武广客专第四阶段轨道不平顺设置方案-报批稿20091119.doc

武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案（报批稿）中国铁道科学研究院广铁（集团）公司武广客专公司2009年11月武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案(报批稿)目录1目的12现行300350km/h轨道管理标准13先期工作情况24轨道不平顺设置要求34.1设置原则34.2设置项目、数量、幅值34.3设置轨道不平顺和地面标志方式示意图44.4轨道几何不平顺设置位置65试验流程76分工及配合条件86.1分工86.2配合条件87测试和处理方法107.1静态测量107.2动态测量107.3检测次数117.4数据处理118试验区段和试验安排118.1试验区段118.2试验安排128.3试验步骤129试验条件1210应急预案1314中国铁道科学研究院广铁集团公司武广客专公司武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案（报批稿）按照部科技司、运输局要求，铁科院与广铁集团、武广客专公司共同编制完成武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案送审稿。根据2009年11月18日铁道部科技司、运输局主持召开的福武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案技术审查会专家审查意见和会议要求，修改完善形成武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案（报批稿）。1目的研究较大幅值的轨道不平顺对实车运行的动力学影响。完善武广客运专线轨道不平顺管理标准和弹性垫板刚度试验大纲的研究内容。充分验证高速铁路350km/h动静态轨道不平顺容许偏差管理值。2现行300350km/h轨道管理标准轨道几何状态按客运专线300350km/h轨道不平顺管理标准建议值（科技基200865号）进行评定，相应管理值见表12。表1客运专线300350km/h轨道静态几何尺寸容许偏差管理值（正线）项目作业验收临时补修限速200km/h轨距（mm）+1、-1+5、-3+6、-4高低（mm）278轨向（mm）256水平（mm）167扭曲（mm/6.25m）256注： 高低偏差为10m弦测量的最大矢度值； 轨向偏差，直线为10m弦测量的最大矢度值。表2客运专线350km/h轨道不平顺动态管理值项目作业验收管理值计划维修管理值舒适度管理值临时补修管理值限速200km/h超限等级-42m波长高低（mm）3581011轨向（mm）34567120m波长高低（mm）4791215轨向（mm）4681012轨距（mm）+3、-2+4、-3+6、-4+7、-5+8、-6水平（mm）35678扭曲（mm）34678车体垂直加速度（m/s2）-1.01.52.02.5车体水平加速度（m/s2）-0.60.91.52.0注：表中管理值为轨道不平顺实际幅值的半峰值。高低、轨向不平顺偏差管理值按照轨道实际情况评定。水平偏差管理值不包含曲线按照设计规定设置的超高量及超高顺坡量。扭曲基长为2.5m，偏差管理值包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量。严格控制连续三波及多波轨向、水平不平顺和轨向水平逆向复合不平顺。将连续3波以上的轨向（波长为2030m）不平顺幅值控制在4mm以内。3先期工作情况根据大纲要求，结合武广客专联调联试试验，第一和二阶段主要利用现场既有的轨道不平顺积累数据，第三阶段地面人工设置轨道不平顺来补充现场不存在的轨道不平顺类型。表3 各阶段选取和设置的典型轨道不平顺统计阶段区段方式项目个数最大幅值第一阶段咸宁长沙选取轨距8+3-4高低2+14.5轨向3+14三角坑54水平13.5第二阶段长沙耒阳选取轨向54轨距2+3.7三角坑14.5第三阶段耒阳乐昌设置轨向33（10m）、4（10、40m）高低35.3（10、40m）5.4（10m）轨距14三角坑23.5水平12无论选取还是设置的轨道不平顺均不超过静态临时补修的幅值，车上和地面动力学数据的初步分析结果均未显示有超过限制标准的情况发生。4轨道不平顺设置要求4.1设置原则（1）实设轨道不平顺位置选择理论上可持续运行350km/h的直线段（避开道岔区和过渡段等簿弱地点）进行设置。（2）为了试验行车组织方便，仅在单一行别上设置。