新建铁路无砟轨道几何状态偏差及精调

2011-05-04王朝义

铁道建筑 2011年6期

关键词：精调轨距平顺

王朝义

(中国中铁六局集团有限公司，北京 100036)

京沪高速铁路采用CRTSⅡ型板式无砟轨道，由于钢轨铺设后与设计位置存在偏差，这种偏差如超过静态平顺偏差允许值或轨检车动态检测超限则必须通过钢轨精调进行校正。

1 无砟轨道钢轨不平顺产生的原因

1.1 轨道板铺设误差

轨道板精调测量误差、封边灌浆扰动、轨道板温差翘曲变形均会使铺设好的轨道板承轨槽偏离设计位置，其中轨道板精调测量和封边灌浆工艺是导致最终轨道偏差超限的主要原因。

1.2 轨道板制造误差

最终影响CRTSⅡ型板轨道几何尺寸误差的主要因素是承轨台打磨，大钳距标准值为1 889.8 mm，允许误差 ±1mm;小钳距为375.6mm，允许误差 ±0.5mm;轨底坡1.432°，允许误差 ±0.1°，其中影响最终轨距和轨向的主要是大钳距和轨底坡，二者最不利组合可推算出形成轨距误差为1.35 mm。

1.3 扣件及钢轨制造误差

钢轨截面误差根据《京沪高速铁路60 kg/m钢轨技术条件》影响铺轨后几何状态的误差主要是轨底宽度±1.0 mm，轨头宽度0.5 mm，断面不对称允许误差±1.2 mm。扣配件采用福斯罗300-1型扣件系统，经实测轨距挡块制造尺寸有0.3 mm左右的误差，两项误差组合安装在承轨槽中时可能产生约±1.5 mm的误差。

1.4 结构物形变

主要是结构物不均匀沉降。《京沪沉降评估实施细则》要求相临墩沉降差不超过5 mm。此项影响可能导致中长波超限，也是无砟轨道轨检车检测中长波不平顺指标超限的一项重要原因。

1.5 预应力箱梁预留徐变量

此项值为轨道铺设线型中设计已考虑的预留残余徐变量，规范规定不大于7 mm。在轨道板铺设前的设计线型中已由布板软件根据箱梁预应力混凝土不同龄期经实测分析后按比例纳入考虑，但轨道几何状态测量仪在轨道参数输入时不考虑此项误差，如检测车在长大连续梁上出现高低中长波超限，主要由此项预留量导致。

1.6 预留活载作用弹性下挠量

预留活载作用弹性下挠量只在桥梁上存在。为消除列车活载作用在梁体上的弹性下挠量，在静态轨道铺设时沿梁跨预留了一定的上拱。该预留上拱值在无活载的轨道静态检测中可能对轨道高低平顺度产生一定影响，但量级较小。根据布板软件实际录入预留上拱值情况，32 m箱梁跨中有无预留值影响为0.7 mm左右。此项因素单独作用不会引起静态检测轨道几何状态超限。

以上其中一项或多项不利组合是产生铺轨后钢轨静态检测偏离设计位置的原因。

2 轨道状态检测标准及检验方法

轨道状态检测分为静态检测与动态检测。静态检测标准为《高速铁路无砟轨道施工精调作业指南》铁建设［2009］674号，具体见表1。轨道动态检测采用轨检列车编组进行，其中的轨道状态检测同时采用局部幅值和区段质量进行评价。

表1 无砟轨道静态检测标准

2.1 局部不平顺幅值管理标准(见表2)

局部幅值按每千米线路评价，检测结果除轨距外每千米线路出现单项Ⅰ级偏差长度不应大于5%，同时不应出现Ⅱ级偏差。

2.2 区段不平顺均值管理标准

区段质量评价参数为轨道不平顺质量指标 TQI，350 km/h等级轨道不平顺质量指数TQI管理值:高低0.8 ×2，轨向0.7 ×2，轨距0.6，水平0.7，三角坑0.7;TQI指数Ⅰ级4.0，Ⅱ级5.0。上述管理值适用于波长42 m以下，计算单元长度为200 m。全线TQI出现Ⅰ级偏差个数不应大于5%，同时每个单元TQI不应出现Ⅱ级;动力学安全性指标达标、平稳性指标合格。

表2 速度为300～350 km/h局部不平顺幅值管理标准 mm

3 无砟轨道钢轨精调工作流程及要点

新建无砟轨道精调工作一般流程见图1。

图1 新建无砟轨道精调工作一般流程

3.1 现场测量采集轨道几何状态数据

以轨道几何状态测量仪(轨检小车)为主，对有问题的地段辅以道尺、弦线、电子平直尺(检查焊缝)进行检查，为制定精调方案做准备。

3.2 分析检测数据、制定精调方案

根据轨道检测结果，分析轨道检测波形图确定长波不平顺，波形突变点、连续多波不平顺及轨向、水平逆向复合不平顺等准确里程和位置。结合超限报表和轨道几何状态测量仪采集的数据对比分析，在无砟轨道中两项数据绝大多数能够找到对应关系。因无砟轨道主要依靠轨下弹性胶垫提供轨道弹性缓冲，相对于有砟轨道单枕弹性差异非常小，有更好的稳定性，因而动态检测数据与静态检测数据有更好的复合性，对比分析便于确定精调方案。

数据分析中还要根据动力学指标(横向加速度、垂向加速度)测试数据分析超限处所分布与轨道检测的不平顺信息之间的对应关系。前方是否有激振点和连续波长相近的多波不平顺，确定偏差或晃车原因，区段性偏差从精调方案上重点消除。

制定精调方案并计算调整配件用量。由于车辆速度高，对应自振频率的轨道不平顺波长较长，制定精调方案时应根据静态检测线型图本着“先整体后局部”的原则先进行室内模拟调整，主要满足平顺性要求。因无砟轨道铺设精度高的特点，轨道高程及平面调整幅值往往不大，而因轨底边与扣件间隙等原因，整修后线形不会与预想线型完全一致，因此必须遵循“重检慎修”的原则，防止整修后高低、水平、轨距的递变率等指标变差。