论文部分内容阅读
摘要：轨道精调质量直接决定高速列车行驶的安全和舒适，其中静态调整在轨道精调中起着至关重要的作用。本文结合京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥无锡西桥段轨道精调实践经验，主要探讨了轨道静态调整作业标准、轨道精调作业方法和轨道精调影响因素，并提出一些建议和思路。重点是通过数据分析研究了静态调整中调整量的计算问题，提出科学和精确的调整量计算方法。本文将为以后无砟轨道精调施工提供一些有益参考。
关键词：无砟轨道；静态；精调；调整量；扣件；轨检小车
1 概述
1.1 工程概况
京沪高速铁路设计速度350km/h。采用德国博格公司CRTS II型板式无砟轨道，轨道板长6.45m，宽2.55m，厚0.2m，轨枕处设有挡肩，轨枕间距65cm。扣件采用福斯罗300-1型扣件系统，钢轨采用60kg/m。本文工程实例位处丹阳至昆山特大桥无锡西桥段500#～919#墩这一区段的无砟轨道，正桥全长145.5km，静态调整线路长87.5km。此段为全桥最主要的一段。
1.2 轨道精调概述
无砟轨道精调是轨道精度控制的关键环节，无砟轨道精调质量决定高速列车运营的安全性、平顺性和舒适性。无砟轨道精调贯穿了无砟轨道施工全过程，从无砟轨道施工开始到无缝线路铺设后轨道具备高速行车条件为止，总体上可分为无砟轨道施工阶段轨道精调和无缝线路铺设后轨道精调两个阶段。无缝线路铺设完成后，长钢轨应力发散，线路锁定后即可开展轨道精调工作，此阶段轨道精调又可分轨道静态调整和动态调整。
本文重点介绍无缝线路锁定后长钢轨的静态调整，此阶段的静态调整也是整个轨道静态调整最为关键的部分，对轨道的安全性、平顺性和舒适性影响很大。
1.3 轨道静态调整内容
轨道静态调整是在长钢轨应力发散并锁定之后，在联调联试之前根据轨道静态测量数据对轨道进行全面、系统地调整，将轨道几何尺寸调整到允许范围内，对轨道线型进行优化调整，合理控制轨距、水平、轨向、高低等变化率，使轨道静态精度满足高速行车条件。
2 轨道静态调整作业方法
2.1 准备工作
（1）CP III测量：CPIII主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。CPIII采用自由设站边角交会网，控制网精度要求高，基准点的准确直接影响到了静态调整的精度，是调整的基础。轨道精调之前必须对CP III控制点进行全面复测。
（2）线路状态检查确认：检查道床板，清理扣件内部、承轨槽内混凝土残留杂物、灰尘等；检查钢轨，无严重锈蚀、无污染、无低凹、掉快和硬弯等缺陷。钢轨焊缝平顺，顶面0～+0.2mm，工作边0～0.2mm，圆弧面0～0.2mm；检查扣件，安装正确，无缺失少、损坏、污染，且扭矩达到设计标准（250Nm），弹条中部前端下部与轨距块间隙不大于0.5mm，轨底外侧边缘与轨距块间隙不大于0.3mm，轨枕挡肩与轨距块间隙不大于0.3mm；检查垫板，安装正确，无缺失、损坏、偏斜、污染、空吊（间隙不大于0.3mm）。
（3）施工组织准备：根据轨道精调工程量及工期要求，参照轨检小车的工效（绝对测量小车工效800m/h，相对测量小车工效3km/h），确定轨检小车数量并进行标定。
2.2 轨道测量
采用轨检小车对轨道进行逐根轨枕连续测量，此步就是静态调整中极为关键的外业数据的采集，调整量就是根据采集到的外业数据进行优化得出的，外业数据的采集对精调调整起着决定性的作用。测量前，应将CP III控制点坐标及设计线形参数文件导入轨检小车。全站仪设站精度应满足要求，并采用0级道尺对轨检小车进行现场标定。
区间轨道测量应连续分站测量，每站测量距离不超过70m，测量过程中轨检小车应逐渐靠近全站仪，最近不小于5m。转站测量时，两次测量应有一定的交叠区域，一般不少于一块轨道板的距离（即10根轨枕）。相邻精调作业区间应至少重叠一站。
2.3 调整量计算
（1）分析数据，确定调整区段。利用PVP软件对轨道线型及精度分区段进行综合分析和评价，生产各参数波形图，确定需要调整的区段。应重点关注周期性多波不平顺，特点是轨向的连续多波不平顺应重点分析，平面线型调整见图1，高程线型调整见图2。
