铁路线路病害整治及养护维修毕业设计

1、 铁路线路病害整治及养护维修 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校

2、有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 日期:年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的

3、规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年 月 日 导师签名:日期:年 月 日目 录引 言11铁路线路病害分析22轨道不平顺32.1轨道不平顺的分类32.2轨道不平顺波长特征42.3几种复合不平顺表现形式52.4轨道不平顺对行车和轨道质量影响82.5轨道不平顺管理值控制92.6轨道不平顺的整治办法142.7整治实例143道床病害273.1道床病害273.1.1道床病害的种类273

4、.1.2道床病害产生的原因273.2道床病害的整治273.3整治实例284混凝土轨枕常见病害384.1混凝土轨枕伤损的主要形态384.2混凝土轨枕伤损的原因394.3混凝土枕伤损分类395钢轨接头病害445.1钢轨接头病害分类:445.2钢轨接头病害的原因445.3钢轨接头病害的整治:455.4预防钢轨及接头连接零件病害的方法:455.4.1加强钢轨和夹板的养护工作455.4.2加强接头养护456道岔病害整治476.1道岔的病害476.2病害产生原因分析:476.3病害整治措施486.3.1道岔大修前486.3.2在道岔预铺时486.3.3综合整治措施496.3.4道床板结496.3.5离缝4

5、96.3.6肥边496.4整治实例497风沙对铁路的危害537.1产生风沙危害的原因537.2防治风沙的措施537.3对铁路推行新的管理模式54结 论56致 谢57 引 言 铁路运输线是我国国民经济的大动脉,在我国交通运输体系中居于主导的骨干地位。随着近年来我国经济的高速发展,我国的铁路逐渐向客运高速化货运重载化发展。这就对我们的铁路线路的状态有了更高的要求。为保持铁路经常处于符合铁路技术标准规定的良好状态,我们就必须对铁路路基、轨道等进行养护维修作业。铁路线路养护的基本任务就是通过对线路的系统检查,及时发现线路上的一切不符合技术标准的现象和病害,并查清其原因,以便合理地计划和组织线路的养护作

6、业,消除病害和缩小病害影响,是线路经常处于完好状态,保证列车按照规定的速度,平稳、安全和不间断地运行。我们身为一名普通铁路线路工要想合格的完成自己的使命就必须熟练的掌握线路病害的种类及其整治的方法。 第一章 铁路线路病害分析 铁路线路由于机车车辆的动力作用和自然条件对线路的影响,常年在大自然中,轨道几何尺寸不断发生变化。路基、道床随时发生变形,线路设备不断机械磨损,计划维修、紧急补修和重点整治比例安排的不合理,维修方法不当,以及周期性的大、中修工作未能够及时进行,因而对铁路线路造成诸多病害。列车开行后,造成轨道结构及其部位的破坏速度较其它线路变形加剧。从维修中可以看到, 铁路轨道结构破坏主要以

7、线路爬行、钢轨及接头联接零件病害和曲线病害居多。 为了能够预防这些病害的发生和发展,要找出其病害形成的原因,进行合理整治,以加强设备的使用寿命,保持线路设备完整和质量均衡。以规定速度安全、平稳和不间断地运行。 第二章 轨道不平顺 在轨道结构中,碎石道床是不稳定的组成部分。在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形。这些变形不仅影响列车的平稳运行而当这种变形累计到一定限度时威胁行车安全。为了保持线路状态良好必须经常进行轨道结构的养护维修。 轨道不平顺是指轨道的几何形状、尺寸和空间位置相对其正常状态的偏差。凡是直线轨道不平、不直,对轨道中心线位置和高度、宽度正确尺寸的

8、偏差;曲线轨道不圆顺,偏离正确的曲线中心线位置或正确的超高、轨距及顺坡变化数值,通称为轨不平顺。 2.1轨道不平顺的分类 轨道不平顺对机车车辆在空间三维方向上的激扰作用,可分为垂向、横向和复合(垂向与横向复合)不平顺三类。 1、垂向轨道不平顺:高低不平顺、水平不平顺、扭曲不平顺、轨面短波不平顺、钢轨轨身垂向周期性不平顺等。 高度不平顺是指轨道沿钢轨长度方向,在垂向上的凹凸不平。 水平不平顺是指轨道沿轨道各个横向截面上左右两股钢轨轨顶面高差的波动变化。 扭曲不平顺是指左右股钢轨轨顶面相对于轨道标准平面的扭曲,用相隔一定距离(国际称作用距离)的两个横截面的水平幅值的代数差度量。 轨面短波不平顺是指

