時速250km有碴軌道靜態(tài)精調(diào)技術(shù)研究.doc

時速250km有碴軌道靜態(tài)精調(diào)技術(shù)研究 袁壯麗 （中鐵七局集團武漢工程有限公司湖北武漢） 摘要：通過柳南客運專線段有砟軌道靜態(tài)精調(diào)階段的技術(shù)實踐，結(jié)合動檢車檢測結(jié)果分析，對有碴軌道精調(diào)技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究與總結(jié)，提出有碴軌道靜態(tài)精調(diào)方法、原則、目標。 關(guān)鍵詞：有碴軌道；測量；搗固；精調(diào) ：F560.83：50842 有碴軌道無縫線路鋪設完成后，需對軌道靜態(tài)幾何狀態(tài)進行調(diào)整滿足高速鐵路驗收標準要求。早期軌道調(diào)整一般采用大型養(yǎng)路機組整道方式，大機作業(yè)前需對軌道幾何狀態(tài)進行測量，獲得軌道的靜態(tài)幾何尺寸指標。利用水準儀對軌道進行抄平，獲得軌道的起道量；利用全站儀直接測量軌道中線的坐標并與設計坐標對比，計算出軌道撥道量。 隨著鐵路速度的提升與軌道幾何尺寸標準的提高，傳統(tǒng)的軌道調(diào)整方法已經(jīng)很難滿足高速有砟軌道的靜態(tài)幾何尺寸的高要求。因此采用先進的軌道檢測技術(shù)配合機械自動化精確整正作業(yè)是保證高速有砟軌道精調(diào)質(zhì)量的先決條件，軌檢小車可同步提供軌道中線、高程、水平、軌距等幾何尺寸數(shù)據(jù)，型搗固車軌道幾何參數(shù)計算機（）與測量數(shù)據(jù)接口，進行自動化搗固的方法可快速、高效實現(xiàn)軌道靜態(tài)幾何尺寸標準。 技術(shù)標準 根據(jù)高速鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收標準，客運專線有砟軌道精細后的道床幾何尺寸參數(shù)標準見表。 靜態(tài)精調(diào)準備及要求 內(nèi)容包括：無縫線路應力放散鎖定完畢，扣配件補充齊全，扣件扣壓力達標；線路整正軌下膠墊歪斜，補充缺少彈條、軌距塊、膠墊、軌道結(jié)構(gòu)達到零缺陷；道床道砟飽滿、均勻、不得缺碴或余碴，具備大型養(yǎng)路機組精細整道條件；軌道達到初期穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定車進行一至兩遍的全程穩(wěn)定密實；測量人員、軌檢小車、大型養(yǎng)路機組準備到位。 精調(diào)搗固 測量方法與原理 將兩個點連成一條弦線，形成一個測量區(qū)間，這個區(qū)間兩端的對軌道進行絕對位置的控制，兩端之間的軌道使用全站儀，基于全站儀獨立坐標系，進行相對測量。相鄰兩個測量區(qū)間使用個點搭接，所有測量區(qū)間數(shù)據(jù)采集后根據(jù)需要進行數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，獲得軌道各項幾何狀態(tài)參數(shù)指標。 （1）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)準備。測量前在軌檢小車數(shù)據(jù)采集電腦中輸入軌道的設計參數(shù)：平面曲線要素（五大樁的里程、曲線半徑、緩和曲線長、超高）、豎曲線（里程）、控制點數(shù)據(jù)資料。 （2）外業(yè)數(shù)據(jù)采集。包括：現(xiàn)場系統(tǒng)組裝、傳感器校準。數(shù)據(jù)采集小車停在一個點所對應的軌道位置上（見圖）。衛(wèi)星發(fā)射小車停在下一個點后面所對應的軌道位置上。衛(wèi)星發(fā)射小車的全站儀自動調(diào)平后，手動瞄準數(shù)據(jù)采集小車上的棱鏡（見圖）。數(shù)據(jù)采集小車上的控制點測量儀測量第一個點（起點）。向全站儀的方向推行數(shù)據(jù)采集小車，停在下一個點所對應的軌道上，其間動態(tài)采集所有軌道幾何尺寸。