高速铁路站台限界测量技术分析

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:王悦安
[导读] 摘要:高速铁路站台作为高铁重要的站场设施之一,起着列车到发、接收中转旅客等重要作用。
        中铁十四局集团有限公司银西站房项目部  咸阳  712000
        摘要:高速铁路站台作为高铁重要的站场设施之一,起着列车到发、接收中转旅客等重要作用。高铁站台限界测量的准确性对保证铁路的安全运输具有极其重要的作用,它既关系到高铁机车的运营安全又关系到高铁工作者和乘客的人身安全。本文通过银西铁路三个站房站台施工实际经验,分析高铁站台限界测量技术,为高铁站台限界测量工作提供一定的借鉴。
        关键词:高铁站台;限界测量;SZXC-A型数显式站台测量尺
        Analysis on the Measurement Technology of the Platform Limit of High-speed Railway
        WANG  Yuean
        Yinxi Station Building Project Department of China Railway 14th Bureau Group Co.,Ltd.,xianyang 71200,China
        Abstract:As one of the important station facilities of the high-speed railway,the high-speed railway platform plays an important role in the arrival and departure of trains and the reception of transit passengers. The accuracy of high-speed rail platform boundary measurement plays an extremely important role in ensuring the safe transportation of railways. It is related to the safety of high-speed rail locomotives and the personal safety of high-speed rail workers and passengers. This paper analyzes the boundary measurement technology of high-speed railway platforms through the practical experience of the three station platforms of Yinxi Railway,and provides a certain reference for the boundary measurement of high-speed railway platforms.
        Key words:High-speed railway;platform limit measurement;SZXC-A digital display platform measuring ruler
        1  工程概况
        新建银西高铁是一条连接陕西省西安市与宁夏回族自治区银川市的高速铁路,高铁全长618千米,设计时速250千米/小时。陕西段有我单位负责施工的咸阳北站、礼泉南站、乾县站均为岛式站台,站场规模两台六线,站台长度450m,宽度12m,两边为渐变段。
        2  高铁站台限界测量的意义
        高铁站台限界是指为保证运输安全而制定的建筑物、设备与机车车辆相互间在线路上不能逾越的轮廓尺寸线。分建筑接近限界和机车车辆限界两种,统称铁路的基本限界,前者是位于铁路线两边的建筑物不容许侵入的轮廓线;后者是机车车辆本身及其装载的货物不容许越出的轮廓线,两者之间应留出一定的空隙。另外,在曲线地段,由于车辆两端向曲线外侧凸出,车辆中部向曲线内侧凸出,且因设置外轨超高引起车辆向曲线内侧倾斜,所以限界的横向宽度作适当加大,称作限界加宽。设定限界之后,运行中的机车车辆就不会与沿线建筑物发生碰撞。
        本文所要阐述的站台限界属于建筑限界范畴。铁路车站是货物和乘客集中的中转站,也是运输生产的重要设施,铁路站台作为列车的配套服务设施,是乘客乘降列车的平台,也是和列车频繁接近的地方。因此站台限界状况对铁路运输安全十分重要。站台限界是站台边缘和线路中心线垂直的极限横断面轮廓,是任何情况下,任何除机车车辆之外的设备、建筑物不得入侵的区间。普铁的站台限界是在机车车辆限界的基础上,采用增加各种可能因素安全余量的方法确定的;高铁的站台限界与普铁的不同之处在于,考虑到了高速列车运行时空气动力效应发生时所需要的安全余量。站台限界尺寸不能过大,否则会造成货物装卸和旅客上下车不便,同样也不能过小,否则会导致列车在行进过程中产生刮擦事故,十分危险。
        3  银西高铁站台测量方法
        为了实现铁路运行的安全性,必须保证测量人员测得的最小尺寸满足极限横断面的要求。有两个控制指标能够在横断面体现出来,其中一个控制指标是站台距离线轨道中心的宽度;另外一个控制指标是站台面距离轨面的高度。房建部门的限界测量主要就是测量站台帽石到钢轨的水平距离和站台面距钢轨的垂直高度。
        铁路站台实际限界测量方法分为非接触式测量方法和接触式测量方法。由于非接触式激光站台限界测量仪价格偏高,对操作人员的文化水平要求较高,因此尚未普及。目前,接触式测量仍是站台限界测量主要的测控方式。接触式测量主要是指由测控人员使用限界测量尺完成限界测量工作。限界测量尺由两根直尺连接而成,折叠后可以合在一起,固定后方便携带,两根尺臂上都标有固定刻度,上边设有可以移动的卡框,在水平位置上,还配置有水准泡。测量时可以通过观察卡框里面的数值读出测量数值。为了便于限界测量,提高测量数据的准确性,在站台建好后,房建人员需要根据工务系统的线路标志,找到直缓、缓圆、园缓、缓直各点,分别作为站台曲线部分、直线部分的编码零点,在站台帽石边缘,设置监测点。监测零点设好后,通过皮尺测量,每隔 5m,对直线段标记;每隔 2m 对加密曲线段标记。每确定一个监测点,就用红油漆涂刷好监测点箭头标识和数字标识。
        4  银西高铁站台限界测量要求
        铁路站台限界直接威胁行车安全,为铁路安全评估A类问题,因此对沿线建筑物、构筑物的限界要求非常严格,严禁侵限。高铁站台在直线段顶面至钢轨顶面垂直距离设计要求1250mm,实际施工时按1235mm控制;站台侧面至钢轨侧面水平距离设计要求1750mm,实际施工按1765mm控制。曲线段限界值控制时还应考虑曲线内侧加宽。根据现场实际分工,站台挡土墙由站前单位施工,站台铺装有站房单位施工。后续施工及列车运行后显示,站台限界不能超越1235mm和1765mm.
        银西高铁通车后有多种车型。其中CRH2A、CRH2C、CRH380AL型动车组车门在车体内,半宽是1690mm,直线段限界1750mm,车体距站台边沿至少60mm。CRH2G、CRH3A、CRH380B、CRH5G型动车组车门属于外弹式,半宽是1650mm,车门弹出宽度基本在40mm,合宽是1690mm,直线段限界1750mm,车门距站台边沿至少60mm。CR400AF、CR400BF、CR300BF型动车组车门也属于外弹式,1250mm高处半宽是1650mm,车门弹出+70mm后,宽度是1720mm,直线段限界1750mm,车门距站台边沿就剩30mm。确保站台限界不侵限至关重要,不容马虎。
        时速250公里复兴号CR300BF型动车组采用大断面车体,车体断面最大宽度为3360mm(距轨面1900mm处),车体最高处距轨面为4050mm,具体尺寸如图4.1:
       
