新建高速铁路有砟轨道线路平顺性控制技术讨论

赵明

【摘要】近年来，在铁路基础设施不断建设背景下，我国铁路网覆盖面积越来越广泛，覆盖精度也在不断提升。为了保证我国铁路建设水平，需要对新建高速铁路有砟轨道线路平顺性进行严格控制，为高速铁路列车安全稳定运行奠定坚实基础。在实际研究中需要对新建高速铁路有砟轨道线路平顺性的影响因素进行分析，同时要对轨道线路平顺性控制技术进行全面掌握，以保证线路的平顺性以及运营行车的安全性。这是促进我国高速铁路建设水平不断提升的重要环节。

【关键词】新建高铁;有砟轨道;线路平顺性;控制技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.032

引言：

为了提高铁路线路的平顺性以及稳定性，需要在有砟轨道施工过程中，对有砟轨道线路的具体状态进行全面监测。利用有效的控制措施提高有砟轨道线路的平顺性和稳定性。除此之外，在高速铁路建设技术不断发展过程中，可以根据有砟轨道施工的具体难点开展全寿命周期管理工作，以提高高速铁路有砟轨道建设质量，为我国高速铁路有砟轨道高质量发展奠定基础。

1、影响有砟轨道线路平顺性指标分析

在对有砟轨道线路平顺性进行控制的过程中，需要对有砟轨道线路平顺性指标进行研究。在实际研究中需要从静态指标和动态指标两方面出发进行分析。

1）静态指标。目前对有砟轨道的静态平顺性指标进行分析时，主要从轨距、轨向、高低、水平以及扭曲等不同角度出发进行研究。其中高低和轨向是最主要的研究内容[1]。高低与轨向指的是钢轨纵向高低与方向的偏差。在静态指标验收中，需要对高低、轨向短波与长波进行测量，其中短波测量距离为30m，长波测量距离为5m。除了进行有效测量外，还要对轨向和高低进行计算。但由于轨道板的翘曲变形会导致轨道出现周期性不平顺，因此，获取的计算结果不能准确反映出轨道的不平顺性。在高低计算中，以某工程轨道为主轨道检测点C9（图1），其高低计算公式如下：

公式中表示测点高低校核值，单位为m;表示该测点n的实际矢高与设计矢高的差值，单位为m。在测量过程中需要掌握矢高差值的最大偏差。具体计算公式为：

2）动态指标。轨道动态平顺性指标有轨道几何状态与车辆动力学响应两个内容。动态轨道几何指标与静态平顺性指标相类似，包括轨距、轨向、高低、扭曲等。而动力学响应指标包括轮轨垂向、横向作用力、轮重减载率以及转向架构架和轴箱的横向、垂向加速度等。其中垂向加速度和横向加速度会对乘车的舒适性及安全性产生极大影响，因此是动态平顺性指标调整中的重点内容。

2、 影响有砟轨道线路平顺性的因素

在对有砟炸轨道线路平顺性进行控制过程中，需要对影响有砟轨道线路平顺性的因素进行全面掌握。一般可以从以下角度出发进行分析：

线形设计。在线路平断面、纵断面固定的情况下，列车垂向、横向加速度、振动衰减距离会随着列车速度的不断提高而增加。因此，在线路设计时，必须对线性平顺性进行严格控制。例如在对纵断面进行设计时，一般要设计较长波段，对高铁铁路线路曲线半径进行严格控制，可以加大缓和曲线长度，提高线路的平顺性。

轨道的精调水平。在有砟轨道施工过程中，其达到初步稳定状态后，需要将CPⅢ轨道控制网作为基础，使用惯导小车测量系统完成数据采集，为后续精调作业提供可靠的数据参考。在这一环节中需要批量导入数据信息，完成线路起、拨道工作，使动力稳定车平稳运行。施工人员需要以惯导小车测量轨距偏差，使用数显道尺完成轨距、轨距变化率调整工作。此外，还需要使用轨道几何状态测量仪完成线路几何状态检查工作，确保轨道的几何状态及相关参数与设计要求相符合。轨道精调质量与轨道的平顺性有直接联系。

3）基础沉降变形。在轨道施工后，路基或者桥梁的基础沉降会对轨道的平顺性产生直接影响。而对基础沉降产生影响的因素主要包括人为因素和自然因素。其中自然因素包括地基土层的压缩层厚度、压缩性、渗透性以及地下水位的变化等各种情况。而人为因素指的是在有砟轨道地基处理过程中，施工人员操作不当、技术质量不达标等。