（2）模拟调整方案，计算调整量。应先采取“先整体、后局部”的原则，根据采集的外业数据生成的波形，以“削峰填谷”的方式确定总体调整方案，控制调整量。再进行局部调整，对模拟调整后波形图进一步检查和优化，将轨道几何参数均调整到允许范围之内，确保直线顺直，曲线圆顺，过渡顺畅。
具体的模拟调整方案为以下几点：
①轨向调整，应先选定一股钢轨为基准轨，对基准轨轨向进行精确调整，短波（5m/30m）2mm合格率100%，1mm合格率不小于96%；长波（150m/300m）10mm合格率100%；线型平顺，无突变，无周期性小幅震荡。
②轨距调整，固定基准股钢轨，调整另一股钢轨。轨距调整精调为-1mm～0.5mm合格率100%；轨距变化率不大于1/30000，即相邻轨枕之间轨距变化应控制在0.2～0.3mm。
③高低调整，应先选定一股钢轨为基准轨，对基准轨高低进行精确调整，短波（5m/30m）2mm合格率100%，1mm合格率不小于96%；长波（150m/300m）10mm合格率100%；线型平顺，无突变，无周期性小幅震荡。
④水平调整，固定基准股钢轨，调整另一股钢轨高低。调整精度为2mm合格率100%，1mm合格率96%；水平变化率，相邻轨枕不大于0.3mm，间隔3根轨枕不大于1mm。
⑤调整轨面高程及轨道中线变化率，相邻轨枕不大于0.6mm。
（3）最后根据模拟调整方案，确定调整部位和扣件规格，形成调整量表，见表2。根据调整量表准确统计各类调整件数量和规格，并预留一定余量，用于现场调整。 2.4 轨道调整
根据模拟调整生成的调整量表，准确找出需要更换扣件的承轨台位置，按承轨台编号找出位置，并加以复核，复核的方法有道尺法和弦绳测量法。道尺是测量铁路线两股钢轨间的轨距、水平度及超高等参数的专用电子测量器具。弦绳测量是一种系统测量轨道平整度的测量方式，它采用直尺与弦绳相结合，假定两相等的高程点，以这两点为起终点拉弦绳作为轨道的参考线，用直尺等距离测量钢轨到参考线的距离以确定钢轨平整度的测量方法。
根据调整量表，对调整地段进行现场标识，严格按照规定的原则和顺序对轨向、轨距、高低、水平进行调整。对基准轨利用弦线进行核对，将正确的轨向调整量标识于挡肩上，高低调整量标识于轨顶上，依据核查后的轨向和高低调整量，确认跟换扣件规格，调整完毕后用弦线核查。
对非基准轨用道尺对轨距和水平调整量进行核对后，将正确的轨距调整量标识于挡肩上，水平调整量标识于轨顶上，依据核查后的轨距和水平调整量，确认更换扣件规格，调整完毕后用道尺检查。更换扣件时，每次连续松开不宜超过6个扣件。两股轨道调整完毕后，记录现场实际调整件的部位、规格和数量，建立台账。
2.5 轨道复测
轨道静态调整完成后，应采用绝对轨检小车逐根轨枕连续复测，复测数据不满足精度要求的地段应重新调整。
3 影响轨道精调的主要因素
3.1 影响轨道精调的主要因素
（1）无砟轨道施工过程控制不严，导致施工精度不高。
（2）轨道静态测量数据不准确、不真实、不全面。
（3）扣件缺陷。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。
（4）焊缝打磨精度不高。
（5）缓直、直缓点处精度不高。
（6）调整方法不当。
（7）静态调整标准偏低。
4 结论
（1）轨道精调测量数据是轨道静态调整的主要依据，必须真实、准确、可靠，否则将导致多次反复调整；轨道静态调整模拟方案的制定，存在多样性，方案的优化必须要合理，各项指标合格率必须满足规范要求。确保轨道精调质量，同时可以减少调整扣件的使用量。目前轨道精调软件还不能自动生成调整模拟方案，建议在精调软件开发上有所创新，能够自动生成最优调整模拟方案，提高轨道精调质量，减少调整扣件使用量。
（2）轨道精调是一项漫长且复杂的工程。轨道静态调整，直线段一般调整两遍，曲线段一般调整三遍，局部可能需多次反复调整，才能使钢轨几何状态达到平顺性要求并满足行车安全性和舒适性。
（3）本文中采用的静态调整方法结果显示效果非常好，说明此种改良的新型静态调整方案具有推广使用的价值。
参考文献：
[1] 魏晖，朱洪涛，万坚.绝对测量在无砟轨道的轨向控制中的精度分析[J].铁道工程学报，2012.
[2] 全顺喜，王平，陈嵘.无砟轨道高低和方向不平顺计算方法研究[J].铁道学报，2012.
