高速铁路高速道岔精调工艺探讨
2011-10-18贾印满
贾印满
(中铁三局集团公司线桥工程分公司,河北 三河 065201)
1 高速道岔精调标准
高速道岔施工阶段精调因轨道结构不同有不同的方法和要求,无缝线路铺设后的精调方法和标准对于各种高速道岔而言则是完全一致的。高速道岔精调的总体要求是道岔具备通过350 km/h高速动车组条件,并具有高安全性、高平顺性和高舒适度。
1.1 高速道岔静态精调标准
见表1。
表1 高速道岔(直向)静态精调标准
1.2 高速道岔动态精调标准
(1)添乘时,动车组经过高速道岔区无明显晃车现象。
(2)道岔区轨道动态检测波形平顺,无突变、无周期性多波不平顺。
(3)轨道质量指数TQI值不宜大于3.6,单项指标不宜大于0.5。
(4)道岔区轨道动力学检测无超标处所。
(5)轨道动态检测无I级及以上偏差。
2 高速道岔静态精调
高速道岔静态精调流程包括准备工作、道岔精确测量、调整时计算、现场标示、道岔现场调整。
2.1 准备工作
高速道岔静态精调准备工作有对道岔精调人员进行精调工艺、程序、标准的专业培训,使参与道岔精调人员全面掌握相关要求。对CPⅢ控制点进行全面复测,复测结果满足规范要求。根据精调工作量和工期要求合理配备轨检小车,以满足现场测量和精调的需要。根据道岔结构类型和设备数量,提前配备相应数量的道岔精调件。
高速道岔精调前应提前进行现场检查确认:①钢轨表面清洁、无低塌、无掉块、无硬弯等缺陷;②扣件安装应正确,无损坏、无污染,扭力矩达到设计标准,弹条前端中舌与钢轨间隙不大于0.5 mm(0.1~0.5 mm),钢轨与外侧挡肩间隙小于0.3 mm;③尖轨与基本轨、心轨与基本轨间密贴,间隙小于0.5 mm;④钢轨轨底垫板应安装正确,无缺少、无损坏、无偏斜、无污染、无空吊。
2.2 道岔精确测量
采用轨检小车对高速道岔进行逐根轨枕连续测量,全站仪设站精度应满足要求,并对仪器进行校核。测量时,每站测量长度不宜大于60 m,小车与全站仪最小距离不宜小于5 m,两次测量搭接长度不少于10根轨枕,与两端线路搭接长度不少于35 m。最终调整前,道岔直股应与两端各不少于200 m正线一并测量,以控制道岔整体平顺性,应特别控制300 m长波和30~150 m中长波的不平顺。
2.3 调整量计算
(1)根据测量数据,对轨道线型和精度进行综合分析评价,确定需要调整的位置。重点关注周期性的多波不平顺,特别是轨向的连续多波不平顺更应重点分析。
(2)调整量计算应按“先整体,后局部”的原则进行,整体精度就是控制好轨道平面和高程的线型,应平顺无周期性起伏,30~300 m中长波平顺性满足要求;局部精度指轨道的各项几何尺寸满足要求。可采用精调软件进行分析,计算出调整量,将轨道各项几何尺寸全部调整到允许范围之内,并对轨道线型进行优化。对计算调整量进行核对优化后形成调整量表,根据调整量表准确统计各类调整件需求数量,并预留一定富余量。
2.4 道岔调整
2.4.1 道岔调整方法
根据已计算好的调整量表,对计划调整地段在现场进行标记,严格按照确定的原则和顺序对轨向、轨距、高低、水平进行调整。轨向、轨距调整(轨道平面调整),根据道岔类型,通过偏心锥来实现;高低、水平调整(轨面高程调整),通过更换调高垫板来实现。
2.4.1.1 道岔精调的原则
道岔精调作业应遵循“先方向,后水平;先直股,后曲股;先整体,后局部”的原则。
2.4.1.2 轨向调整