3、有砟轨道线路平顺性控制技术

3.1施工阶段的平顺性控制要点

在有砟轨道线路平顺性控制过程中，需要对施工阶段的平顺性进行严格控制。具体如下：（1）为了保证预铺道砟的密度和高度满足施工要求，需要对道砟摊铺碾压过程中的碾压长度进行严格控制，一般碾压长度在2㎞以下，可以保证有砟轨道刚度的均匀度[2]。（2）为了提高道床初始密实度，在具体施工作业中完成铺轨作业后，需要及时补充道砟，动力稳定车需要运行1～2遍。在分层捣固过程中要进行3～4遍捣固，并按照第2遍起道量在50㎜以下，后续每遍起道量在40mm以下的原则进行分层控制。（3）为了保证线路的稳定性，可以利用重稳措施进行处理，也就是动力稳定车的作业震动频率必须在29Hz以上。桥隧段作业的行走速度控制在1km/h到1.5㎞/h，路基段的控制速度要在控制在1km/h。道砟密實度的量测难度相对较大，在现场施工中可以利用道床刚度测量代替道床密实度测量，主要操作方法是将反力架固定在钢轨上，安装千斤顶和传感器，向轨道增加竖向荷载。再利用测力传感器和数显仪对荷载大小进行测量，获取单股道床的支撑刚度。通过对分层上砟增加稳定变数以及稳定频率后，桥梁、隧道、路基地段的道床支撑刚度都能够满足我国高速铁路轨道工程施工质量要求。在道床达到初期稳定时，道床的支撑刚度必须在70 kN/mm以上[3]。详细施工流程见图2。

3.2精调阶段的平顺性控制要点

在有砟轨道平顺性控制中，需要加强正常阶段的质量管理工作。在有砟轨道精调时，需要先完成轨距精调，之后对线路平顺性、道床稳定性进行调整。主要操作步骤包括以下内容（见图3）：

1）加强准备工作。在准备作业中需要标识测量点，将区间作为单元完成。区间钢轨锁定作业后开展特殊规整抽换作业，并进入到轨道精调阶段。在对轨道进行标识时，需要根据线路贯通里程将1000m、500m、100m、5m里程点利用红油漆在钢轨上标示，确保轨检车每次的测量点与大机作业点相对应。在测量过程中需要利用道尺对每一根轨枕对应的轨距进行检测，还要利用轨检小车完成线路线型测量作业。通过科学评估后，利用控制网对测量成果进行复核，对已经标示完成的控制点进行逐点测量，并对现场轨道线性进行准确采集。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

2）轨距调整作业。在精调过程中需要完成轨距调整工作，其主要是对检测的轨距数据进行分析，可以将三根轨枕作为一个单元，逐根向前推进对轨距进行调整时，必须要对轨距变化率进行综合考虑。轨距调整主要是调整扣件轨距板块不同型号安装位置达到调整目的。在实际调整过程中，需要根据具体情况确定调整方案。在轨距调整之前，不需要补充道床道砟，要保证承轨台外漏，防止补充道砟后掩埋空间对构件产生负面影响。除此之外，轨距调整是贯穿在轨道精调过程中的，特别是对一些特殊部位要进行重复调整，才能够确保其满足质量要求。

3）线形测量要求。需利用有效线形测量为整个精调质量奠定基础。在线形测量时，测站长度在150m以下，搭接的横向精度与垂向精度都不能超过7mm，轨距在0.5mm以下，搭接长度在6.4m以下。

4）大机捣固作业。通常情况下，先要完成线路找平工作，理顺消除线路上存在的凹坑和明显折线，之后整体抬升道床到设计位置。在对轨道线型和道床稳定性进行调整时，一般包括找平与双捣，第二、三次抬升线路，整体消除凹坑，保证线路的平顺度，使水平方向能够达到验收要求。每次要利用单捣方式进行操作。第四次主要是对轨检车检测的三角坑、行车有明显晃动的地方进行精准调整。除此之外，在局部区域还要根据实际情况增加捣固次数，以提高线路的平顺性和舒适性。在精调操作中完成补充道砟和道床整形。线路轨距调整作业完成后，需要根据具体测量方案对不同段落的起道量进行确定，并且要开展针对性的补充道砟作业。通常情况下，要将线路作为中心，宽度在3.6m范围内，道砟与承轨台齐平[4]。

结语：

在有砟轨道施工过程中，要利用不同控制措施保证道床的稳定性，这是确保高速铁路行车安全和舒适度的重要因素。在施工过程中，这一部分的控制难度相对较大，在实际管理过程中，需要对影响道床稳定性和线路平顺性的相关因素进行全面掌握，通过多次工艺进行验证，确定道砟、补充道床、起道捣固等关键点的技术要求和标准，以保证施工效率和施工质量。

參考文献：

[1]张卫周.新建高速铁路有砟轨道精调施工技术分析[J].智能城市，2020，6（6）：152-153.

[2]梁勇.高速铁路有砟轨道线路清筛安全风险防控[J].铁道运营技术，2019，25（3）：4-5.

[3]孟永福.高速铁路长轨精调技术控制[J].佳木斯教育学院学报，2019（3）：226-227.

[4]李文波.250km/h高速铁路有砟轨道施工技术研究[J].铁道建筑技术，2019（7）：118-120.9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3