铁路提速线路曲线调整与改造方案研究

铁路提速线路曲线调整与改造方案研究

1有线提速工程的曲线改造施工主要分为3个基本考虑为了满足铁路运营的需要，铁路技术人员在逐步提高设备水平的同时，充分调整和管理现有的线路曲线，以实现新的出发模式。曲线半径是限制行车速度的主要因素之一。根据线路曲线超高的计算公式h=11.8v2/R,列车速度提高的同时需相应增大曲线超高或曲线半径,或同时调整两个要素。根据设计速度进行曲线调整的依据一般是根据线路的平面条件,即曲线的原始状况、线路地形条件及允许的欠超高及过超高值等,由此既有线提速工程的曲线改造施工主要有以下几种方式:(1)大幅调整曲线半径与超高值,泛及铺新线预铺,封锁点内进行线路拨接施工(一般拨道量在5m以上);(2)拨道量在5m以下,但需人工大幅实施改线作业,改变曲线半径,并相应调整曲线长度及超高值,泛及曲线拨接、锯轨合龙、线路起整、线上连焊等施工项目;(3)仅通过调整曲线超高部分使线路容许速度满足需要,不需要人工拨道或拨动量很小(一般设定为300mm以下为宜),其他要素基本不调整。由于受提速工作量大、工期要求紧、提速费用投入经济性等条件的限制,将具备机动、高效、优质、安全等特点的大型养路机械投入到提速施工中,使提速施工中的诸多问题得到了有效的解决,并开拓了铁路提速工程的新局面。2曲线提取和变换的主要问题(1)项目作业,确保线路开通及提速由于拨道后线路处于新旧线交替或曲线上、下股道床密实度不同,对线路开通及提速提出了严格要求,需要采用高效大型养路机械进行起、拨、捣、稳等项目作业,保证枕下道床密实度均匀,轨面高低、水平、方向良好,线路状态达到提速要求。(2)作业方向和作业方式利用大型机械作业同步调整曲线超高与拨正方向需要考虑设备的能力与方法,编制特定作业方案并实施,使作业后整体效果满足提速线路质量要求。(3)施工作业优化受调整曲线长短、作业难度大小、作业方式多少以及各作业方式间协调配合的影响,需绘制合理的作业流程,优化施工工艺,有效控制各工序时分,确保在任务完成、质量保证的同时正点开通线路,并最大程度减少对运输的影响。3设备配置和施工要求根据提速线路开通速度要求、既有线封锁施工时间限制及现有大型机械设备数量、作业特点等,对大型机械编组可作如下安排。(1)型配置08-32型捣固车(或09-32型捣固车)、WD-320型动力稳定车、SPZ-200A型双向配碴整形车等。(2)d1配叉整形车—施工设备组合及方法每组大型机械包括3台捣固车、2台动力稳定车、2台双向配碴整形车;对于预铺新线地段采取“五捣三稳”的方式一般采取P1(配碴整形车)—D1(捣固车)—W1(动力稳定车)—P2(配碴整形车)—D3(捣固车)—W2(动力稳定车)的方式,对于线路拨动或变动不大的线路,亦可采取D1-P1-D2-W1-P2-D3-W2的编组方式;对于预铺新线,特别是曲线长度大于1200m的线路可使用2组大型机械联合作业,其他情况1条曲线使用1组大型机械即可。(3)线路开通和慢行速度根据施工要求和运输可能,可确定施工流程,并根据各环节用时分配定出封锁时间在180～205min。封锁前1h限速35km/h,开通后,第一列车限速60km/h,昼夜限速80km/h,24h后提速到100km/h(新路基)至恢复常速(老路基)。施工完成后,必须达到线路放行列车条件并经设备管理单位确认后,方可申请开通线路。封锁施工后新开通的线路,施工主体单位要加强检查和整修。开通后慢行速度按规定速度阶梯逐步提高。慢行开通后的线路应尽快恢复正常速度,并按有关规定尽快办理交接。