數(shù)據(jù)采集小車上的控制點測量儀測量到衛(wèi)星發(fā)射小車停在的前一個點（終點）。全站儀向前推行到下個點后面的m軌道位置上。重復步驟上述步驟，直到采集完所有測量區(qū)間。 （3）數(shù)據(jù)導出。按照、或任意間隔導出格式的數(shù)據(jù)文件（見圖）。 搗固方法與原理 （1）數(shù)據(jù)接口。搗固車里面需要的是基本等距（如每、或任意距離提供起撥道量）的數(shù)值，若在里面輸入的距離不等距會造成電腦無法計算車輛到達的每個點的起撥道量。從起撥道原理上講等距的長度只要在搗固車抄平起道弦長范圍內(nèi)它都能自己計算出每一個搗固循環(huán)所對應的理論起撥道量。在實際施工當中，按照每個起撥道參數(shù)提供給車，搗固車并不能很好地控制搗固后線路的平順性，經(jīng)過不斷的實驗和分析并結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，最終確定每一個起撥道參數(shù)。作業(yè)時搗固車利用測量輪的脈沖信號計算車輛的行走距離，即只要在上指定車輛起始計數(shù)里程，搗固車便能將車輛走到的每個里程對應的起道量經(jīng)過計算后轉(zhuǎn)換為電信號傳輸?shù)狡饟艿老到y(tǒng)里面。采用軌道幾何狀態(tài)測量儀將測量出來的數(shù)據(jù)按每個參數(shù)轉(zhuǎn)換成每個起撥道修正文件和平面直、平面曲線資料，用移動設備拷貝到搗固車軌道幾何參數(shù)計算機（）上，搗固車作業(yè)時直接調(diào)用該數(shù)據(jù)文件。 （2）精調(diào)搗固。搗固車放車后核對本車起道零點、撥道零點，找到即將作業(yè)地段的樁號，并采取人工調(diào)整起撥道量，以不大于順坡，確保車輛到達該點時起撥道量達到應有數(shù)值（基本起道量該點對應里程的理論起道值、撥道修正值該點對應里程的理論撥道值）。設置起車里程為該點對應的里程，將人工給定的起撥道量分別調(diào)整到基本起道量和撥道修正值。開始作業(yè)，并與書面交底核對每個里程點對應的起撥道量。每作業(yè)將上顯示的里程與對應的里程進行核對，若超出根枕木的誤差應重新進行對標檢查（見圖）。 影響因素 有碴軌道靜態(tài)精細調(diào)整后需再次對軌道靜態(tài)幾何尺寸檢測，達到驗標要求。若施工過程中對材料、工藝卡控不到，將導致精調(diào)效果不佳，進而影響靜態(tài)精調(diào)質(zhì)量。根據(jù)柳南客專施工經(jīng)驗，影響精調(diào)效果的主要因素有以下幾方面： （1）道砟原材料質(zhì)量。道砟原材料質(zhì)量包括材質(zhì)、級配粒徑兩大指標，道砟材質(zhì)的達標與否，直接影響道床在大型養(yǎng)路機械在整道過程中的搗固效果。 （2）底砟攤鋪質(zhì)量。底砟攤鋪是鋪軌前第一工序，底砟攤鋪的平整度、密實度直接影響道床初期穩(wěn)定階段及精調(diào)階段的道床穩(wěn)定。 （3）鋼軌扣配件、扣壓力質(zhì)量。軌道采用的扣配件質(zhì)量，扣配件扣壓力的達標與否也是影響大機精調(diào)搗固指標的因素之一。 （4）軌道測量精度。軌道測量數(shù)據(jù)精準直接影響大機精細整道精度。 （5）搗固過程控制。搗固過程的控制是影響精調(diào)質(zhì)量的重要因素。 控制措施 （1）道砟原材料質(zhì)量控制。根據(jù)鐵路碎石道砟標準（）要求，有砟軌道所用道砟質(zhì)量必須符合標準要求，道砟材質(zhì)性能、粒徑級配要求如表、表： （2）底砟攤鋪質(zhì)量控制。底砟攤鋪除滿足道砟原材質(zhì)量要求外，底砟攤鋪厚度宜為，采用機械攤鋪，用壓強不小于的壓路機進行來回碾壓平整密實。道砟碾壓時，道床寬度范圍內(nèi)全部壓實到位，碾壓完畢后要求：道砟面應平整，且軌枕中間部位道砟不得有凸出，底砟密度采用道床密度儀器或灌水法檢測不小于。機械攤鋪要求如下：平地機平砟時宜從線路中心往兩側(cè)進行。根據(jù)砟面高程控制線，將平地機刮平裝置降低至預鋪砟面控制線略高位置，以高出為宜，向前進行刮平作業(yè)。