顧秋來

(鐵道部 工程管理中心，北京 100845)

1 高速鐵路道岔精調(diào)概況

高速鐵路道岔是高速鐵路軌道的關(guān)鍵設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和鋪設(shè)要求高，調(diào)整和維修難度大，高速鐵路建設(shè)和運營實踐表明，道岔精調(diào)是高速鐵路軌道施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要保證高速動車組安全、平穩(wěn)運行的要求，必須在聯(lián)調(diào)聯(lián)試之前，以及聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間進行系統(tǒng)的軌道檢測和精細調(diào)整。

1.1 道岔精調(diào)含義

道岔精調(diào)分為靜態(tài)精調(diào)和動態(tài)精調(diào)。靜態(tài)精調(diào)是根據(jù)對道岔結(jié)構(gòu)和軌道幾何狀態(tài)的測量、計算和分析，通過起道、撥道和調(diào)換部件等方法，將道岔及其兩端線路狀態(tài)調(diào)整至規(guī)范允許的范圍內(nèi)，滿足設(shè)計要求。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段，綜合檢測車可以檢測道岔安全性指標(biāo)、平穩(wěn)性指標(biāo)及車體加速度，軌道檢查車可以檢測道岔區(qū)動態(tài)幾何不平順、軌道添乘檢測儀可以檢測道岔的車體加速度。根據(jù)綜合檢測車和軌道檢查車的檢測結(jié)果，對道岔局部缺陷進行修復(fù)，微調(diào)道岔幾何尺寸，對軌道線型進一步優(yōu)化，使輪軌關(guān)系匹配良好，進一步提高高速行車的安全性、平穩(wěn)性和乘座舒適度，這種對軌道狀態(tài)和精度進一步完善和提高的過程稱之為動態(tài)調(diào)整。

1.2 道岔精調(diào)的內(nèi)容和目的

道岔精調(diào)的主要內(nèi)容有道岔構(gòu)造尺寸、岔區(qū)軌道幾何平順性以及轉(zhuǎn)換鎖閉設(shè)備性能的調(diào)整。其中，道岔構(gòu)造尺寸包括軌距、支距、各部件間及間隙尺寸、部件匹配尺寸等。軌道平順性包括軌向、高低、水平、扭曲等。轉(zhuǎn)換鎖閉設(shè)備性能包括鎖閉設(shè)備適應(yīng)尖軌伸縮的能力、各牽引點同步性、轉(zhuǎn)換鎖閉設(shè)備的鎖閉和探測能力等。

道岔精調(diào)主要目的如下:①消除或改善由道岔制造、運輸造成的變形與缺陷。②消除或改善由于測量造成的誤差積累，施工工藝引起的道岔狀態(tài)變化(如焊軌、鎖定)。③彌補由于道岔施工工藝、方法不當(dāng)，過程質(zhì)量控制不嚴(yán)造成的軌道狀態(tài)劣化。④及時調(diào)整道岔臨時使用過程中出現(xiàn)的軌道狀態(tài)變化。⑤和區(qū)間軌道順接，消除長波不平順。

1.3 精調(diào)的主要特點

與區(qū)間無砟軌道相比，高速道岔精調(diào)存在以下特點:①零部件繁多，道岔構(gòu)造尺寸、岔區(qū)軌道幾何尺寸相互間有制約關(guān)系，精調(diào)技術(shù)含量更高。②除鋼軌件之外，還有轉(zhuǎn)換設(shè)備，存在著大量的工電接口。③精度要求更高，除軌道幾何外，密貼、間隙等精度要求達到0.5 mm級。④動態(tài)調(diào)整量相對較大，由于構(gòu)造不平順和剛度不平順等原因，影響高速道岔動力學(xué)性能的檢測的因素較多，動態(tài)精調(diào)工作量比區(qū)間無砟軌道要大得多。

2 道岔靜態(tài)精調(diào)技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

1)人員和設(shè)備準(zhǔn)備。應(yīng)根據(jù)無砟軌道和道岔的技術(shù)特點、工況條件和施組安排，合理配置精調(diào)施工所需的測量人員和現(xiàn)場其他作業(yè)人員。作業(yè)人員應(yīng)具備相應(yīng)的理論知識、豐富的施工經(jīng)驗和現(xiàn)場組織管理能力。

2)CPⅢ復(fù)測。對 CPⅢ控制點進行全面檢查，對損壞、缺失的重新埋設(shè)，并統(tǒng)一編號;合理劃分CPⅢ控制區(qū)段長度，一般不宜短于4 km。按照《高速鐵路工程測量規(guī)范》的有關(guān)要求，對CPⅢ控制網(wǎng)進行復(fù)測。