9、钢轨轨顶面沿长度方向上的长度较短范围内的不平顺,包括轨面不均匀磨耗、波纹磨耗、擦伤、剥离掉块、焊缝不平、接头错牙等钢轨表面不平顺。 钢轨轨身垂向周期性不平顺是指钢轨在扎制校直过程中,由于扎锟等影响造成轨身垂向周期性的弯曲变形。 2、横向轨道不平顺:道方向不平顺、轨距偏差、轨身横向周期性不平顺等。 轨道方向(轨向)不平顺是指轨头作用边沿钢轨长度方向的横向凹凸不平顺,相对于轨道中心线,可分左股和右股钢轨方向不平顺。 轨距偏差是指轨道同一横截面,在轨顶面下16mm处,左右两根钢轨之间的最小内侧距离相对于标准轨距的偏差。 钢轨轨身横向周期性不平顺是指钢轨在扎制校直过程中产生的轨身横向周期性弯曲变形。

10、3、复合不平顺 复合不平顺是指在轨道同一位置或在影响机车车辆系统性能的长度范围内,共同存在垂向和横向轨道不平顺,形成的双向不平顺;存在两个以上垂向或横向不平顺,形成的单向的叠加不平顺。对行车影响较大的主要有轨向与轨向逆相位复合不平顺、轨向与水平的逆相位不平顺、轨向与轨距的逆相位复合不平顺、水平与轨距的逆相位复合不平顺、高低与水平的逆相位复合不平顺、扭曲与水平的逆相位复合不平顺。 (由于列车蛇行运动和动荷响应,这里将列车在运行过程中因空吊、暗坑等形成的动态水平,纳入水平不平顺进行管理;将列车在运行过程中因扣件离缝外挤、因调高垫片超垫产生钢轨外翻等形成的动态轨距,纳入轨距偏差进行管理。) 2.2轨

11、道不平顺波长特征 轨道几何不平顺是随机的,波长范围较广,不同的波长对列车的平稳性的影响不同,可分为短波、中波和长波不平顺。 波长1m以下的轨面不平顺为短波不平顺,其幅值较小,多在0.1-2mm,主要为钢轨波纹或波浪磨耗、焊缝平顺度超标、钢轨不均匀磨耗、剥离掉块和轨枕间距不量等因素产生。 波长1-30m范围的轨道不平顺为中波不平顺,其幅值在1-35mm不等,主要为钢轨扎制过程中形成的周期性成分和波浪性磨耗、道床路基的残余变形、道床密实度不均、各部件间隙不等、焊缝平顺度不达标、桥涵刚度变化等引起。目前沪昆线轨面形成的波长2-4m的幅值在1mm左右的高低不平顺,主要是因为基建过程中,为提高轨控水平,

12、在路基、道床未经过稳定压实后实施跨无缝线路铺设后钢轨本身形成的塑性变形引起。这种结构病害波形无法通过养修进行修正,也无法通过钢轨打磨进行消除,只有通过大修给予改善。目前沪昆线存在高低、轨向、扭曲、水平、轨距等不平顺,多为中波不平顺。 波长30-150m范围的轨道不平顺为长波不平顺,其幅值在1-60mm不等,甚至更大,主要为路基工后不均沉降、路基施工高程偏差、线路纵断面不达标和桥梁动挠度等因素引起。 2.3几种复合不平顺表现形式 1、轨向与轨向的逆相位复合不平顺 这种复合不平顺病害会加剧列车侧摆和横向加速度,在我局沪昆线普遍存在。 2、轨向与水平逆相位复合不平顺 这种复合不平顺的存在,会对加剧列

13、车侧滚、侧摆和横向加速度,是列车脱轨的主要因素,也是沪昆线存在的主要病害之一。 3、水平与轨距变化率逆相位复合不平顺 这种复合不平顺会加剧列车的侧滚和横向加速度。 4、轨向与轨距变化率逆相位复合不平顺 5、水平扭曲不平顺(长三角坑) 6、高低与暗坑复合不平顺 暗坑、空吊的存在加剧了高低不平顺幅值,加剧了垂直加速度。 7、短波不平顺 列车高速运行时,由于瞬间的通过的距离长,其通过长度范围内存在的小轨面不平顺就会对车辆的簧下系统形成高频振动,相对影响就较大。目前我们添乘动车组时检查沪昆线,通常会强烈感觉在列车运行中,车体出现频率振动高幅值较小的连续摇晃或车体簧下系统发出吱吱嘎嘎的声响,这是因为我们