(4)起道量、稳定车作业考虑整体作业流程与封锁方案的制定,各大机作业技术参数按如下设置,特殊情况由现场施工负责人掌握并控制。①配碴车作业以确保捣固区有充足的捣固用道碴为目的进行配碴、整形。P1在圆曲线地段来回作业3遍以上,缓和曲线地段视道床情况作业1～3遍。P2视道床情况作业1～3遍。②捣固车作业08-32均采用2插2镐,夹持时间设置0.4s;09-32采用1次插镐,夹持时间0.6s。起道量原则上由地面配件人员提供。对于D1采取补偿法起道、精确法拨道,从ZH点外10m开始作业、HZ点外40m处结束作业,以拨正方向、拉平线路高低、捣实枕下道床为目的,起道量要严格控制,一般按最大起、拨道量设置或输入。D2采取精确法起道、补偿法拨道作业,从ZH点外25m处开始、HZ点外40m处结束作业,以起道和修正方向为目的,按设计高程进行起道作业。D3采取补偿法起、拨道,从ZH点外25m处开始、ZH点外15m处结束作业,以做好轨面水平、高低、方向为目的,起道量不超过25mm。③稳定车作业以道床快速稳定为目的,均采用慢速重稳、连续作业,中途停机必须退车顺坡,振动频率35Hz,垂直预加载10MPa,W1的预置下沉量设置为20mm,W2为15mm,作业速度一般不大于1km/h。④D3及W2使用记录仪,将当天作业地段水平、方向记录下来并保存。4为制定计划和措施制定预防措施(1)下曲线改造施工针对不同线路及曲线条件,将作业曲线划分为如下几种形式,并再行制定细化方案。①长度500m及以下曲线改造施工;②长度500～1000m曲线改造施工;③长度1000～1200m曲线改造施工;④新线预铺拨接曲线改造施工;⑤不需要人工预拨线路,凭借大型机械能力改变曲线超高或其他要素(该方案拨动量小,仅需在大机作业方法上挖掘大型机械能力,使调整超高、曲线拨正、起整线路一步到位)。(2)泛及人工预拨线路作业以上方案中的前4种改造施工量要大,一般均泛及曲线配轨及锯轨、焊轨作业,泛及人工预拨线路作业。实施时需组织一定劳力在封锁时分内实施人工粗拨(拨量大时可利用导轨、滑轮辅助拨道)、粗整串捣、上碴、锯轨、焊轨等工作,使线路达到大型机械放行通过条件,然后大型机械采取流水式分层作业,全面整治线路。(3)设计曲线正佐值及准确标注准确掌握曲线调整前后的技术要素(曲线半径、长度、超高、设计曲线正矢值及分布、起终点及过渡点位置、线路起道量等),并在现场做出准确标注。大型机械作业人员与线路技术人员要紧密配合,保证提供的线路资料准确、输入的技术数据合理。(4)针对不同的设备实施大规模的设备操作模式捣固车作业方案捣固车最大拨道量为150mm,但在实际作业中,一次拨道量最大为50mm为宜。考虑现场实际拨道量超出50mm之处较多,因此可针对性调整作业方式。a.当曲线拨道量小于50mm时,由第1台捣固车Ⅱ号位手动输入拨道量(每隔2.5m距离输入1次)至拨道控制电路,一次拨道及捣固到位;其余捣固车运用GVA(或ALC)四点法作业完成。b.当曲线拨道量大于50mm、小于150mm时,第1台捣固车Ⅱ号位手动输入实际拨道量(每隔2.5m距离输入1次),Ⅰ号位设置超压拨道参数(一般设置10%～30%),以消除因拨道大,钢轨回弹造成的误差。第2台捣固车根据第1台车作业效果,由地面测量人员重新提供拨道量。c.当曲线拨道量在150～300mm时,前2台捣固车均按方式b进行作业,第3台捣固车运用GVA(或ALC)四点法圆顺曲线。捣固车起道量设置要求捣固车最大起道量为150mm,实际作业中起道效果一般以80mm为佳(尤其新线作业)。曲线作业时,由于超高调整量较大,加上前置起道量,数值可能远大于80mm,尤其曲线上股为新线时为甚。现场调整作业方式如下:a.