3)軌道檢查及處理。采集軌道幾何數(shù)據(jù)前，必須清除軌道表面雜質(zhì)與灰塵，逐枕對扣件組裝質(zhì)量進行檢查與扭矩復(fù)擰，對每處鋼軌焊縫平直度進行檢查。

2.2 檢測

采用全站儀、軌道幾何狀態(tài)測量儀等設(shè)備對道岔構(gòu)造尺寸、岔區(qū)軌道及前后過渡段范圍的軌道幾何平順性進行系統(tǒng)測量并采集數(shù)據(jù)。使用弦繩、板尺、塞尺、軌距尺、支距尺和游標(biāo)卡尺進行核對測量。

1)設(shè)站。將全站儀架設(shè)于軌道中心，精確整平后進行自由設(shè)站觀測。全站儀自由設(shè)站時，至少后視8個CPⅢ控制點，如果現(xiàn)場條件不滿足，至少后視6個CPⅢ控制點。全站儀后視時與最近控制點之間的距離＞15 m。為減少誤差，提高精調(diào)效率，應(yīng)對棱鏡和連接桿進行編號。每一次測量時，同一組道岔、同一個CPⅢ點盡量使用固定編號的棱鏡和連接桿。

2)數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集前，復(fù)核輸入的CPⅢ數(shù)據(jù)庫、線路設(shè)計數(shù)據(jù)、精測系統(tǒng)參數(shù)等;數(shù)據(jù)采集時，軌道幾何狀態(tài)測量儀由遠及近向全站儀的方向進行測量，且與全站儀最小距離不宜小于5 m，應(yīng)保證工作的連續(xù)性;第一站采集完成后，下一測站與上一站最后一個測點距離約50 m，且兩站后視至少有4個CPⅢ點相重疊，采集數(shù)據(jù)重疊至少10根岔枕，下站依此類推;數(shù)據(jù)采集時，應(yīng)隨時觀察屏幕的顯示數(shù)據(jù)，遇到數(shù)據(jù)突變時停止采集，查明原因后重新采集。

2.3 調(diào)整量模擬分析及調(diào)整方案制訂

軌道幾何狀態(tài)測量儀數(shù)據(jù)報表主要有1～8項，包括軌枕號、里程、豎曲線和平曲線絕對精度、水平、軌距、豎曲線和平曲線相對精度(高低和方向)。將采集的數(shù)據(jù)以Excel方式導(dǎo)入精調(diào)軟件，即可得到道岔在水平、軌距、高低、方向等方面的缺陷，并自動給出每根岔枕位置處鋼軌的左右和高低位置調(diào)整量。

根據(jù)分析數(shù)據(jù)并結(jié)合道岔結(jié)構(gòu)特點制訂調(diào)整方案，包括以下幾個方面。

1)根據(jù)測量數(shù)據(jù)制訂鋼軌左右和高低位置調(diào)整量及備件數(shù)量，備齊包括調(diào)高墊板、軌距調(diào)整備件及頂鐵調(diào)整片等精調(diào)件。

2)配備照明設(shè)備、電動扳手、350 N·m扭力扳手、撬棍、手搖式起道機、塞尺、軌距尺、支距尺、弦線、板尺、平尺等儀器和機具。

3)根據(jù)現(xiàn)場情況合理安排現(xiàn)場指揮員、精調(diào)技術(shù)人員、安全人員及施工配合人員。

2.4 現(xiàn)場調(diào)整施工順序

道岔精調(diào)原則為先直股后曲股、先水平后方向、先整體后局部、直曲兼顧。

1)水平和高低調(diào)整。根據(jù)報表中豎曲線整體數(shù)據(jù)分析，對超限處所更換調(diào)高墊板進行水平和高低精調(diào)。

2)軌距和方向調(diào)整。根據(jù)報表中平曲線數(shù)據(jù)分析，對超限處所更換調(diào)距備件進行軌距和方向調(diào)整。固定好弦線架，用板尺逐個測量岔枕與弦線的距離并記錄，通過更換軌距調(diào)整備件調(diào)節(jié)軌距和鋼軌的方向。

3)鋼軌件間密貼、鋼軌件與頂鐵間密貼。用塞尺逐一檢查鋼軌件間密貼、鋼軌件與頂鐵間密貼，間隙超過1 mm時要予以調(diào)整。調(diào)整的方法一般為:①頂鐵不標(biāo)準(zhǔn)，更換頂鐵或者對頂鐵進行處理;②首先確保直、曲基本軌的高低和方向正確;③在精調(diào)時，如密貼精調(diào)反復(fù)出現(xiàn)超標(biāo)時，要對直基本軌與曲基本軌的框架尺寸進行檢查;④結(jié)合工電聯(lián)調(diào)，調(diào)整牽引點處軌件間密貼。

