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高速铁路轨道精调若干技术问题探讨蔡小龙

发表时间：2020/5/6 来源：《基层建设》2020年第2期作者：蔡小龙

[导读] 摘要：高速铁路轨道精度可分为绝对精度和相对精度。绝对精度是指轨道的绝对空间坐标，即实测坐标与设计坐标值的偏差。偏差越小，精度越高。相对精度指轨道各测点坐标的相对偏差。

        中铁十一局集团第三工程有限公司云南省昆明市 650000
        摘要：高速铁路轨道精度可分为绝对精度和相对精度。绝对精度是指轨道的绝对空间坐标，即实测坐标与设计坐标值的偏差。偏差越小，精度越高。相对精度指轨道各测点坐标的相对偏差。偏差越小，轨道越平顺。绝对精度控制应包括中线、高程、曲线长度（包括圆曲线、缓和曲线、竖曲线）控制等。相对精度控制除轨道几何尺寸外，还应包括线形，轨向、高低（长、短波）偏差，变化率等。轨距、水平、高低、轨向、三角坑、变化率是轨道状态表述的基本元素，也是轨道状态控制的关键元素。本文根据作者多年工作经验，对高速铁路轨道精调若干技术问题进行了探讨分析，并提出了一些自己的观点和看法，供大家参课哦和借鉴。
        关键词：高速铁路；轨道精调；技术问题；探讨
        1、轨道精调工艺流程
        高速铁路轨道精调是根据轨道测量数据对轨道进行的精确调整，使轨道精度达到规范标准，满足动车平稳、舒适运行要求。对轨道而言，轨道精调贯穿于轨道施工的全过程。无砟轨道从底座、有砟轨道从道砟摊铺施工开始，直至钢轨铺设完成，施工精度决定着钢轨精调的工作量及所需时间。轨道精调是一个比较漫长的过程，通常需要四到五遍的精调过程，而且每一遍精调过程又包括施工准备、测量及数据采集、数据分析及精调方案制定、现场复核及调整。在四五遍的精调完成，轨道达到平顺性要求之后，需要进行复测验收。
        2、高速铁路静态、动态精调方法
        2.1轨道静态精调的时机
        轨道精调应在长钢轨铺设、应力放散、锁定形成无缝线路，焊接接头打磨后开始。道岔精调应在直、侧股与正线、到发线焊联、接头打磨后进行。
        2.2轨道动态精调的时机
        轨道动态精调是在联调联试期间，根据轨道动态检测、人工添乘情况对轨道个别晃车处所进行几何尺寸调整，以进一步提高动车的安全性、平稳性和舒适性。动态精调是对轨道状态和精度进一步完善、提高的过程，使轨道动、静态精度全面达到高速行车条件。
        2.3轨道精调前应做的工作
        1）人员培训。参加轨道精调的有关人员应掌握相关技术标准、轨道测量技术、轨道调整方法等。2）轨道精调仪器、量具的准备。包括：测量仪器（测量小车、棱镜）、道尺、30m弦线、塞尺、电动扭矩扳手等。 3）仪器的校核。4）CPⅢ测量网的复合。5）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。 6）调整扣件的准备。7）扣件系统安装情况的检查。包括：安装的正确性、扭矩是否达到标准。
        2.4轨道精调方法
        2.4.1轨道数据的采集
        1）测量小车应置于两对CPⅢ控制点之间。2）每一测点观测的CPⅢ点数应不少于3～4对。3）设站点的三维坐标分量偏差不应大于0.5mm。4）应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；5）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；6）测距应根据气候条件修正。7）一次测量长度不宜大于60m；两站重叠不少于10根轨枕；横向、高程偏差不应大于2mm，否则应采用线性或函数方式进行顺接，变化率应小于1mm/10m。8）一天测量长度不宜超过600m。
        应对采集数据进行检查，是否在存在异常数据；通过计算，检查最大值调整后，高程、中线是否在误差允许范围。应建立相对平顺和变化率的概念，力求最大的平顺、最小的调整量。调整时应先调整基本轨的平面位置和高低，确保轨向、高低平顺性满足要求；检查另一根轨的轨距、水平是否满足要求，并做相应调整。对于测量给出的调整量，现场要用30m弦线、轨距尺核查，不一致时，以手工测量为准。现场应采用30m弦线对方向、高低，用轨距尺对轨距、水平进行核查，之后方可进行轨道状态调整。弦线的搭接长度应不小于5m。每次松开的扣件不应大于5个，应注意对无缝线路锁定轨温的影响。
        2.4.2曲线正矢精调
        用20米弦线，每2.5米设置一个测点，先调上股，然后用轨距尺调整下股。缓和曲线实测正矢与理论正矢差应不大于0.5mm，差之差不大于1mm，圆曲线正矢连续差不大于1mm，最大最小差不大于2mm。
        正线道岔施工测量时，与两端线路搭接长度应不少于35m应高度重视道岔砼浇铸前的精调工作，几何尺寸必须满足技术标准；精调到位后，才能安装转换设备。应建立工电联调机制。道岔精调应建立岔区单元概念。道岔直股应与两端各不少于250m正线一并测量调整，以控制道岔整体平顺性。道岔精调应保直股，顺曲股；先直股，后曲股；先方向、高低，后轨距、水平。