[3] 刘晓野，夏铭.沪杭高速铁路CRTSⅡ型轨道板精调施工技术研究[J].铁道标准设计，2011.
[4] 王志坚，刘彬.武广铁路客运专线无砟轨道精调关键技术[J].铁道建筑，2010.
关键词：无砟轨道；静态；精调；调整量；扣件；轨检小车
1 概述
1.1 工程概况
京沪高速铁路设计速度350km/h。采用德国博格公司CRTS II型板式无砟轨道，轨道板长6.45m，宽2.55m，厚0.2m，轨枕处设有挡肩，轨枕间距65cm。扣件采用福斯罗300-1型扣件系统，钢轨采用60kg/m。本文工程实例位处丹阳至昆山特大桥无锡西桥段500#～919#墩这一区段的无砟轨道，正桥全长145.5km，静态调整线路长87.5km。此段为全桥最主要的一段。
1.2 轨道精调概述
无砟轨道精调是轨道精度控制的关键环节，无砟轨道精调质量决定高速列车运营的安全性、平顺性和舒适性。无砟轨道精调贯穿了无砟轨道施工全过程，从无砟轨道施工开始到无缝线路铺设后轨道具备高速行车条件为止，总体上可分为无砟轨道施工阶段轨道精调和无缝线路铺设后轨道精调两个阶段。无缝线路铺设完成后，长钢轨应力发散，线路锁定后即可开展轨道精调工作，此阶段轨道精调又可分轨道静态调整和动态调整。
本文重点介绍无缝线路锁定后长钢轨的静态调整，此阶段的静态调整也是整个轨道静态调整最为关键的部分，对轨道的安全性、平顺性和舒适性影响很大。
1.3 轨道静态调整内容
轨道静态调整是在长钢轨应力发散并锁定之后，在联调联试之前根据轨道静态测量数据对轨道进行全面、系统地调整，将轨道几何尺寸调整到允许范围内，对轨道线型进行优化调整，合理控制轨距、水平、轨向、高低等变化率，使轨道静态精度满足高速行车条件。
2 轨道静态调整作业方法
2.1 准备工作
（1）CP III测量：CPIII主要为轨道铺设和运营维护提供控制基准。CPIII采用自由设站边角交会网，控制网精度要求高，基准点的准确直接影响到了静态调整的精度，是调整的基础。轨道精调之前必须对CP III控制点进行全面复测。
（2）线路状态检查确认：检查道床板，清理扣件内部、承轨槽内混凝土残留杂物、灰尘等；检查钢轨，无严重锈蚀、无污染、无低凹、掉快和硬弯等缺陷。钢轨焊缝平顺，顶面0～+0.2mm，工作边0～0.2mm，圆弧面0～0.2mm；检查扣件，安装正确，无缺失少、损坏、污染，且扭矩达到设计标准（250Nm），弹条中部前端下部与轨距块间隙不大于0.5mm，轨底外侧边缘与轨距块间隙不大于0.3mm，轨枕挡肩与轨距块间隙不大于0.3mm；检查垫板，安装正确，无缺失、损坏、偏斜、污染、空吊（间隙不大于0.3mm）。
（3）施工组织准备：根据轨道精调工程量及工期要求，参照轨检小车的工效（绝对测量小车工效800m/h，相对测量小车工效3km/h），确定轨检小车数量并进行标定。
2.2 轨道测量
采用轨检小车对轨道进行逐根轨枕连续测量，此步就是静态调整中极为关键的外业数据的采集，调整量就是根据采集到的外业数据进行优化得出的，外业数据的采集对精调调整起着决定性的作用。测量前，应将CP III控制点坐标及设计线形参数文件导入轨检小车。全站仪设站精度应满足要求，并采用0级道尺对轨检小车进行现场标定。
区间轨道测量应连续分站测量，每站测量距离不超过70m，测量过程中轨检小车应逐渐靠近全站仪，最近不小于5m。转站测量时，两次测量应有一定的交叠区域，一般不少于一块轨道板的距离（即10根轨枕）。相邻精调作业区间应至少重叠一站。
2.3 调整量计算
（1）分析数据，确定调整区段。利用PVP软件对轨道线型及精度分区段进行综合分析和评价，生产各参数波形图，确定需要调整的区段。应重点关注周期性多波不平顺，特点是轨向的连续多波不平顺应重点分析，平面线型调整见图1，高程线型调整见图2。
（2）模拟调整方案，计算调整量。应先采取“先整体、后局部”的原则，根据采集的外业数据生成的波形，以“削峰填谷”的方式确定总体调整方案，控制调整量。再进行局部调整，对模拟调整后波形图进一步检查和优化，将轨道几何参数均调整到允许范围之内，确保直线顺直，曲线圆顺，过渡顺畅。
具体的模拟调整方案为以下几点：
