大西客專不同軌下基礎(chǔ)及其過渡段軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能試驗(yàn)研究

劉江川，張歡

(1.大西鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司，山西太原030027;2.高速鐵路軌道技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

大西客專不同軌下基礎(chǔ)及其過渡段軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能試驗(yàn)研究

劉江川1，張歡2

(1.大西鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司，山西太原030027;2.高速鐵路軌道技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081)

高速鐵路建設(shè)經(jīng)常會(huì)遇到不同軌下基礎(chǔ)及其連接處的過渡段，由于強(qiáng)度、剛度、沉降等差異的存在必然會(huì)引起過渡段軌道的變形，產(chǎn)生不平順［1］。通過在大西客專路橋過渡段、橋上無砟軌道、橋隧過渡段、隧道內(nèi)無砟軌道布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)試了動(dòng)車組在160～275 km/h運(yùn)行條件下軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，評(píng)估了列車運(yùn)行平穩(wěn)性、軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和振動(dòng)特性。測(cè)試結(jié)果表明:列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)、軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和振動(dòng)參數(shù)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能參數(shù)在橋上和隧道內(nèi)與路橋過渡段、橋隧過渡段差別不大，過渡段設(shè)置合理。

不同軌下基礎(chǔ) 過渡段 動(dòng)力性能

1 工程概況

大同至西安客運(yùn)專線北起山西大同，經(jīng)朔州、忻州、太原、晉中、臨汾、運(yùn)城、渭南等9市31縣(區(qū))至陜西西安，全長(zhǎng)859 km。大西客專截至目前已通車運(yùn)營太原南至西安北段，該段設(shè)計(jì)速度為250 km/h，按一次性鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路設(shè)計(jì)，鋼軌采用60 kg/m、100 m定尺長(zhǎng)、非淬火無螺栓孔U71MnG新軌，正線除K326+988—K327+534和K334+414—K334+810跨地裂縫地段鋪設(shè)有砟軌道外，其余均鋪設(shè)CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道。鋪設(shè)CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道地段采用WJ-8A型扣件系統(tǒng)。

2 測(cè)試內(nèi)容

選擇4處有代表性的不同軌下基礎(chǔ)及其過渡段進(jìn)行軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能測(cè)試，測(cè)試工點(diǎn)概況如表1所示。

表1 測(cè)試工點(diǎn)概況

測(cè)試動(dòng)車組為CRH2C型動(dòng)車組，測(cè)試內(nèi)容如下:

①列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)主要測(cè)試輪軌垂直力和水平力，計(jì)算動(dòng)車組內(nèi)外輪脫軌系數(shù)、輪重減載率及輪軸橫向力;②軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)荷載主要測(cè)試輪軌垂直力;③軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性主要測(cè)試鋼軌橫向位移、鋼軌動(dòng)態(tài)軌距變化量;④軌道垂向剛度主要測(cè)試鋼軌垂向位移;⑤軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)主要測(cè)試鋼軌和道床板的垂向振動(dòng)加速度。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

測(cè)試動(dòng)車組通過地面5個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)速度級(jí)分別為160，180，200，210，220，230，240，250，260，270，275 km/h。表2和表3為測(cè)試的各試驗(yàn)參數(shù)最大值及平均值統(tǒng)計(jì)，圖1—圖3為列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)隨速度變化的測(cè)試結(jié)果。

從表2和圖1—圖3中可以看出，脫軌系數(shù)最大值、輪軸橫向力最大值、輪軌垂直力最大值都出現(xiàn)在路橋過渡段，輪重減載率最大值出現(xiàn)在橋隧過渡段。

從表3可以看出，鋼軌橫向位移、垂向位移最大值、道床板振動(dòng)加速度最大值都出現(xiàn)在路橋過渡段，動(dòng)態(tài)軌距變化量最大值出現(xiàn)在橋隧過渡段。鋼軌振動(dòng)加速度最大值出現(xiàn)在楊家原隧道內(nèi)。

總體上來看，橋上無砟軌道、隧道內(nèi)無砟軌道和路橋、橋隧過渡段無砟軌道實(shí)測(cè)列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)、軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)均無明顯變化，各參數(shù)均在規(guī)定限值內(nèi)，能夠滿足動(dòng)車組的運(yùn)行要求。

表2 列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)及動(dòng)荷載最大值、平均值統(tǒng)計(jì)

表3 軌道結(jié)構(gòu)變形及振動(dòng)加速度最大值、平均值統(tǒng)計(jì)

圖1 脫軌系數(shù)最大值、平均值與列車速度關(guān)系

圖2 輪重減載率最大值、平均值與列車速度關(guān)系

圖3 輪軸橫向力最大值、平均值與列車速度關(guān)系

4 結(jié)語

本文對(duì)大西客專不同軌下基礎(chǔ)及其過渡段軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)、軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能參數(shù)在橋上和隧道內(nèi)與路橋過渡段、橋隧過渡段差別不大，過渡段設(shè)置合理有效。隨著線路投入運(yùn)營，運(yùn)力不斷增加，過渡段軌道狀態(tài)保持難度加大，應(yīng)加強(qiáng)過渡段的監(jiān)測(cè)。

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(責(zé)任審編李付軍)

U211.5

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.05.30

1003-1995(2015)05-0122-03

2014-12-10;

2015-02-13

劉江川(1963—)，男，安徽碭山人，高級(jí)工程師。