轨向调整以尖轨为基准轨,直股基准轨为直尖轨,曲股基准轨为曲尖轨。对基准轨方向进行精确调整,要求线型平顺,无突变,无周期性不幅振荡。
2.4.1.3 轨距调整
轨距调整通过固定基准轨,调整另一股钢轨来实现,轨距调整要求合格率为100%,且轨距变化率不得大于1/1500,即相邻轨枕之间轨距变化应控制在0.3~0.5 mm。
2.4.1.4 高低调整
高低调整以在基本轨为高低基准轨,直股以直基本轨为高低基准轨,曲股以曲基本轨为高低基准轨。对基准轨高低进行精调,要求线型平顺,无突变、无周期性不幅振荡。
2.4.1.5 水平调整
水平调整通过固定基准轨,调整另一股钢轨高低,校核水平精度来实现,水平变化率,相邻轨枕不大于0.6 mm,间隔3根轨枕不大于2 mm。
道岔精调过程中,连续松开扣件数量原则上不超过5个。调整完毕后,全部拧紧扣件螺栓,扭力矩达到设计标准。回收更换下来的调整件,按照规格型号分类存放,并根据现场实际调整情况形成调整件使用情况表。
2.4.2 道岔调整步骤
第一次精调应遵循以下步骤:
(1)按照调整量优先调整道岔直基本轨的岔前缝及与导轨相连的位置,为道岔转辙器调整确定基本方向。
(2)沿道岔直基本轨外侧在转辙器全长范围张拉30 m以上的钢弦线,使用钢板尺检查扣件螺栓处弦线距FAKOP区接槽的距离,对偏差大于1 mm的点通过更换偏心锥的方式予以调整。
(3)对照设计图,用支距尺检查曲基本轨与直基本轨间距,对偏差大于1 mm的点通过更换偏心锥的方式调整曲基本轨轨向。
(4)用塞尺检查曲尖轨与直基本轨、直尖轨与曲基本轨间隔铁间隙,对间隙大于1 mm的点进行调整。
(5)用轨距尺或轨道几何状态测量仪检查转辙器区段直向轨距,对偏差超过1 mm的通过更换偏心锥的方式调整曲基本轨及直尖轨轨向。
(6)30m弦线向岔后方向平移,2次张线时搭接区不应小于10m,用钢板尺检查扣件螺栓处弦线距导轨外侧的距离,对偏差大于1mm的点通过更换偏心锥的方式予以调整。
(7)以直向轨距控制尖轨后导轨方向的调整,以支距控制曲向尖轨后导轨轨向的调整,以曲向轨距控制曲向基本轨后导轨轨向的调整。
(8)辙叉区原则上不作调整。
(9)直向调整完成后,同时完成道岔前10 m及道岔后30 m线路轨向的调整。
(10)直向调整完成后,将道岔尖轨、心轨转到曲向位置。
(11)以轨距控制辙叉区段曲向基本轨后导轨轨向的调整。
(12)调整完成后,用轨检小车复测道岔轨道线型数据,并评估和计算新的线型调整量。
第二次精调应遵循以下步骤:
(1)对照调整量清单,按直接更换偏心锥的方式完成拟定的轨距、轨向超差点调整,通过30 m弦线、支距尺和轨距尺检查调整效果。
(2)每调整完成1次,用轨道几何状态测量仪复测道岔轨道线型数据,重新评估和计算线型调整量,再重新调整和复测,重复以上过程直到评估结果显示道岔轨距、轨向合格。
(3)高程调整时,以尖轨侧向为基准轨,对照调整量清单直接更换调高垫板,以水平变化值控制调整量,用电子道尺复测调整效果,不合格处重复调整及复测,再以水平控制另一股钢轨高程的调整。
3 高速道岔动态精调
3.1 轨道检测资料分析
轨道检测车检测报告包括轨道I~Ⅳ级超限报告表、公里小结报告表、区段总结报告表、TQI等。分析道岔区轨道检测波形图,根据轨道I~Ⅳ级超限报告表在波形图中确定准确里程范围,重点分析长波不平顺、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。轨道动力学检测报告重点分析力学指标超限处所分存情况,与轨道检测的不平顺信息之间是否存在对应关系,与前阶检测是否重复出现等,分析明显感觉晃车处所与轨道检测波形图中的不平顺信息之间的相互关系。根据以上综合分析,制订现场核对检查计划。