①轨向调整，应先选定一股钢轨为基准轨，对基准轨轨向进行精确调整，短波（5m/30m）2mm合格率100%，1mm合格率不小于96%；长波（150m/300m）10mm合格率100%；线型平顺，无突变，无周期性小幅震荡。
②轨距调整，固定基准股钢轨，调整另一股钢轨。轨距调整精调为-1mm～0.5mm合格率100%；轨距变化率不大于1/30000，即相邻轨枕之间轨距变化应控制在0.2～0.3mm。
③高低调整，应先选定一股钢轨为基准轨，对基准轨高低进行精确调整，短波（5m/30m）2mm合格率100%，1mm合格率不小于96%；长波（150m/300m）10mm合格率100%；线型平顺，无突变，无周期性小幅震荡。
④水平调整，固定基准股钢轨，调整另一股钢轨高低。调整精度为2mm合格率100%，1mm合格率96%；水平变化率，相邻轨枕不大于0.3mm，间隔3根轨枕不大于1mm。
⑤调整轨面高程及轨道中线变化率，相邻轨枕不大于0.6mm。
（3）最后根据模拟调整方案，确定调整部位和扣件规格，形成调整量表，见表2。根据调整量表准确统计各类调整件数量和规格，并预留一定余量，用于现场调整。 2.4 轨道调整
根据模拟调整生成的调整量表，准确找出需要更换扣件的承轨台位置，按承轨台编号找出位置，并加以复核，复核的方法有道尺法和弦绳测量法。道尺是测量铁路线两股钢轨间的轨距、水平度及超高等参数的专用电子测量器具。弦绳测量是一种系统测量轨道平整度的测量方式，它采用直尺与弦绳相结合，假定两相等的高程点，以这两点为起终点拉弦绳作为轨道的参考线，用直尺等距离测量钢轨到参考线的距离以确定钢轨平整度的测量方法。
根据调整量表，对调整地段进行现场标识，严格按照规定的原则和顺序对轨向、轨距、高低、水平进行调整。对基准轨利用弦线进行核对，将正确的轨向调整量标识于挡肩上，高低调整量标识于轨顶上，依据核查后的轨向和高低调整量，确认跟换扣件规格，调整完毕后用弦线核查。
对非基准轨用道尺对轨距和水平调整量进行核对后，将正确的轨距调整量标识于挡肩上，水平调整量标识于轨顶上，依据核查后的轨距和水平调整量，确认更换扣件规格，调整完毕后用道尺检查。更换扣件时，每次连续松开不宜超过6个扣件。两股轨道调整完毕后，记录现场实际调整件的部位、规格和数量，建立台账。
2.5 轨道复测
轨道静态调整完成后，应采用绝对轨检小车逐根轨枕连续复测，复测数据不满足精度要求的地段应重新调整。
3 影响轨道精调的主要因素
3.1 影响轨道精调的主要因素
（1）无砟轨道施工过程控制不严，导致施工精度不高。
（2）轨道静态测量数据不准确、不真实、不全面。
（3）扣件缺陷。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。
（4）焊缝打磨精度不高。
（5）缓直、直缓点处精度不高。
（6）调整方法不当。
（7）静态调整标准偏低。
4 结论
（1）轨道精调测量数据是轨道静态调整的主要依据，必须真实、准确、可靠，否则将导致多次反复调整；轨道静态调整模拟方案的制定，存在多样性，方案的优化必须要合理，各项指标合格率必须满足规范要求。确保轨道精调质量，同时可以减少调整扣件的使用量。目前轨道精调软件还不能自动生成调整模拟方案，建议在精调软件开发上有所创新，能够自动生成最优调整模拟方案，提高轨道精调质量，减少调整扣件使用量。
（2）轨道精调是一项漫长且复杂的工程。轨道静态调整，直线段一般调整两遍，曲线段一般调整三遍，局部可能需多次反复调整，才能使钢轨几何状态达到平顺性要求并满足行车安全性和舒适性。
（3）本文中采用的静态调整方法结果显示效果非常好，说明此种改良的新型静态调整方案具有推广使用的价值。
参考文献：
[1] 魏晖，朱洪涛，万坚.绝对测量在无砟轨道的轨向控制中的精度分析[J].铁道工程学报，2012.
[2] 全顺喜，王平，陈嵘.无砟轨道高低和方向不平顺计算方法研究[J].铁道学报，2012.
[3] 刘晓野，夏铭.沪杭高速铁路CRTSⅡ型轨道板精调施工技术研究[J].铁道标准设计，2011.
[4] 王志坚，刘彬.武广铁路客运专线无砟轨道精调关键技术[J].铁道建筑，2010.