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)實驗室，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)動力性能試驗研究

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)實驗室，北京100081)

高速鐵路建設(shè)經(jīng)常會遇到不同軌下基礎(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)無砟軌道布置測點(diǎn)，測試了動車組在160～275 km/h運(yùn)行條件下軌道結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)，評估了列車運(yùn)行平穩(wěn)性、軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和振動特性。測試結(jié)果表明:列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)、軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和振動參數(shù)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，軌道結(jié)構(gòu)動力性能參數(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)計速度為250 km/h，按一次性鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路設(shè)計，鋼軌采用60 kg/m、100 m定尺長、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)動力性能測試，測試工點(diǎn)概況如表1所示。

表1 測試工點(diǎn)概況

測試動車組為CRH2C型動車組，測試內(nèi)容如下:

①列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)主要測試輪軌垂直力和水平力，計算動車組內(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)動荷載主要測試輪軌垂直力;③軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性主要測試鋼軌橫向位移、鋼軌動態(tài)軌距變化量;④軌道垂向剛度主要測試鋼軌垂向位移;⑤軌道結(jié)構(gòu)振動主要測試鋼軌和道床板的垂向振動加速度。

3 試驗結(jié)果分析

測試動車組通過地面5個測點(diǎn)時速度級分別為160，180，200，210，220，230，240，250，260，270，275 km/h。表2和表3為測試的各試驗參數(shù)最大值及平均值統(tǒng)計，圖1—圖3為列車運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)隨速度變化的測試結(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、道床板振動加速度最大值都出現(xiàn)在路橋過渡段，動態(tài)軌距變化量最大值出現(xiàn)在橋隧過渡段。鋼軌振動加速度最大值出現(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測列車運(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)，能夠滿足動車組的運(yùn)行要求。

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

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

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

本文對大西客專不同軌下基礎(chǔ)及其過渡段軌道結(jié)構(gòu)動力性能進(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)振動參數(shù)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，軌道結(jié)構(gòu)動力性能參數(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。

［1］趙強(qiáng).京滬高速鐵路黃河大橋有砟—無砟過渡段動力性能研究［J］.鐵道建筑，2014(6):138-141.

［2］蔡成標(biāo).不同軌下基礎(chǔ)軌道連接的動力特性分析［J］.鐵道學(xué)報，2002，24(2):79-82.

［3］郭積程.高速鐵路路基上有砟軌道與無砟軌道過渡段研究［D］.北京:北京交通大學(xué)，2009.

［4］楊樺.不同軌下基礎(chǔ)狀態(tài)對列車—軌道系統(tǒng)豎向振動響應(yīng)的影響研究［D］.長沙:中南大學(xué)，2007.

［5］中華人民共和國鐵道部.TB 10761—2013高速鐵路工程動態(tài)驗收技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2013.

［6］朱玉明.客貨共線鐵路雙塊式無砟軌道動力響應(yīng)測試分析［J］.鐵道建筑，2013(7):127-128.

［7］韋有信.高速鐵路過渡段剛度最佳過渡方式研究［J］.鐵道建筑，2011(11):71-73.

［8］曾樹谷.鐵路軌道動力測試技術(shù)［M］.北京:中國鐵道出版社，1988.

(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，高級工程師。