14、所养修的沪昆线轨面存在连续的短波不平顺引起的。这种短波不平顺主要表现为: 小轨面不良:即长度影响范围内轨面未严格控制在几何尺寸偏差管理值范围内,主要为轨道几何尺寸不良,包括轨距变化率和水平变化率不顺等。 焊缝不平顺:主要是现场焊接的焊缝平顺度未达标,没有达到时速200km运行技术条件。 轨道结构质量不均衡,存在如空吊、暗坑、轨距挡板离缝、钢轨波浪性磨耗、短距离高低、调高垫板使用量不均等病害。 以轨距变化率不顺为例,若相邻轨枕间的轨距变化为1mm,按照200km/h计,列车每秒通过55.56m,每根枕通过时间为0.6/55.560.011s,则因列车蛇行运动的影响造成横向加速度瞬间增大值为1mm

15、/1000/0.011/0.0118.2m/s2,根据能量质量守恒定律MvFt,可以得出F=Mv/t,横向力是较大的。 2.4轨道不平顺对行车和轨道质量影响 轨道不平顺会影响旅客乘坐的舒适度,严重时会增大列车脱轨系数,引起车辆产生振动和轮轨作用力。根据国内外研究试验表明,轨道不平顺的波长、幅值、列车速度不同,对车辆的响应影响不同,一般情况下短波不平顺影响机车车辆的簧下质量惯性力,中长波不平顺影响机车车辆簧上部分的惯性力。当轨道不平顺幅值、波长一定时,连续多波的轨道不平顺比单波不平顺影响大,三波不平顺的影响比双波大,双波单波大于单波,三波以上的多波不平顺与三波相比,未有明显差异。 表2-1 轨道

16、不平顺及其影响综述 影响种类车辆振动轮轨力危害安全性平稳舒适性设备高低浮沉、点头垂直力增减载促发脱轨垂直加速度大寿命缩短水平侧滚垂直力增减载促发脱轨侧滚加速度大寿命缩短扭曲侧滚垂直力增减载引发悬浮脱轨侧滚加速度大寿命缩短轨向侧摆、摇头横向力增大引发爬轨脱轨横向加速度大状态恶化轨距引发落下脱轨轨向不平顺侧摆、侧滚横向力增大,垂直力增减载引发爬轨、悬浮脱轨垂向、横向加速度增大寿命缩短短波不平顺轮轨高频冲击振动垂向冲击力增大促发断轨断轴噪声伤损松动,道床恶化扎制不平顺周期性轮轨力增大垂直加速度大寿命缩短,道床恶化 说明:其他复合不平顺影响由于未能取得资料暂不列入。 2.5轨道不平顺管理值控制 1、动

17、车组与普通客车差异 目前在沪昆线上运营的CRH动车组,机车长度25.7m,车辆长度25.0m,一列动车组总长度201.4m,轴重最大14.0t,最小11.7m,平均轴重12.76t。车辆转向架17.5m,轮对距离2.5m,其基本结构如下图: 在时速200km条件下,每秒达到55.56m,按照轨枕间距0.6m计算,则每秒动车组将通过93根轨枕。由于动车组前后轮对之间的距离为17.5+2.5=20m,因此在日常养修工作中,应按照每秒列车通过的距离加上轮对间距即55.56+2075.56m来查找病害或实施养修工作。 而目前在干线上运营的25G客车的客车长度25.5m,转向架18.0m,轮对距离2.4

18、m,平均轴重17.0t,动车组的轴重较25G客车减少4.24t。 2、轨道不平顺管理研究 20世纪90年代,我国通过计算机仿真模型和计算方法改进,提出并建立了适用于我国干线的轨道不平顺速度管理值研究工作的车辆/轨道耦合系统动力学仿真计算模型。 2000年铁科院组织人员在秦沈客运专线对时速160km运行条件下的轨道不平顺对车辆响应的影响进行了研究试验。研究结果表明,不同类型的轨道不平顺对车辆的存在不同的最不利的敏感波长。 表2-2 不同轨道不平顺类型的最不利波长 速度值 高低m 水平m 轨向m 扭曲m 备注 秦沈160km/h 35 20 20 2.4 时速200km/h 45 25 25 2.

