王悅婷

(上海磁浮交通發(fā)展有限公司,201204,上海∥工程師)

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上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線線形動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用

王悅婷

(上海磁浮交通發(fā)展有限公司,201204,上?！喂こ處?

上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線線形動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)中,線路長(zhǎng)波偏差能反映整條線路軌道的長(zhǎng)波偏差情況。詳細(xì)闡述了應(yīng)用線路長(zhǎng)波偏差分析線路狀態(tài),進(jìn)行跟蹤、制定線路維護(hù)方案的原則及方法。以上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線為例,對(duì)線路維護(hù)方案的效果進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明,根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)波偏差進(jìn)行線路維護(hù)是可行的。

上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線; 線形; 動(dòng)態(tài)檢測(cè); 數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用

Author′s address Shanghai Maglev Transportation Development Co.,Ltd., 201204,Shanghai,China

隨著城市軌道交通的發(fā)展,便捷、經(jīng)濟(jì)的車載動(dòng)態(tài)線路檢測(cè)設(shè)備已成為線路檢測(cè)發(fā)展的新趨勢(shì)[1]。近年來(lái),上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線也逐步采用動(dòng)態(tài)線路檢測(cè)設(shè)備對(duì)線形進(jìn)行檢測(cè)、跟蹤、管理和維護(hù)[2-3],不但節(jié)約了工作成本,還提高了工作效率。

上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線線形動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)包括長(zhǎng)波偏差和局部偏差。長(zhǎng)波偏差包括支墩的沉降及傾斜,主要反映磁浮線路的平順性和乘坐的舒適性。局部偏差包括梁端偏差和折角,主要反映線路的安全性。其中,梁端偏差和折角要求不能超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)。本文主要介紹在磁浮線路管理和維護(hù)中,長(zhǎng)波偏差數(shù)據(jù)在線形跟蹤、維護(hù)和管理上的應(yīng)用。

上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線線形動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)硬件設(shè)備來(lái)采集軌道左右側(cè)懸浮加速度、懸浮氣隙、導(dǎo)向加速度、導(dǎo)向氣隙和速度信號(hào),通過(guò)分析軟件計(jì)算獲得線路長(zhǎng)波偏差和支墩位置長(zhǎng)波偏差。其中,線路長(zhǎng)波偏差能反映整條軌道的長(zhǎng)波偏差情況,而支墩位置長(zhǎng)波偏差則只反映支墩位置的長(zhǎng)波偏差。在上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線的線路維護(hù)中,支墩位置長(zhǎng)波偏差比線路長(zhǎng)波偏差更有意義。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)擬合支墩位置的長(zhǎng)波偏差得到的擬合值與實(shí)際值差值是指導(dǎo)線路維護(hù)的重要依據(jù)。

1 全線狀態(tài)分析

通過(guò)分析全線長(zhǎng)波偏差的分布,可掌握上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線全線長(zhǎng)波偏差的范圍、最大值及最大值所在的支墩位置。

1.1 長(zhǎng)波偏差分布

全線參與統(tǒng)計(jì)的支墩共計(jì)2 114個(gè)。如以向右偏差為正,則對(duì)支墩位置長(zhǎng)波偏差結(jié)果進(jìn)行分析,可得到導(dǎo)向面和懸浮面的分布情況(如圖1、圖2所示)。

圖1 上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差分布

從圖1 可以看出,導(dǎo)向面支墩位置的長(zhǎng)波偏差值集中于-6～6 mm,處于該范圍的支墩共計(jì)2 100個(gè),占總數(shù)的99.3%。懸浮面支墩位置的長(zhǎng)波偏差值集中于-4～4 mm,處于該范圍的支墩共計(jì)2 099個(gè),占總數(shù)的99.3%。

圖2 上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線懸浮面長(zhǎng)波偏差分布

1.2 長(zhǎng)波偏差最大值

根據(jù)長(zhǎng)波偏差結(jié)果,導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差最大值為8.927 mm,懸浮面長(zhǎng)波偏差最大值為4.765 mm。

據(jù)此可擬定導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差的限值為6 mm,懸浮面長(zhǎng)波偏差的限值為4 mm。超出限值的支墩位置將一直處于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)觀察范圍中,最終將通過(guò)調(diào)梁手段使其達(dá)到理想狀態(tài)。

通過(guò)上述分析,得知了上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線全線長(zhǎng)波偏差的最值和對(duì)應(yīng)支墩位置,可為線路維護(hù)和管理提供指導(dǎo)。

2 長(zhǎng)波偏差變化跟蹤

根據(jù)長(zhǎng)波偏差結(jié)果比較全線各個(gè)支墩位置長(zhǎng)波偏差值,可得到支墩位置長(zhǎng)波偏差結(jié)果的對(duì)比圖線。圖3為2014～2016年的上海磁浮軌道右側(cè)導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差,以此為例分析長(zhǎng)波偏差變化情況。

圖3 2014—2016年上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線軌道右側(cè)導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差

由圖3可見(jiàn),P0420、P0424及P0428支墩的導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差發(fā)生了較大變化。追蹤歷史資料并分析可以發(fā)現(xiàn),P0420支墩的長(zhǎng)波變化是由2015年線路調(diào)整線形引起的,其實(shí)測(cè)數(shù)值在正常范圍內(nèi)。P0424和P0428支墩第一次長(zhǎng)波偏差變化是由2014年和2015年的周邊施工導(dǎo)致的軌道偏差而引起的;第二次此兩處位置長(zhǎng)波偏差變化則是由2016年線形調(diào)整維護(hù)引起的。且實(shí)測(cè)數(shù)值在正常范圍內(nèi)。