        图4.1  复兴号CR300BF型动车断面图
        在曲线地段,由于车辆两端向曲线外侧凸出,车辆中部向曲线内侧凸出,且因设置外轨超高引起车辆向曲线内侧倾斜,所以应照基本限界的横向宽度作适当加大,称作限界加宽。加宽方法采用下图3.2的阶梯加宽方式,或采用曲线圆顺方式。
       
        图4.2  曲线加宽示意图
        加宽计算:
        曲线内侧加宽(mm): 
        曲线外侧加宽(mm):
       
        曲线内外侧加宽共计(mm):
       
        式中 R ——曲线半径(m);
        H ——计算点自轨面算起的高度(mm);
        h ——外轨超高(mm)。
        的值也可以用内侧轨顶为轴,将有关限界旋转θ角
       
        5  站台测量器具的应用
        随着人们对铁路站台限界管理要求越来越高,站台限界测量作业量也随之变得越来越大,对站台限界测量设备的精度和作业效率的要求也越来越高。
        (1)安全要求:测量前要召开例会,安排好测量人员和防护人员,同时穿好橘色的站台工作服。同时注意不能携带和使用导电材质的测量工具。进入站台后,防护人员要先行就位,做好瞭望,注意过往机车车辆,确保安全。高铁站台的限界测量多在零点“天窗时间”,但仍要做好安全防护工作。
        (2)测量尺:测量站台限界必须使用读数清晰、测量精度高的限界测量尺。
        银西高铁站房采用SZXC-A型数显式站台尺如图5.1。SZXC-A型数显式站台尺是采用单片机技术、信号传感技术、信号处理技术等综合而成的电子产品,采用高精度位移和倾角传感器,可以对铁路客货运站台限界值进行高精度测量。
       