每次刮平橫向接頭應重疊，前后相鄰兩區(qū)段縱向重疊，確保刮平時橫向及縱向高度順接。平地機刮平后的道砟應目視平坦，曲線不得有反超高，需鋪砟面高程宜高出預鋪砟面高程控制線。壓路機作業(yè)速度以為宜，碾壓時由兩邊向中央縱向進退式進行，往返一次為一遍，碾壓三遍。碾壓時，橫向接頭應重疊，前后相鄰兩區(qū)段間縱向重疊。做到壓實均勻，無死角，尤其是線路兩邊應碾壓到位，避免兩側(cè)虛砟堆高。 （3）扣配件扣壓力達標。鋪軌完畢，扣件扣壓力需達到性能要求，當個別扣壓力達不到設計要求時，應檢查扣件是否變形或失效以便及時更換，彈條扣壓力達標后以三點與鋼軌接觸為準，螺栓扭矩達到。 （4）軌道測量精度控制。包括：人員、機具充分準備精調(diào)測量前，需進行人員培訓、設備校檢精準。控制建立復核，軌道控制網(wǎng)采用邊角后方交會的形式進行測設，具體布網(wǎng)形式：點間距左右，線路左右對稱布設，采用自由站點邊角交會法進行觀測（見圖）。控制網(wǎng)精度要求：為了保證網(wǎng)建立高效及準確，方便基樁控制網(wǎng)聯(lián)測，需要對線路控制網(wǎng)進行加密。加密點用圓棱鏡將加密點布設于距線路中心線左右的地方，點間距。觀測時使用接收機，在加密地段的點上和加密的點上以及可以利用進行網(wǎng)觀測的原點（或點）上分別架設接收機，按級網(wǎng)的要求進行靜態(tài)觀測，每個測段應有個點。完成本段觀測后，在下一段的觀測中，搭接兩個本段的點，采用邊連接的方式形成邊聯(lián)網(wǎng)。外業(yè)觀測技術(shù)要求參照高速鐵路測量規(guī)范的相關(guān)條款執(zhí)行。數(shù)據(jù)處理擬采用后處理軟件進行平差處理，控制網(wǎng)精度指標如表。絕對測量精度控制。絕對精度是指利用斷面儀測量控制點，計算出來的軌道絕對偏差與真實偏差的誤差統(tǒng)計值。如不考慮控制點本身的誤差，考慮到斷面儀測距精度為，斷面儀測角精度優(yōu)于秒，小車內(nèi)部幾尺寸精度，假設控制點到軌道的距離為，經(jīng)計算，可以認為平面測量精度優(yōu)于，高程測量精度優(yōu)于。如果控制點存在誤差，將直接影響絕對測量精度，對一站內(nèi)的相對測量精度沒有影響，只是對兩站連接區(qū)段的相對精度有影響。為了提高絕對測量的精度，采集時對線路兩側(cè)的控制點分別進行采集，相互校核，避免粗差得出現(xiàn)。 （5）大型養(yǎng)路機組整道質(zhì)量控制。包括：整道作業(yè)基本要求：有砟軌道鋪軌完畢后需及時進行初步整道，撥順軌向，消除硬彎、反超高、扭曲等。根據(jù)單次起道量補足道砟，軌枕方正、上緊扣件，扣壓力達標。起道作業(yè)：第一、二遍起道量不宜大于，第三、四遍起道量不宜大于。每次起道作業(yè)后及時補充道砟，軌枕頭外側(cè)應有一定數(shù)量的道砟，以保持軌道的穩(wěn)定性。起道作業(yè)時，操作人員應準確輸入起道量，并隨時注意觀察左右起道顯示表與橫向水平表的指針擺動狀態(tài)，保持對起道抄平數(shù)值的一致性。撥道作業(yè)：一次撥道量不宜大于。手動控制作業(yè)時，輸入撥道量應準確，保證對撥道作業(yè)控制調(diào)整的一致性，直線地段宜采用激光準直系統(tǒng)進行撥道。搗固作業(yè)：第一次搗固前，保證枕下道砟厚度不小于，否則不宜進行搗固作業(yè)。起道量以上時，宜選擇雙搗作業(yè)；起道量以下時，宜選擇單搗作業(yè)。動力穩(wěn)定作業(yè)：每層道床起道、搗固后，進行次動力穩(wěn)定作業(yè)，動力穩(wěn)定車在橋上不得開始起振，也不宜結(jié)束穩(wěn)定作業(yè)。從路基向橋上進行穩(wěn)定時，應在橋前范圍內(nèi)把豎向荷載逐漸降低，并在下橋后范圍內(nèi)恢復，且在橋上穩(wěn)定時應避開橋梁自振頻率。精細整道質(zhì)量控制：精細整道前，道床應達到初期穩(wěn)定，對道床斷面、道砟量、軌枕、扣配件、軌距、鋼軌硬彎進行精確調(diào)整，符合要求后開始大型養(yǎng)路機械精確整道作業(yè)。精細整道起道量控制在左右，采用雙搗，夾持時間為以