当超高调整量在0～15mm时,1台捣固车可1次调整超高到位(起道量一般在15mm以上),各捣固车起道作业方式不变。b.当调整超高量在16～40mm时,第1台捣固车采用手动设置(Ⅰ、Ⅱ号位协作)超高量(起到单股起道效果),起道量设置要保证两股钢轨均处于起道位,确保超高调整到位,第2、3台捣固车可采用GVA(或ALC)圆顺曲线作业。c.当超高调整量在41～60mm时,应考虑前2台捣固车分2次手工设置超高进行调整作业,起道量设置要保证两股钢轨均处于起道位,确保超高调整到位,第3台捣固车采用GVA(或ALC)圆顺曲线作业。d.曲线上股处于新路基地段时,作业中应根据线路状况和曲线超高变化量,适当增加2～8mm的预置下沉量。实际拨道量检测a.当需要重复起拨道的线路小于10.6m(捣固车拨道弦前端与拨道区拨道正矢传感器之间的距离)时,可不改变捣固车原起拨道值(或仅输入5～10mm的起道量作业过去)重新作业。b.当重新进行起拨量作业的线路长度大于10.6m时,需要线路技术人员测出该段线路的实际拨道量。车子前端到达作业地点时,前司机室Ⅱ号位作业人员每隔2.5m输入拨道控制电路实际拨道量,实现精确拨道,当车前端到达作业线路结束点或未作业的线路时,起拨道量顺回零点或恢复至预定起拨道值,使得作业后的曲线满足设计要求。顺低前置起道量当捣固车由老线进入新线时,车前端到达新线时即可按实际起拨道量输入即可;当捣固车由新线作业至老线时,原则上车前端点进入非起道点时即可将前端起道量降至零,但在实际工作中一般由有经验人员提前10.6m根据作业面钢轨高度逐步顺低前置起道量,使新旧路基接合面高程趋于一致。配明确道模型曲线改造施工中,每台捣固车作业前要保证枕盒道碴充足,拨后线路要及时用配碴整形车或人工回填道碴,满足后续作业需要;动力稳定车务必按要求作业,保证提速线路稳定。(5)施工连接和时间控制以1000m转换曲线为例大机开、挂整及连挂流程:封锁前慢行期间翻运上股外侧边坡道碴和道心面碴,填充新道床→封锁开始后在曲线中部锯轨→曲线拨道(人工将线路粗拨到设计位置)→人工上碴、串镐,粗整线路到适合大机安全进入条件→锯轨合拢→大型机械全面实施线路起整作业→线上连焊作业→大机连挂并撤离区间。说明:本方案锯轨点选在曲线中部,只切一刀;曲线拨道分成两段进行,人工拨道从大机进入一端开始往曲线中部进行,大机进入作业可利用曲线拨道时分(40min);曲线合龙后大机依次作业通过合龙点后,开始实施线上连焊(两股同步铝热焊),与大机后续作业及撤离同步。表1完成过程的及时划分每个大型机的工作流图1显示了每个大型机的先后进入流程(6)有效施工安全和质量控制保证设备性能工作状态大型机械实施既有线曲线改造过程中,一要加强设备保养、维护,保持大机工作状态,使设备在有限的封锁时间内保持性能稳定,这是保证施工安全、质量的基础;二是加强作业过程的质量控制,将车上监控与车后人工检查相结合,及时返橇,并组织一定劳力做好设备应急抢修及大机撤离后的线路巡检工作。工序计划确保由于对整体施工进行了细分,各工序间形成了相互配合、相互制约的整体,整体工作的优良需各工序按计划圆满兑现。由此要做到:各工作环节需在统一指挥下完成,不能各自为政;各工作环节间建立交接、验收措施,有关记录作为考核、点评的依据。从施工主方案、指挥系统角度展开提速大封锁施工中最能体现出综合天窗的特点,施工中工电联合、各施工部门联合、主副单位协作、各工作环节配合均要在一个施工主方案、一套指挥系统下展开。各参战部门配合的质量一定程度体现施工方案优化、组织有力、安全经济的程度,体现出科学施工。网络体系的落实既有线联合大施工,由于涉及人员、设备较多,战线拉的较