4)尖軌和心軌軌底與輥輪滑床板密貼。用塞尺檢查軌底與滑床板的密貼，當(dāng)尖軌和心軌鎖閉時，且軌底與與滑床板的間隙超過1 mm時要予以調(diào)整。調(diào)整方法一般為:①將滑床板滑床臺上表面調(diào)整到同一高程;②調(diào)整輥輪使之符合技術(shù)條件要求。③尖軌和心軌弓腰時及時維修或更換。

5)降低值調(diào)整。尖軌相對于基本軌的降低值偏差超過1 mm且影響行車穩(wěn)定性時，可通過更換不同厚度基本軌軌下橡膠墊板，調(diào)整尖軌相對于基本軌的降低值。調(diào)整方法一般為:①降低值調(diào)整量＞1 mm，且＜2 mm時，應(yīng)設(shè)置兩級過渡。②降低值調(diào)整量≥2 mm時，應(yīng)更換尖軌與基本軌組件。

2.5 工電聯(lián)調(diào)

道岔的線型調(diào)整到位后，對密貼、間隙及轉(zhuǎn)換設(shè)備狀態(tài)和性能進行工電調(diào)整。工電聯(lián)調(diào)內(nèi)容包括轉(zhuǎn)換桿件沿線路縱向偏移量，轉(zhuǎn)轍機安裝螺栓孔與基本軌直線距離偏差，各牽引點兩側(cè)鎖閉框中心位置偏差，各牽引點心軌外鎖閉兩側(cè)鎖閉量相差，尖軌、心軌轉(zhuǎn)換阻力，轉(zhuǎn)換設(shè)備在牽引點和牽引點間的探測能力。

3 道岔動態(tài)精調(diào)技術(shù)

3.1 動態(tài)檢測手段與數(shù)據(jù)分析

動態(tài)監(jiān)測手段包括綜合檢測車、軌道檢查車、軌道添乘檢測儀等，主要檢測道岔安全性指標(biāo)、平穩(wěn)性指標(biāo)、車體加速度及動態(tài)幾何不平順等指標(biāo)。

軌道動態(tài)精調(diào)前，應(yīng)全面細致地分析動態(tài)檢測相關(guān)報表和波形圖。軌道檢測資料有軌道Ⅰ級～Ⅳ級超限報告表、公里小結(jié)報告表、TQI指數(shù)、波形圖以及動力學(xué)報告等。缺陷類型主要有高低、水平、三角坑、軌向、軌距、垂向加速度、水平加速度以及動力學(xué)指標(biāo)超限。

導(dǎo)致減載率超標(biāo)的主要原因是軌面高低短波不平順(波長0.1～3.0 m，波幅 0.5～1.0 mm)，主要表現(xiàn)為接頭平直度超限、扣件缺陷或軌下支撐剛度突變等，應(yīng)重點檢查焊縫平直度，扣件、墊板完好情況等。

導(dǎo)致橫向力偏大的主要原因是軌向連續(xù)多波不平順、軌向與水平的復(fù)合不平順、接頭工作邊平直度超限等，現(xiàn)場核查時應(yīng)重點檢查軌向、水平，可以結(jié)合波形圖一并檢查分析，同時檢查扣件、墊板密貼狀況。

導(dǎo)致脫軌系數(shù)超標(biāo)的主要原因是輪軌水平力偏大或輪軌垂直力偏小，現(xiàn)場核查時應(yīng)重點檢查焊縫、扣件狀況，軌向、水平偏差及兩者復(fù)合不平順。

導(dǎo)致車體加速度超標(biāo)的主要原因是中長波的軌向和高低不平順。應(yīng)重點檢查道岔尖軌頂面光帶、道岔和區(qū)間的順接情況。

3.2 現(xiàn)場復(fù)查與調(diào)整

綜合匯總各種檢測報表，對軌道檢測報告中Ⅱ級～Ⅳ級偏差、軌道檢測波形圖中突變點、動力學(xué)檢測指標(biāo)超限點、動車添乘明顯晃車處所等進行靜態(tài)檢查，分析靜態(tài)復(fù)測資料，確定缺陷類型。對報表缺陷里程前后各50 m范圍采用軌道幾何測量儀、軌距尺、弦線、1 m平尺、塞尺等進行檢查，必要時可適當(dāng)擴大檢查范圍。

