上海磁浮示范运营线线形动态检测数据的分析和应用

王悦婷

(上海磁浮交通发展有限公司,201204,上海∥工程师)



上海磁浮示范运营线线形动态检测数据的分析和应用

王悦婷

(上海磁浮交通发展有限公司,201204,上海∥工程师)

上海磁浮示范运营线线形动态检测设备的数据中,线路长波偏差能反映整条线路轨道的长波偏差情况。详细阐述了应用线路长波偏差分析线路状态,进行跟踪、制定线路维护方案的原则及方法。以上海磁浮示范运营线为例,对线路维护方案的效果进行了验证。验证结果表明,根据动态监测的长波偏差进行线路维护是可行的。

上海磁浮示范运营线; 线形; 动态检测; 数据分析和应用

Author′s address Shanghai Maglev Transportation Development Co.,Ltd., 201204,Shanghai,China

随着城市轨道交通的发展,便捷、经济的车载动态线路检测设备已成为线路检测发展的新趋势[1]。近年来,上海磁浮示范运营线也逐步采用动态线路检测设备对线形进行检测、跟踪、管理和维护[2-3],不但节约了工作成本,还提高了工作效率。

上海磁浮示范运营线线形动态检测设备测量数据包括长波偏差和局部偏差。长波偏差包括支墩的沉降及倾斜,主要反映磁浮线路的平顺性和乘坐的舒适性。局部偏差包括梁端偏差和折角,主要反映线路的安全性。其中,梁端偏差和折角要求不能超过设计指标。本文主要介绍在磁浮线路管理和维护中,长波偏差数据在线形跟踪、维护和管理上的应用。

上海磁浮示范运营线线形动态检测系统通过硬件设备来采集轨道左右侧悬浮加速度、悬浮气隙、导向加速度、导向气隙和速度信号,通过分析软件计算获得线路长波偏差和支墩位置长波偏差。其中,线路长波偏差能反映整条轨道的长波偏差情况,而支墩位置长波偏差则只反映支墩位置的长波偏差。在上海磁浮示范运营线的线路维护中,支墩位置长波偏差比线路长波偏差更有意义。这是因为通过拟合支墩位置的长波偏差得到的拟合值与实际值差值是指导线路维护的重要依据。

1 全线状态分析

通过分析全线长波偏差的分布,可掌握上海磁浮示范运营线全线长波偏差的范围、最大值及最大值所在的支墩位置。

1.1 长波偏差分布

全线参与统计的支墩共计2 114个。如以向右偏差为正,则对支墩位置长波偏差结果进行分析,可得到导向面和悬浮面的分布情况(如图1、图2所示)。

图1 上海磁浮示范运营线导向面长波偏差分布

从图1 可以看出,导向面支墩位置的长波偏差值集中于-6～6 mm,处于该范围的支墩共计2 100个,占总数的99.3%。悬浮面支墩位置的长波偏差值集中于-4～4 mm,处于该范围的支墩共计2 099个,占总数的99.3%。

图2 上海磁浮示范运营线悬浮面长波偏差分布

1.2 长波偏差最大值

根据长波偏差结果,导向面长波偏差最大值为8.927 mm,悬浮面长波偏差最大值为4.765 mm。

据此可拟定导向面长波偏差的限值为6 mm,悬浮面长波偏差的限值为4 mm。超出限值的支墩位置将一直处于长期监测观察范围中,最终将通过调梁手段使其达到理想状态。

通过上述分析,得知了上海磁浮示范运营线全线长波偏差的最值和对应支墩位置,可为线路维护和管理提供指导。

2 长波偏差变化跟踪

根据长波偏差结果比较全线各个支墩位置长波偏差值,可得到支墩位置长波偏差结果的对比图线。图3为2014～2016年的上海磁浮轨道右侧导向面长波偏差,以此为例分析长波偏差变化情况。