3.2 现场核对检查及调整
根据经验可以把道岔区轨道不平顺分为局部不平顺和区段整体不平顺两大类。道岔区轨道局部不平顺是指轨道存在局部缺陷,轨道区段整体不平顺是指轨道在某个区段内整体平顺性不良,轨道各项几何参数均存在不同程度偏差。
3.2.1 局部不平顺现场调整
道岔区轨道局部不平顺主要包括:
(1)轨道检测报告中I~Ⅳ级偏差。
(2)轨道检测波形图中突变点。
(3)动力学检测指标超限点。
(4)动车添乘明显晃车处所。
波长20 m以下不平顺,如三角坑、水平、轨距、高低、轨向的短波不平顺等,采用道尺、弦线、1 m直钢尺、塞尺等传统测量工具进行检查确认后调整。
波长20 m及以上不平顺应采用轨检小车测量后,进行重点和针对性调整。
3.2.2 区段整体不平顺调整
轨道区段整体不平顺主要包括:
(1)轨道质量指数TQI明显偏大区段。
(2)轨道检测几何尺寸成区段多点接近或达到I级偏差。
(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。
轨道整体不平顺调整必须采用轨道小车进行全面测量,根据测量情况对轨道进行系统、全面的调整。
4 影响高速道岔精调的主要因素
4.1 影响高速道岔精调的主要因素
(1)高速道岔施工过程控制不严,导致轨道施工精度不高。轨道静态测量数据不准确、不真实、不全面。
(2)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。
(3)顶铁与尖轨、心轨轨腰不密贴,尖轨、心轨轨底与滑床板不密贴,尖轨与基本轨不密贴,心轨与翼轨不密贴。
(4)钢轨焊接接头打磨精度不高。
(5)道岔精调方法不当。
(6)道岔静态精调标准偏低。
(7)动态精调时对检测资料分析不全面、现场查找不准确、调整不到位。
4.2 提高高速道岔精度的主要措施
(1)加强无砟施工过程控制,严格按照工艺流程组织施工,确保无砟轨道施工精度。无砟轨道施工是高速道岔精度的基础。无砟轨道施工精度对后期的高速道岔精调影响较大,施工精度高,则精调工作量小,调整件用量少,容易获得较高的精度;反之,则精调工作量大,调整件用量多,难以达到较高的精度。
(2)高度重视高速道岔测量工作,确保测量数据真实可靠。测量仪器必须满足精度要求;测量人员必须经过专业培训;测量方法、设站精度等必须科学合理;轨道必须处于良好状态,特别是钢轨、扣件必须完好。
(3)加强对扣件的全过程管理。轨道静态调整之前,应对钢轨、扣件状态进行全面检查确认后方可进行测量和调整,否则测量的数据不真实,调整的精度是不可靠的。精调完成后,必须对扣件状态进行复查。
(4)提高焊缝打磨精度。钢轨焊接后,应及时对焊缝进行打磨,打磨精度必须满足规定要求。高速道岔精调前,应对所有焊缝进行全面检查,不合格接头必须重新处理。
(5)应按照确定的精调工艺调整,避免反复调整。
(6)高速道岔静态调整精度应全面满足要求,以高精度的静态轨道几何形位,保证动态行车的平稳性和舒适度。
(7)安排专业人员对动态轨检情况(轨检车资料、动力学检测报、添乘晃车信息)和静态测量数据进行综合分析,制定有针对性的调整方案,力争用最小的调整量达到最佳效果。