高京
中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和工务段 内蒙古 乌兰察布 012300
摘要：为满足高铁运输安全，高质量的完成线路维修任务，我们小组针对高铁日常人工起道捣固作业进行研究，利用数学模型通过相似原理进行演算总结，得出了道尺水平变化量与理论起道量之间的关系，用以指导高铁线路精准起道。
关键词：精准起道 相似原理 系数关系
1.课题背景
随着列车运行速度的不断提高，铁别是首条草原高铁的开通，作为直接负责养护维修的我们，责任尤为重大。为了使高铁线路达到 “高平顺性、高稳定性”状态，实现线路维修“精准性、零故障”目标，这就要求我们必须站在科学角度对线路维修进行细致的分析、研究，得出一套有根据，高效率的高铁维修模式。本文针就高铁线路精准起道而进行深入的研究与思考，旨在解决线路高低不良，使其达到一种“高平顺”状态。我们研究小组建立了起道模型，演算出逐枕的精确起道量，并且保证起道精度在1mm范围内，用来指导高铁线路精准维修。
2.起道模型的建立与验算
2.1起道模型
起道模型主要是模拟标准股起道作业。钢轨及轨枕几何状态的变化轨迹：以非标准股轨枕头为圆心，以基准股一侧轨枕和对应钢轨点至圆心长度为半径做圆弧运动。如图1所示。
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图1
2.2起道量演算过程
以上述起道模型（图1）投影到数学模型。如图2所示，
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图2
EF为标准股起道后道尺水平变化量△h。
BC为标准股理论起道高度H（测量仪器给出的标准股起道量，为已知数）。
DE为两股钢轨中心线间距离（轨距+一个轨头宽度）。
AB、AG为轨枕全长。
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由此我们得出理论起道量H与道尺水平变化量△h的关系： △h=n-H
进而我们得出一个结论：影响起道质量的因素只与两股钢轨中心线间距离和轨枕长度有关，与其他因素无关。
在这个公式中H为已知数，n为常数 ，则现场作业时道尺水平变化量△h通过公式算出来也是一个已知数。也就是说我们可以通过现场每根枕的H值，算出每根枕对应的△h值，通过△h值完成对标准股的起道作业。标准股起道作业完成后，我们需要对起道地段标准股一侧进行人工捣固，捣固完成后另一股对水平为“0”即可。
从上面的推导过程我们可以看出，利用公式进行高铁线路起道作业，理论上起道精度可以达到0mm。但是由于电子道尺的精度只有0.5mm，还有起道过程中各种原因产生的误差，我们仍然可以控制精度在1mm以内。
2.4传统电子道尺起道方式和模型起道效果比较
在传统起道作业中，虽然我们通过测量仪器知道起道理论高度为H，但是我们仅仅通过一根电子道尺很难知道H的数值。我们经常会认为△h=H，这就导致我们利用电子道尺起道作业时“失去精度”。
我们以60kg/m、Ⅲ，标准股起道H=10mm为例：
按照上面推算的公式可以反算出实际起道高度H`
H`=△h/n=10/0.58=17.24mm
则，原本标准股起道高度在10mm，实际上却起了17.24mm。
2.3线路以及各类型道岔起道量对照表
根据模型系数关系，对线路和道岔起道进行分类统计。要特别注意的是：道岔起道时，必须以直基本股为标准股，曲线地段时曲线下股为标准股，直线地段通常以左股为标准股。具体起道量系数如下表：
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表1
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表2
50kg/m 1/9道岔逐枕起道量系数表（图号：CZ2209）
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表4
3.现场作业流程及成果
3.1现场作业流程图
结合模型和现场作业，模拟起道过程确定起道作业流程图如下：
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表5
3.2作业效果
3.2.1京包客专线上行正线K422+025m处起道捣固作业前后效果对比（利用电子道尺起道对照表指导现场作业），如图3：
表6
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图3
从作业前后轨检车图纸对比分析我们可以看出，按照这种起道方式达到了良好的作业效果，且误差在1mm范围内。
3.2.2京包客专线卓资东高速场104#道岔起道捣固作业前后效果对比（利用表1系数值算出道尺起道量指导现场作业），如图4：
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图4
4.结语
此种模型充分考虑现场起道时的轨道几何状态变化，经过科学的数学演算，成果科学可靠，利用公式指导现场实践取得了良好的作业效果，起道精度达到1mm，达到了利用电子道尺精准起道的目的。通过此次课题研究，不仅为高铁线路维修起道捣固作业项目提供了理论支持，而且为高铁队伍对于线路维修指明了科学严谨的思路。