首先對區(qū)段范圍內(nèi)的扣件、墊板進行全面檢查，確認無異常再開始軌道幾何尺寸檢查。軌向用10 m，20 m弦線和軌道幾何狀態(tài)測量儀檢查，逐根軌枕連續(xù)測量。軌距用軌距尺檢查，逐根軌枕連續(xù)測量。水平、高底用軌距尺、弦線和軌道幾何測量儀檢查，逐根軌枕連續(xù)測量。三角坑(基長2.5 m)根據(jù)水平測量值，每隔三根軌枕計算水平變化率。

對軌道質(zhì)量指數(shù) TQI明顯偏大(≥3.6)區(qū)段、軌道檢測幾何尺寸成區(qū)段連續(xù)多點接近Ⅱ級偏差、軌道檢測波形圖中存在連續(xù)多波不平順區(qū)段、動車添乘成區(qū)段連續(xù)晃車等地段采用軌道幾何狀態(tài)測量儀對軌道狀態(tài)進行全面、系統(tǒng)測量。查找到缺陷后，按照靜態(tài)調(diào)整方法進行調(diào)整。

動態(tài)調(diào)整往往不能一次就位，需要結(jié)合動態(tài)檢測數(shù)據(jù)進行重復(fù)調(diào)整才能消除各種動態(tài)缺陷，甚至需要調(diào)整尖軌降低值等道岔本身構(gòu)造缺陷來實現(xiàn)道岔高平順性。

4 道岔精調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)化管理

4.1 施工組織管理

道岔精調(diào)的施工組織原則如下:①專業(yè)化施工、信息化管理、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。②宜遵循“誰施工，誰精調(diào)”的施工原則。③一個精調(diào)區(qū)段范圍內(nèi)的測量、計算及作業(yè)人員和檢測儀器配置宜相對固定。④要有足夠的工期安排。高速鐵路指導(dǎo)性施工組織設(shè)計應(yīng)明確線路鎖定后至聯(lián)調(diào)聯(lián)試前的軌道、道岔靜態(tài)精調(diào)施工組織安排，施工時間一般不少于2～3個月。⑤試驗先行、樣板引路。至少完成1組渡線高速道岔的精調(diào)，并經(jīng)充分總結(jié)經(jīng)驗，完善作業(yè)指導(dǎo)書等作業(yè)文件后，方可全線展開。⑥專業(yè)見證、旁站、監(jiān)督和配合原則。工務(wù)與電務(wù)作業(yè)時，除正常的監(jiān)理工作外，各專業(yè)施工單位要相互見證、旁站、監(jiān)督和配合進行。

4.2 精調(diào)方法管理

①重檢慎調(diào)。重視軌道檢查，保證測量精度，加強數(shù)據(jù)分析，制訂合理方案。②嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，精調(diào)過程采用標(biāo)準(zhǔn)宜適當(dāng)高于最終驗收標(biāo)準(zhǔn)。③無砟道岔精調(diào)范圍應(yīng)包括道岔及前后各200 m區(qū)間線路。渡線道岔應(yīng)同時精調(diào)，以消除長波不平順。④建立軌道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。從高速道岔施工開始直至開通試運營，建立高速鐵路軌道幾何狀態(tài)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。⑤靜態(tài)精調(diào)前，應(yīng)逐枕對軌道狀態(tài)進行檢查與檢測，對CPⅢ進行復(fù)測。⑥動態(tài)精調(diào)應(yīng)結(jié)合各種檢測資料，現(xiàn)場綜合分析和準(zhǔn)確判斷軌道缺陷和問題。特別要重視扣件組裝質(zhì)量、焊縫平直度和軌道長波不平順等方面的檢查和分析。

4.3 精調(diào)作業(yè)管理

①所有上道作業(yè)人員必須經(jīng)培訓(xùn)合格后方可上崗。②必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定，采用專用工具，作業(yè)完畢必須進行復(fù)檢。③調(diào)整軌道復(fù)合不平順宜一次作業(yè)完成。④聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間的現(xiàn)場作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行營業(yè)線施工管理規(guī)定和聯(lián)調(diào)聯(lián)試相關(guān)要求。⑤做好成品保護，不得污染或損壞線路設(shè)備。

5 結(jié)語

1)所有檢測儀器和工裝設(shè)備必須按要求進行檢驗、校定;使用道岔精調(diào)軟件輔助分析。

2)聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間的現(xiàn)場作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行營業(yè)線施工管理規(guī)定和聯(lián)調(diào)聯(lián)試相關(guān)要求。

［1］王志堅，劉彬.武廣鐵路客運專線無砟軌道精調(diào)關(guān)鍵技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(1):1-6.

［2］湯曉光，胡云凌.武廣鐵路客運專線無砟軌道精確定位施工方法要點［J］.鐵道建筑，2010(1):7-12.