（3）设置轨道不平顺区域内其它非相关轨道不平顺项目应符合动静态验收标准的规定。（4）两个实设轨道不平顺间距应不小于300m。（5）对理论分析可能会产生较大动力学响应的预设项目集中设置在试验段的一端，便于试验组织。4.2设置项目、数量、幅值现场预设轨道不平顺项目包括：轨距、轨距变化率、水平、三角坑、高低、轨向、复合不平顺（水平+轨向）、连续三波高低、连续三波轨向、连续交替轨向等九项，预设数量总共28个，预设延展长度约8400m，预设轨道不平顺项目幅值见表4。表4 补充预设轨道不平顺数量及幅值项目号序号设置项目幅值（mm）个数峰值长度（枕数）变化率或基长1、2轨距（轨距变化率）+7mm26变化率为1/1000和1/1500各1处3、4-5mm26变化率为1/1000和1/1500各1处5水平+6mm16变化率1/10006+7mm167三角坑+5mm11采用2.5m基长8+6mm119+5mm11采用3m基长10+6mm1111+7mm1112高低+7mm13采用10m基长13+8mm1314+9mm1315轨向+5mm13采用10m基长16+6mm1317、18水平+轨向复合不平顺+6/-4mm23采用10m基长19、20+5/-5mm23采用10m基长21、22+6/-5mm23采用10m基长23、24连续三波高低+7mm23采用10m基长25、26连续三波轨向+5mm23采用10m基长27、28连续交替轨向+4mm21采用5m基长4.3设置轨道不平顺和地面标志方式示意图（1）轨道几何不平顺设置示意图轨道几何不平顺设置工矿示意图详见图1图8。图1 轨距不平顺波形图2 三角坑不平顺波形图3 高低不平顺波形图4 轨向不平顺波形图5 水平和轨向复合不平顺波形图6 连续三波高低不平顺波形图7 连续三波轨向不平顺波形图8 连续交替轨向不平顺波形（2）地面不平顺标识杆安装地面标识杆是为了使CRH-068C检测车上轨检和动力学检测结果在空间定位上更加精确和方便。标识杆采用绝缘轨距拉杆，在选取的不平顺幅值最大值处两侧各20米安装，每个位置并排安装2根。示意图如图9。图9 绝缘轨距拉杆安装示意图（3）里程校对系统采用新型射频标签为轨检和动力学测试系统提供地面里程校核。系统工作原理和标签设置示意图如图10。图10 里程校对系统示意图4.4轨道几何不平顺设置位置为确保试验列车具有足够的加速区间（达到350km/h需要38km），确保轨道几何不平顺位置能够达到350km/h运行速度，动车组运行区间在长沙南（k1586+960）衡山西（k1706+454）间，共119.494km，轨道几何不平顺计划设置在下行线，设置位置仅可在k1633k1666区间的直线地段选择，具体设置位置在k1646k1650、k1657k1663、k1665k1667区段。5试验流程图11 试验流程6分工及配合条件6.1分工（1）部运输局负责协调和最终审核；铁科院负责动态试验的组织和计划编制；广铁集团负责行车指挥和计划实施；广铁集团和武广客专公司负责轨道几何不平顺设置的组织与实施；（2）铁科院负责选取预设轨道几何不平顺的区段、位置和幅值；并负责轨检车、CRH2-068C和CRH5-T001号高速综合检测列车的轨道几何状态检测试验和数据分析；（3）广铁集团和武广客专公司根据铁科院提供的轨道几何不平顺预设项目和幅值位置，负责现场轨道几何不平顺设置，并利用静态检测小车对预设结果进行复核；（4）铁科院负责CRH2-068C和CRH3-013动车组车辆动力学和三断面加速度的检测，并对动态测试数据进行处理分析；（5）铁科院负责选取地面特征点，并对所选轨道几何不平顺位置进行地面轨道动力学监测和数据处理分析。6.2配合条件（1）广铁集团和武广客专公司负责在预设轨道不平顺项目前，为铁科院提供详实的检测小车实测轨道几何状态数据（静态检测数据格式应为“CSV”文件形式），作为铁科院对现场轨道几何不平顺幅值设置大小的计算依据；（2）铁科院负责给广铁集团和武广客专公司提供轨道不平顺预设项目和幅值大小，铁科院负责动车组试验过程中各速度级试验的安全确认；（3）铁科院根据地面轨道不平顺设置情况进行地面传感器布置；（4）试验时逐级提速，铁科院密切监控动力学各项指标，CRH2-068C和CRH3-013动车组遇到超过安全标准的，则立即通知指挥组限速或停止试验；（5）广铁集团地面预设轨道几何不平顺需要的条件：配备三个预设组进行地面轨道几何不平顺设置；每组大约需要10人，其中2人负责松扣件，4人负责更换，2人负责复紧，2人协助运输和测量；测量和调整机具配置见表5；表5 每组测量和调整机具配置序号名称个数用途1松紧扣件的扳手4松紧扣件2起道机2用于更换调高垫板3运料小车2能在钢轨上推行，由于设置间隔大，调整件和机具多，必须配置以提高效率4道尺1粗测轨距和水平5弦线1粗测高低和轨向6移动照明设备若干如夜间作业需配备绝缘轨距拉杆按每处4根准备；扣件和调高垫板用量估算见表6，注意，表中数据是假设现场幅值均为0的前提计算的，实际用量需要获得静态检测数据后方能精确计算。