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道岔几何尺寸调整好后，再检查调整密贴、棍轮，最后调整转换和锁闭装置。道岔调整应工电一体，人员固定，形成小组。
        2.5轨道动态精调方法
        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。否则不能动道。
        2）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。⑴轨道质量指数TQI明显偏大（3.6及以上）区段；⑵成段连续多点出现Ⅰ级偏差；⑶轨道检测波形图中存在连续多波不平顺区段；⑷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小车进行全面测量，根据测量结果进行系统、全面调整。
        3）区段不平顺地段应安排计划尽快调整。
        4）影响行车安全的缺陷必须立即（当天）消除。如轨道检测Ⅲ、Ⅳ级偏差，动力学指标超限。
        5）轨道检测Ⅱ级偏差应安排计划，逐步消除。
        2.6轨道动态检测分析
        1）减载率：导致减载率超标的主要原因是轨面高低短波不平顺（波长0.1～3.0m，波幅0.5～1.0mm）。原因：接头不平顺、扣件缺陷或轨下支撑刚度突变等。2）横向力：导致横向力偏大的主要原因是轨向连续多波不平顺、轨向与水平的复合不平顺、接头支嘴等。3）脱轨系数：主要原因是横向力过大引起，由于直接危及行车安全，必须立即处理。4）横向平稳性：舒适度指标，连续小轨向影响较大。5）垂向平稳性：舒适度指标，连续小高低影响较大。
        2.7关于极值管理和均值管理
        1）极值管理：根据轨道检测偏差结果，特别是Ⅲ、Ⅳ级偏差，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）均值管理：根据TQI的分布，结合波形图，对TQI单项和总值明显偏大区段、波形不良区段，进行针对性的调整，是提高轨道整体平顺性的根本性措施。
        3）应坚持极值管理和均值管理相结合的原则。
        3、影响轨道精调的主要因素及分析解决对策
        3.1影响轨道精调的主要因素分析
        1）无砟轨道施工过程控制不严，导致施工精度不高。2）轨道静态测量数据不准确、不真实、不全面。3）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。4）焊缝打磨精度不高。5）调整方法不当。6）静态调整标准偏低。7）动态调整时对检测资料分析不全面、现场查找不准确、调整不到位。
        3.2提高轨道精度的主要措施
        1）加强无砟轨道施工过程控制，确保施工精度。无砟轨道施工精度是轨道精度的基础，源头，其施工精度对后期的轨道精调影响巨大，施工精度高，则精调工作量小，调整件用量少，容易获得较高轨道精度；反之，则精调工作量大，调整件用量多，难以达到较高轨道精度。2）高度重视轨道测量工作，确保测量数据真实可靠。3）双块式无砟轨道施工期间要加强对扣件系统的保护，避免污染、损坏。4）轨道静态精调之前，应对钢轨、扣件安装状态进行全面检查，确认后方可进行测量和调整。5）提高焊缝打磨精度。无缝线路锁定后，应对所有焊缝进行全面检查，不合格接头必须重新处理。6）应按照确定的精调工艺进行调整，避免反复调整。7）轨道静态调整精度应全面满足要求。8）应安排专业人员对动态检测数据（轨检车资料、动力学检测报告）和静态测量数据进行综合对比分析，制定有针对性的调整方案，力争用最小调整量达到最佳调整效果。
        4、结束语
        高速铁路轨道精调不仅是技术问题，也是经济问题。轨道精调质量对动车的运行品质具有重要影响，甚至影响安全。因此，轨道精调工作应引起高度重视。
        参考文献
        [1]小波变换在高速铁路轨道精调中的应用[J].赵龙,卢建康,刘竹均.铁道工程学报. 2017(04).
        [2]高速铁路无砟轨道精调组织与几何状态分析评价[J].张杰,张伟.中国铁路.2016(04).
        [3]高速铁路轨道精调质量控制[J].张雨曦.科技创业月刊. 2015(24).