通過(guò)上述分析可知,通過(guò)對(duì)比長(zhǎng)波偏差變化曲線可得到長(zhǎng)波偏差變化位置。結(jié)合相關(guān)資料即可查找線路變化原因,便于線路進(jìn)一步維護(hù)和管理。

3 基于長(zhǎng)波偏差結(jié)果的線路維護(hù)

3.1 確定支座調(diào)整量,制定維護(hù)方案

基于上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線線形動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析可確定支座調(diào)整量、制定維護(hù)方案。由于磁浮線路長(zhǎng)波偏差僅針對(duì)軌道功能面而言,因而線路維護(hù)主要通過(guò)調(diào)整軌道梁支座來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先,分析線路長(zhǎng)波偏差結(jié)果,得到軌道導(dǎo)向面、左側(cè)懸浮面和右側(cè)懸浮面的調(diào)整量;然后,將功能面的調(diào)整量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的支座的調(diào)整量。上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線部分典型支座調(diào)整量如表1所示。

表1 上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線部分典型支座調(diào)整量

3.2 驗(yàn)證維護(hù)效果

以表1中的P0100、P0210支墩為例進(jìn)行線路維護(hù)效果驗(yàn)證。首先,分別計(jì)算支墩位置在維護(hù)前的長(zhǎng)波數(shù)據(jù);然后,計(jì)算得到需調(diào)整的偏差量(見(jiàn)表1);最后,對(duì)比驗(yàn)證調(diào)整后的線形效果。圖4～圖5為2014年9月(線形調(diào)整前)及2015年8月(線形調(diào)整后) P0100支墩附近導(dǎo)向面,P0210支墩附近懸浮面的長(zhǎng)波偏差曲線。

圖4 P0100支墩附近導(dǎo)向面長(zhǎng)波偏差變化

圖5 P0210支墩附近懸浮面長(zhǎng)波偏差變化

相鄰2個(gè)支墩間距為1根梁的梁長(zhǎng)。從圖4～5可以看出,維護(hù)后的線路長(zhǎng)波偏差比維護(hù)前的長(zhǎng)波偏差明顯減小,而且維護(hù)后的線路長(zhǎng)波偏差曲線較維護(hù)前的長(zhǎng)波偏差曲線更加平順。

通過(guò)上述分析可知,支墩位置的長(zhǎng)波偏差值不僅可以指導(dǎo)線路維護(hù)方案的制定,而且還可驗(yàn)證線路維護(hù)的效果。分析驗(yàn)證結(jié)果表明,根據(jù)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的長(zhǎng)波偏差進(jìn)行線路維護(hù)是可行的。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線動(dòng)態(tài)線路檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用,能實(shí)現(xiàn)對(duì)線形進(jìn)行檢測(cè)、跟蹤、管理和維護(hù)。這樣不但節(jié)約了工作成本,還提高了工作效率。根據(jù)線路長(zhǎng)波偏差曲線和支墩位置長(zhǎng)波偏差結(jié)果對(duì)上海線動(dòng)態(tài)線路數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。其具體應(yīng)用表現(xiàn)在以下方面:

(1) 通過(guò)分析全線長(zhǎng)波偏差的分布,可掌握上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線全線長(zhǎng)波偏差的范圍、最值及最值所在的支墩位置。

(2) 通過(guò)分析、跟蹤和對(duì)比長(zhǎng)波偏差數(shù)據(jù)的變化,可掌握全線線路變化的發(fā)生位置和變化程度,便于對(duì)全線線路進(jìn)行管理和維護(hù)。

(3) 通過(guò)分析長(zhǎng)波偏差數(shù)值,可編制線路維護(hù)方案,并對(duì)比驗(yàn)證線路維護(hù)效果。已有的驗(yàn)證結(jié)果證實(shí),通過(guò)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的長(zhǎng)波偏差進(jìn)行線路維護(hù)是可行的。

[1] 魏世斌,劉伶萍,趙延峰,等.高速軌道檢測(cè)系統(tǒng)[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2012(1):123.

[2] 王悅婷.高速磁浮交通線路線形的動(dòng)態(tài)檢測(cè)[J].城市軌道交通研究,2015(6):123.

[3] 朱志偉,葉豐,袁亦竑,等.高速磁浮上海示范線線形維護(hù)實(shí)踐[C]//國(guó)際磁浮委員會(huì).第23屆國(guó)際磁浮交通學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.柏林:國(guó)際磁浮委員會(huì),2016.

Analysis and Application of Dynamic Detection Data for Shanghai Maglev Train Alignment

WANG Yueting

In Shanghai Maglev Train alignment dynamic detection data,the line long wave deviation could reflect the wave deviation situation on the whole line.In this paper,the application of line long wave deviation in line status analysis,the principle and method of line tracking and maintenance are described in detail.With Shanghai Maglev Train as the example,the effect of line maintenance plan is verified,and the result shows it is feasible to extend line maintenance by using the dynamic detection data of the line long wave deviation.

Shanghai Maglev Train; alignment; dynamic detection; data analysis and application

U237.94

10.16037/j.1007-869x.2017.06.022

2017-01-11)