表6 扣件和调高垫板用量估算序号轨距挡块（mm）调高垫板（mm）Ap2012345678234567861108888810266664683888810466468566466666646671281268121281269128126101212812611121212812612448443134444443148444444315848831648448317、1848836646619、2084883446321、22848836646623、241212241212925、2624122424927、286669合计130136158190114321801049612088743143注：表中明细数据为设置1处的用量。7测试和处理方法7.1静态测量采用精调小车检测，主要检测轨距、超高、水平、三角坑、高低和轨向等，高低和轨向需要输出基长为30和300m的测量值；。检测次数：现场轨道不平顺项目预设前（轨道初始状态）、预设完成后（预设轨道实际状态）、动态试验完成后（恢复轨道初始状态）各检测1次。7.2动态测量动态测量分别采用160km/h轨检车、250km/h综合检测列车、350km/h试验列车和地面测量方法进行轨道几何检测和动力学测试。（1）轨道几何检测项目：包括不同波长高低和轨向；轨距、轨距变化率；超高、水平、三角坑（扭曲）；曲率、曲率变化率等。（2）车载动力学测试项目：主要包括：轮轨力：左右车轮垂向力、横向力、脱轨系数、减载率；三断面加速度，以及构架横向稳定性指标，车体平稳性和舒适性指标：车头左右轴箱、构架、车体的垂向和横向加速度；车尾左右轴箱、构架、车体的垂向和横向加速度；中间车左右轴箱、构架、车体的垂向和横向加速度。（3）地面动力学测试项目：在选择高低、轨向、三角坑、复合不平顺和三波轨向等五处不平顺的设置地点进行测试。主要测试项目为：脱轨系数、减载率、横向力、垂直力、钢轨位移（垂向、横向）。7.3检测次数试验期间，每天试验前采用160km/h检测列车对轨道、接触网和信号设备状态进行检测确保基础设施状态正常。采用动车组进行逐级提速试验，主要进行动力学测试和轨道检测。CRH2-068C：160km/h一趟、200、220km/h各二趟、250、280、300、310、320、330、340、350km/h各三趟，共29趟。计划二天完成。CRH3-013：250、300、320、330、340、350km/h速度级，每级往返共三次，共18趟。计划一天完成。0号高速综合检测列车：250km/h往返共三趟。计划和CRH3-013同天进行。7.4数据处理连续检测和记录检测数据，应根据检测波形和线路设备台帐信息编辑检测数据，剔除检测数据中的干扰值。检测系统应具备同步定位和地面标志识别功能，能区分路基、桥梁、隧道和过渡段等结构。动力学稳定性和平稳性指标检测、处理和计算方法应符合铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范(GB5599)的相关规定。8试验区段和试验安排8.1试验区段长沙南（k1586+960）衡山西（k1706+454）间，共119.494km，轨道不平顺设置在下行线，采取拉锯方式进行CRH2-068C、CRH3-013和0号高速综合检测列车动态试验。8.2试验安排轨道几何不平顺管理标准补充试验时间计划2009年11月24日30日。具体时间安排如下：轨道不平顺设置、地面测点设置与静态检测：计划2天，11月2425日。CRH2-068C和CRH3-013拉锯试验：计划3天，11月2628日。0号高速综合检测列车安排一天的往返检测。轨道几何状态恢复、地面测点拆除与静态复核：计划1天，11月29日。地面几何状态检测列车和动车组确认：计划1天，11月30日。8.3试验步骤（1）动车组动态试验前，先开行轨检车进行轨道几何不平顺全项目160km/h及以上速度检测，检测其轨道几何不平顺变化情况；（2）动车组试验速度由低到高速度逐级进行。按CRH2-068C和CRH3-013的顺序进行速度试验。0号高速综合检测列车按时速250公里进行检测。9试验条件（1）所有现场预设轨道不平顺设置完成后，应开行160km/h综合检测列车进行动态确认。确认动态结果必须满足350km/h动态运行限速安全的要求。（2）动车组试验过程中，每