何建平

(南昌鐵路局 南昌西工務(wù)段，江西 南昌　330100)

1　概述

橋梁高墩伸縮對(duì)無(wú)砟軌道幾何尺寸影響顯著，軌道幾何尺寸不良除了影響行車舒適性及安全性，還會(huì)影響列車荷載作用下軌道結(jié)構(gòu)的受力[1-2]。探索高墩伸縮引起軌道幾何尺寸變化的程度，對(duì)指導(dǎo)高速鐵路線路養(yǎng)護(hù)維修就顯得尤為重要。本文選取合福高速鐵路巷坑大橋?yàn)榉治鰧?duì)象，通過(guò)不同溫度條件下線路精測(cè)及動(dòng)檢成果分析高墩伸縮對(duì)軌道幾何尺寸的影響程度。

合福高速鐵路巷坑大橋起止里程為K1338+405.778—K1338+588.463，0#墩為2.5 m高橋臺(tái)，采用樁基礎(chǔ)；1#墩高48.5 m，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)；2#墩高8.85 m，采用樁基礎(chǔ)。軌道結(jié)構(gòu)為CRTSⅠ型雙塊式無(wú)砟軌道，采用WJ-8扣件，鋼軌為符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的60 kg/m、100 m定尺、強(qiáng)度等級(jí)為880 MPa的熱軋鋼軌。巷坑大橋如圖1 所示。

圖1　巷坑大橋示意(單位：m)

2　線路精測(cè)及動(dòng)檢車檢測(cè)情況

線路精測(cè)是指利用CPⅢ控制點(diǎn)成果，采用全站儀自由設(shè)站配合軌道幾何狀態(tài)測(cè)量?jī)x對(duì)線路進(jìn)行測(cè)量。CPⅢ控制點(diǎn)布網(wǎng)形式如圖2所示，軌檢小車計(jì)算原理如圖3所示。

圖2　CPⅢ控制點(diǎn)布網(wǎng)形式

圖3　軌檢小車計(jì)算原理

全站儀架設(shè)在4對(duì)CPⅢ(左右線各4個(gè))中間；保持小車從小里程到大里程運(yùn)動(dòng)(也可以從大里程到小里程運(yùn)動(dòng))，設(shè)站時(shí)全站儀與小車的距離在80 m以內(nèi)，每次測(cè)設(shè)范圍控制在10～80 m。每測(cè)設(shè)完1站后移動(dòng)1對(duì)CPⅢ，重新設(shè)站，全站儀倒退，每2次設(shè)站必須保持一定的重疊段(以10 m為宜)[3-4]。本文精測(cè)方案因高墩處CPⅢ點(diǎn)位置隨溫度變化而未選用。

線路動(dòng)態(tài)檢測(cè)主要是由高速綜合檢測(cè)列車來(lái)進(jìn)行，采用慣性基準(zhǔn)、激光攝像測(cè)量技術(shù)檢測(cè)軌道幾何參數(shù)和車體動(dòng)態(tài)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行條件下對(duì)軌道幾何參數(shù)的毫米級(jí)精確測(cè)量。

3　靜態(tài)絕對(duì)測(cè)量結(jié)果及分析

對(duì)2015年1月份至2016年1月份的4次軌面靜態(tài)絕對(duì)測(cè)量結(jié)果予以系統(tǒng)分析。檢測(cè)得到的高程調(diào)整量見(jiàn)圖4。第1次測(cè)量是2015-01-15聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間精調(diào)單位測(cè)量結(jié)果，其余3次是南昌西工務(wù)段精測(cè)結(jié)果。

圖4　高程調(diào)整量

從圖4可以得出，1#墩位置K1338+481處4次精測(cè)上下行軌面有最大高程調(diào)整量差值(運(yùn)營(yíng)階段測(cè)得的高程調(diào)整量與2015-01-15精測(cè)結(jié)果的差值)，婺源線路車間測(cè)得的3次調(diào)整量差值上行線約為15，9，2 mm，下行線約為14，9，1 mm。