19、5 动车组轮对距离 说明:200km/h按照160km/h的倍数简单换算 参照国外标准,在时速200km养修实践中,我们应严格管理周期性、三波以上轨道不平顺,避免出现控制单波、双波及多波,避免出现10-20m、60m-70m波长的多波轨向、水平不平顺,还应控制波长60m的长波高低、轨向等动态不平顺。如果采用人工静态检测方法时,应该采用40m弦测值来控制长波高低、轨向。(既有线提速200公里技术条件) 秦沈客运专线的研究试验还表明,高低、轨向、水平、轨距、扭曲不平顺主要控制的长度:短波0-1m、中波1-30m、长波30-60m,在这种时速160km条件下,高低、轨向、水平、轨距、扭曲不平顺的验收

20、管理值分别为:4mm、4mm、4mm、±mm、4mm。 根据铁路线路修理规则规定,目前静态下不同速度的轨道几何尺寸的管理值为: 表2-3 道岔轨道几何尺寸偏差管理值 表2-4 线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值项目200 km/hV>160km/h正线160 km/h V >120 km/h 正线V120 km/h正线及到发线其他站线 作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修轨距(mm)+2-2+4-2+6-4+4-2+6-4+8-4+6-2+7-4+9-4+6-2+9-4+10-4水平(mm)35846846105

21、811高低(mm)35846846105811轨向(直线)(mm)34746846105811三角坑(扭曲)缓和曲线(mm)346456457578 直线和圆曲线(mm)3464684695810 项目200 km/hV >160 km/h正线160 km/h V >120 km/h 正线V120 km/h正线及到发线其他站线 作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修作业验收经常保养临时补修轨距mm+2-2+4-2+5-2+3-2+4-2+6-2+3-2+5-3+6-3+3-2+5-3+6 -3水平mm3574584696810高低357458469

22、6810轨向mm直线3464584696810 支距234234234234三角坑扭曲mm3464684695810 曲线半径R(m)缓和曲线的正矢与计算正矢差(mm)圆曲线正矢连续差(mm)圆曲线正矢最大最小值差 (mm)R25061218250<R35051015350<R4504812450<R800369R>800V120km/h369V>120km/h 246 表2-5 曲线正矢作业验收容许偏差 不论根据哪个标准或规范,个人认为,线路大修质量控制标准比线路维修标准要严格得多。20世纪80年代开始铁道部陆续引进大型养路机械对线路进行修理,推进了施工作业机械

23、化步伐。但长期以来大机主要从事线路大修任务,而大修任务又长期处于不规范的运作中,致使线路大修质量无法严格按照质量控制标准达标,认为造成大修质量不如线路维修的质量。实则不然,线路大修是对线路设备的全面更新和改造,而线路维修是对已经不能满足运营需求的线路设备进行适当的补偿或加强,就像一栋房子进行大修和维修,他们的质量控制标准前者比后者要高一样。 由于多年来形成的习惯和不规范的做法,受大机作业质量控制的影响,铁道部在制定时速200km轨道几何尺寸偏差管理值时,是按照目前大机的作业精度进行确定的。当前全路流行的大修标准按照维修标准控制,个人认为不是非常适宜。在推进铁路改革发展进程的道路上,我们必须面对

24、新形势的需要和市场准则,加快规范大修作业标准,并推进施工作业质量按照标准达标,为下一步线路修理单位全面进入市场,储备有力的准入条件。 德国开行高速铁路后,通过研究和养修实践表明,当列车运行速度从140-160km/h提高到200km/h时,线路维修工作量将增大1倍以上。从事线路维修工作研究和管理者都知道,当偏差管理值严格1mm,现场养修工作量较原来的也至少增加1倍以上的工作量。 在沪昆线提速线路养修实践中,为提高轨控水平,我局根据沪昆线实际,在部制定标准的基础上,按照“严一格,高一档”标准,重新对时速200km轨控标准进行了规定。这显然比部颁标准提高了,但给现场养修所带来的工作量确是巨大的。