        图5.1:SZXC-A型数显式站台尺
        (3)测量尺的使用:
        为了确保测量尺的准确性,每次站台限界测控前后,都要使用三角直尺校正限界测量尺的直角,使用铅垂进行校正测量尺竖直方向的垂直度。校正作业是限界测量过程中重要的一环,是测量数据精准的保证。校正时,首先吊垂线和帽石边缘重合,再用限界测量尺的竖直直尺臂紧贴站台帽石边缘,另外一边的水平尺臂要和钢轨面相贴,对水平尺进行调整,保证处于中间位置;然后使用三角尺校正,使钢轨夹角垂直水平尺,如图5.2。这个时候,开始对数据进行读取。将站台帽石上边缘作为基准,读取站台顶与钢轨顶的垂直高度数值;将轨道中线作为标准,读取站台边沿距离钢轨的水平距离数值。
       
        图5.2 SZXC-A型数显式站台尺使用示意图
        (4)数据记录。记录的数据包括站台顶距轨顶面断面的垂直高度和站台边距铁轨中心的水平距离。同时记录人员要立即将测量所得的数据与限界图或限界表对照,计算是否侵限。如果发现某一监测点发生侵限,必须立即向主管领导汇报,同时设置警示标志。测量务必做到记录完整、数据精确、计算正确、判断准确。限界统计表如图5.3所示。
       
        图5.3  站台建筑限界统计表
        6  站台侵限问题的处理
        侵限判定:侵限分为严重侵限和一般侵限。严重侵限:实测值<二级超限限界+W[曲线内(外)侧加宽]。凡已侵入《铁路超限超重货物运输规则》的二级超限建筑接近限界者,为严重侵限,防碍行车安全,应立即进行处理。一般侵限:实测值<建筑限界+W[曲线内(外)侧加宽]。凡侵入《技规》 建筑限界而未侵入《铁路超限超重货物运输规则》规定的二级超限建筑接近限界者,为一般侵限,可根据轻重缓急有计划进行处理。
        根据站台侵限的多少采用两种施工处理方案:一是采用人工凿除侵限部位混凝土,二是采用混凝土切割机局部切割侵限混凝土。前者主要针对部分少量的站台侵限进行点对点处理,后者主要针对长距离大面积的站台侵限进行的面对面处理。
        无论采用哪种处理方法必须保证在条件允许的前提下,在保证绝对安全的基础上对站台限界侵限进行处理。
        站台限界侵限处理完成以后需要联合工务段工作人员一同对站台重新观测一次,上报上级主管部门,确保站台侵限整改完全到位。
        7  结束语
        新建银西高铁为目前国内一次性建成里程最长的有砟轨道铁路,通过试运行阶段的观察,有砟轨道的稳定性较无砟轨道较差,如果限界预留较小,容易造成侵限,威胁行车安全,故挡土墙以及帽石铺装时可以适当扩大,提高冗余量。
        高铁站台限界的测量工作对保证铁路安全运输、保障乘客的生命和财产安全,有着重要的积极作用。银西高铁站台采用SZXC-A型数显式站台测量尺按照《铁路安全管理条例》的测量标准,进行现场实测,确保了测量数据的准确性。我们通过实际工作,不断探讨和研究高铁站台限界测控技术,提高测量数据的精度,累积测量经验,为设备使用和维护提供可靠的分析依据,为高铁站台限界测量控制提供有力的支持,具有十分重要的意义。
        参考文献:
        [1]文旭.《站台限界测量新方法及其不确定度分析》.铁道技术监督。2014(03)
        [2]王锡军.《浅析高速铁路客运站台侵限原因及控制措施与建议》。2013(01)
        [3]《铁路超限超重货物运输规则》(2016).260
        [4]《铁路安全管理条例》639号文
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