可知1#墩位置差值較大，0#墩和2#墩差值較小，1#墩墩高48.5 m，0#墩橋臺(tái)高2.5 m，2#墩墩高8.85 m，根據(jù)混凝土熱膨脹計(jì)算公式可以計(jì)算[5-6]出溫度提高17.5 ℃時(shí)48.5 m橋墩伸長(zhǎng)約10 mm；溫度提高11.5 ℃時(shí)48.5 m橋墩伸長(zhǎng)約6 mm。

以小車導(dǎo)出的數(shù)據(jù)為調(diào)整值，3次精測(cè)相比較，1#墩處軌面12 ℃時(shí)與19，25 ℃時(shí)相比變化了約7 mm和6 mm左右?？傮w看來(lái)巷坑大橋軌面高程變化主要因溫度影響橋墩伸縮變化引起。

靜態(tài)絕對(duì)測(cè)量得到的中線調(diào)整量見(jiàn)圖5。

圖5　精測(cè)中線調(diào)整量

從圖5可以得出下行線2015年7月28日所測(cè)K1338+450處有明顯中線搭接誤差，中線變化均在2 mm 以內(nèi)，中線基本穩(wěn)定。

4　動(dòng)態(tài)相對(duì)測(cè)量結(jié)果及分析

2015年動(dòng)態(tài)檢測(cè)車得到的長(zhǎng)波高低不平順數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　長(zhǎng)波高低(不平順)　mm

從表1可知，隨溫度變化，長(zhǎng)波高低值呈規(guī)律性變化，溫度上升，高低峰值變大，溫度下降，高低峰值變小。

對(duì)比1月份與8月份動(dòng)檢波形圖左、右高低無(wú)變化，120 m長(zhǎng)波左、右高低變化值最大為2.99 mm，動(dòng)檢120 m長(zhǎng)波Ⅰ級(jí)超限管理值為±7 mm[7]，K1338+481附近120 m長(zhǎng)波高低峰值+2 mm，未超過(guò)Ⅰ級(jí)超限管理值。

溫度引起的高墩伸縮將一定程度影響相對(duì)幾何尺寸，造成長(zhǎng)波高低值的規(guī)律性變化，變化范圍在3 mm之內(nèi)。

5　結(jié)論

1)從精測(cè)數(shù)據(jù)分析情況來(lái)看，巷坑大橋1#墩位置軌面高程變化系溫度變化造成橋墩伸縮引起，高墩位置處軌面絕對(duì)高程隨溫度變化大約為1 mm/℃，中線基本穩(wěn)定，上下行基本一致；從動(dòng)態(tài)檢測(cè)情況來(lái)看，動(dòng)檢存在長(zhǎng)波高低隨溫度規(guī)律性變化，變化范圍在3 mm之內(nèi)。

2)高速鐵路無(wú)砟軌道的線型調(diào)整通常通過(guò)扣件調(diào)整恢復(fù)其正常的幾何形狀，而扣件的調(diào)整量為+26～-4 mm，當(dāng)出現(xiàn)高點(diǎn)進(jìn)行落道調(diào)整時(shí)最大調(diào)整量只有-4 mm，并且考慮到溫度對(duì)幾何尺寸的影響，現(xiàn)場(chǎng)精調(diào)控制長(zhǎng)波高低相對(duì)值在3 mm范圍內(nèi)，并且使用6 mm厚軌向橡膠墊板，能夠有效保證高溫及低溫情況下長(zhǎng)波高低不超限，且留有足夠的落道調(diào)整量，防止影響列車通過(guò)舒適性及對(duì)軌道結(jié)構(gòu)受力不利，確保高速鐵路行車平穩(wěn)、舒適，線路設(shè)備安全、優(yōu)質(zhì)。

[1]劉學(xué)毅,王平.車輛-軌道-路基系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社,2010.

[2]何華武.無(wú)砟軌道技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

[3]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB 10601—2009高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范[S].北京:中國(guó)鐵道出版社，2010.

[4]中華人民共和國(guó)鐵道部.TB 10621—2014高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社,2014.

[5]過(guò)鎮(zhèn)海,時(shí)旭東.鋼筋混凝土原理和分析[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003.

[6]西南交通大學(xué).高速鐵路養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)研究[R].成都:道路與鐵道工程實(shí)驗(yàn)室，2011.

[7]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)[2012]83號(hào)高速鐵路無(wú)砟軌道線路維修規(guī)則(試行)[S].北京:中國(guó)鐵道出版社，2012.