图3 2014—2016年上海磁浮示范运营线轨道右侧导向面长波偏差

由图3可见,P0420、P0424及P0428支墩的导向面长波偏差发生了较大变化。追踪历史资料并分析可以发现,P0420支墩的长波变化是由2015年线路调整线形引起的,其实测数值在正常范围内。P0424和P0428支墩第一次长波偏差变化是由2014年和2015年的周边施工导致的轨道偏差而引起的;第二次此两处位置长波偏差变化则是由2016年线形调整维护引起的。且实测数值在正常范围内。

通过上述分析可知,通过对比长波偏差变化曲线可得到长波偏差变化位置。结合相关资料即可查找线路变化原因,便于线路进一步维护和管理。

3 基于长波偏差结果的线路维护

3.1 确定支座调整量,制定维护方案

基于上海磁浮示范运营线线形动态检测数据分析可确定支座调整量、制定维护方案。由于磁浮线路长波偏差仅针对轨道功能面而言,因而线路维护主要通过调整轨道梁支座来实现。首先,分析线路长波偏差结果,得到轨道导向面、左侧悬浮面和右侧悬浮面的调整量;然后,将功能面的调整量转换为相应的支座的调整量。上海磁浮示范运营线部分典型支座调整量如表1所示。

表1 上海磁浮示范运营线部分典型支座调整量

3.2 验证维护效果

以表1中的P0100、P0210支墩为例进行线路维护效果验证。首先,分别计算支墩位置在维护前的长波数据;然后,计算得到需调整的偏差量(见表1);最后,对比验证调整后的线形效果。图4～图5为2014年9月(线形调整前)及2015年8月(线形调整后) P0100支墩附近导向面,P0210支墩附近悬浮面的长波偏差曲线。

图4 P0100支墩附近导向面长波偏差变化

图5 P0210支墩附近悬浮面长波偏差变化

相邻2个支墩间距为1根梁的梁长。从图4～5可以看出,维护后的线路长波偏差比维护前的长波偏差明显减小,而且维护后的线路长波偏差曲线较维护前的长波偏差曲线更加平顺。

通过上述分析可知,支墩位置的长波偏差值不仅可以指导线路维护方案的制定,而且还可验证线路维护的效果。分析验证结果表明,根据动态检测的长波偏差进行线路维护是可行的。

4 结语

通过对上海磁浮示范运营线动态线路检测数据的分析和应用,能实现对线形进行检测、跟踪、管理和维护。这样不但节约了工作成本,还提高了工作效率。根据线路长波偏差曲线和支墩位置长波偏差结果对上海线动态线路数据进行分析。其具体应用表现在以下方面:

(1) 通过分析全线长波偏差的分布,可掌握上海磁浮示范运营线全线长波偏差的范围、最值及最值所在的支墩位置。

(2) 通过分析、跟踪和对比长波偏差数据的变化,可掌握全线线路变化的发生位置和变化程度,便于对全线线路进行管理和维护。

(3) 通过分析长波偏差数值,可编制线路维护方案,并对比验证线路维护效果。已有的验证结果证实,通过动态检测的长波偏差进行线路维护是可行的。

[1] 魏世斌,刘伶萍,赵延峰,等.高速轨道检测系统[J].铁路技术创新,2012(1):123.

[2] 王悦婷.高速磁浮交通线路线形的动态检测[J].城市轨道交通研究,2015(6):123.

[3] 朱志伟,叶丰,袁亦竑,等.高速磁浮上海示范线线形维护实践[C]//国际磁浮委员会.第23届国际磁浮交通学术会议论文集.柏林:国际磁浮委员会,2016.

Analysis and Application of Dynamic Detection Data for Shanghai Maglev Train Alignment

WANG Yueting

In Shanghai Maglev Train alignment dynamic detection data,the line long wave deviation could reflect the wave deviation situation on the whole line.In this paper,the application of line long wave deviation in line status analysis,the principle and method of line tracking and maintenance are described in detail.With Shanghai Maglev Train as the example,the effect of line maintenance plan is verified,and the result shows it is feasible to extend line maintenance by using the dynamic detection data of the line long wave deviation.

Shanghai Maglev Train; alignment; dynamic detection; data analysis and application

U237.94

10.16037/j.1007-869x.2017.06.022

2017-01-11)