25、表2-6 线路静态轨道几何尺寸偏差管理值 项 目 V>160km/h正线 作业验收 经常保养 临时补修 轨距 +1/-1 +2/-1 +6/-4 轨距变化率 1/1800 1/1200 - 水平 2 4 8 高低 2 4 8 轨向(直线) 2 3 7 三角坑(扭曲) 缓和曲线 2 3 6 直线和圆曲线 2 3 6 表2-7 道岔轨道静态几何尺寸容许偏差管理值 项目 V>160km/h正线 作业验收 经常保养 临时补修 轨距 +1/-1 +2/-1 +5/-2 轨距变化率 1/1800 1/1200 - 水平 2 4 7 高低 2 4 7 轨向 直线 2 3 6 支距 2 3 4 三

26、角坑(扭曲) 2 3 6 导曲线水平 0 2 3 表2-8 曲线正矢容许偏差管理值 项目 V>160km/h正线 现场正矢与计划正矢差(mm) 缓和曲线正矢差之差 圆曲线正矢连续差(mm) 圆曲线正矢最大最小值差(mm) 作业验收 2 3 3 4 2.6轨道不平顺的整治办法 1使用大型养路机械作业:工务段向施工单位提供详实的资料如:线路综合图、配线图、曲线要素等机械根据上述材料做好起道、拨道捣固和夯实工作并每次作业后进行道床动力稳定并且补充道砟更换伤损胶垫和撤除作业地段调高垫板、道口铺面、有砟桥上虎归工作 2改道作业:在轨距及其变化率不良时进行改道作业,混凝土枕线路的改道是通过调整扣件或

27、轨距挡板来实现的。 3垫板作业:在线路道岔局部高低水平三角坑偏差较小(不大于6mm时)起道捣固很难达到作业要求时采用轨下垫板。每处调高垫板不得超过3块总厚不得超过25mm. 4扣件作业:扣件松弛将使钢轨沿着轨枕产生局部位移。要求经常保持扣件处于紧密靠正状态一般在垫板作业的次日要复紧一遍在进行维修作业的前后都要全面拧紧扣件。 2.7整治实例 武广客专第四阶段轨道不平顺设置试验方案 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

28、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2-172-18 表2-9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

29、+5、-3 +6、-4 高低(mm) 2 7 8 轨向(mm) 2 5 6 水平(mm) 1 6 7 扭曲(mm/6.25m) 2 5 6 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2-10 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

30、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

31、现场不存在的轨道不平顺类型。 表2-11 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

32、/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2-20。 表2-12 补充预

33、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

34、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2-9 a轨距不平顺波形 b三角坑不平顺波形 c高低不平顺波形 d向不平顺波形 e水平和轨向复合不平顺波形 f连续三波高低不平顺波形 g连续三波轨向不平顺波形 h 连续交替轨向不平顺波形 图2-9 (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

35、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2-10 图2-10 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2-11 图2-11 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

36、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2-12 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

37、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,

38、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2-13; 表2-13 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

39、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2-14,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2-14 扣件和调高垫板用量估算序号轨距挡块(mm)调高垫板(mm)Ap20±1±2±3±4±5±6±7±8+2+3+4+5+6+7+8+61108888810266664683888810466468566466666

40、646671281268121281269128126101212812611121212812612448443134444443148444444315848831648448317、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

41、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

42、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/

43、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(k15

44、86+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.

45、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,每个速度档提速试验前,在确保不影响运行安全的基础上,方可进行下一个速度档的试验。一旦发现影响动车运行安全的轨道不平顺指标和动力学指标,

46、即停止更高速度级别试验。 (3)车辆动力学安全评价标准 脱轨系数:Q/P0.8; 轮重减载率:P/P0.8; 当P/P0.8时停止提速(间断式测力轮对连续出现两个峰值减载); 轮轴横向力:H10+P0/3;P0为静轴重; 横向稳定性:当构架加速度滤波0.510Hz、峰值有连续振动6次以上达到或超过极限值810m/s2(与转向架构架设计相适应)时,判定转向架失稳,即停止提速。 10.应急预案 应急预案参照武广客运专线联调联试及试运行大纲,由广铁集团负责具体实施。 第三章 道床病害 道床是轨道框架的基础。轨道变形的主要原因是道床的变形,道床的不均匀沉降将引起一系列的病害,直接危及行车安全。因此,必须知道道床变形原因及其病害整治以保证线路的平顺性使列车安全运行。 3.1道床病害 3.1.1道床病害的种类 道床脏污、道床沉陷、道床翻浆 3.1.2道床病害产生的原因 1道砟质量不良,有些道砟是石灰岩材质该类道砟的强度低耐磨性和抗冲击性、抗压碎性能差。现在的铁路逐步实现重载化。在列车重力反复作用下道