣自然条件可以影响数据采集精度。若不是周围环境干扰,应检查仪器是否出现故障。可以关机重启,重新校准仪器。

(2)每次作业处、规律性出现小碎弯。这可能是数据采集的搭接长度不够或每次精调施工时没对现场情况的核实造成的。数据采集搭接,每站搭接10根枕木。区间轨道应连续测量,分次测量时,测量搭接长度不应少于20 m。车站道岔应单独测量,与两端线路搭接长度不应少于35 m。

(3)静态满足规范,动态不满足,但又找不到问题。这时需要对轨道结构进行检查。可能是扣压力不足或轨下其它结构问题。具体问题具体处理。

(4)扣件缺陷。扣件清理不彻底、扣件缺损、扣压力不足、安装不正确、不密贴等都会造成动态检查超限。

(5)调整方法不当。个别地点调整多次后仍然不满足要求,或许是操作不当造成的,因此应加强作业人员的专业培训和现场管理制度。

(6)对动态检测资料分析不全面、现场查找不准确、调整不到位,是在后期调整中容易出现的问题。对动态检测资料分析应结合超限点与波性查看工具、数据检查工具一起,找出特征点。现场扩大查找范围,调整突出点,削峰填谷。

5 结束语

高速铁路无砟轨道的精调作业是一个反反复复、不断优化的过程,在精调作业前必须要准确找准问题所在,通过最佳的精调方案,不断优化线路的几何参数,使线路状态到达最佳效果,确保高速列车运行的平稳性和舒适度。

[1]TB 10754-2010,J 1150-2011高速铁路轨道施工质量验收标准[S]

[2]铁建设[2007]85号客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准[S]

[3]铁建设[2006]189号 客运专线无砟轨道铁路工程测量技术暂行规定[S]

[4]TZ 216-2007客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南[S]

[5]徐小左,刘成龙,杨友涛.基于自由测站的高速铁路CPⅢ高程控制网建网方法研究[J].铁道工程学报,2008(9)

[6]卢祖文.客运专线铁路轨道[M].中国铁道出版社,2005

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