石景林

（中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司 天津 300450）

1 概況

武咸城際鐵路是武漢至咸寧市的城際鐵路，簡稱武咸城際，經(jīng)由武昌火車站始發(fā)，途徑京廣線余家灣車站，進(jìn)入余花聯(lián)絡(luò)線至南湖東站，武咸城際起始南湖東站，經(jīng)過11座客運站，湯遜湖站、廟山站、普安站、紙坊東站、烏龍泉南站、土地堂東站、山坡東站、賀勝橋東站、橫溝橋東站、咸寧東站，終點站咸寧站。最短站間距為3.5 km，其中南湖東站、紙坊東站、賀勝橋東站、咸寧南站設(shè)到發(fā)線。武咸城際線路全長76.6 km，其中有砟線路22.5 km，無砟線路長度為53.5 km。設(shè)計最高速度250 km/h，運營速度為200 km/h，無砟軌道采用國產(chǎn)Ⅲ型板式軌道，扣件類型為WJ-8型無砟扣件；有砟軌道采用國產(chǎn)Ⅴ型扣件。

2 動態(tài)檢查情況

武咸城際在進(jìn)入武漢市市區(qū)采用連續(xù)的小半徑曲線，從K0+0至K8+0連續(xù)小半徑曲線，最小半徑為325 m。如表1所示。

表1 正線曲線表

2.1 水平、三角坑的理論情況

水平是軌道同一橫截面上左右軌頂面相對所在水平面的高度差，但不含曲線上按規(guī)定設(shè)置的超高值及超高順坡量。三角坑也稱扭曲，反映了軌頂?shù)钠矫嫘?，若軌頂ABC D四點不在同一平面上，C點到ABD三點組成平面的垂直距離h為扭曲，扭曲會使車輛產(chǎn)生三點支持一點懸空，極易造成脫軌掉道，特別是當(dāng)列車從圓曲線向緩和曲線運行時[1-3]。扭曲h計算為：

△h1為軌道斷面Ⅰ-Ⅰ的水平值?！鱤2為Ⅱ-Ⅱ的水平值。（△h1-△h2面）為基長L時兩軌道的水平差。由此可知，水平已由水平測量系統(tǒng)測出。所以只要按規(guī)定基長取兩斷面的水平差即可得扭曲值，高鐵和城際鐵路的基長設(shè)定為3 m。

2.2 現(xiàn)場實際檢查情況

現(xiàn)場實際檢查是按照此計算方法應(yīng)用，方便簡單，特別是緩和曲線和圓曲線內(nèi)，要求使用偏差值（實際檢查值與設(shè)計值的差值），現(xiàn)場更容易發(fā)現(xiàn)病害。但是與軌檢車和動檢車的檢查出來的在緩和曲線上的三角坑值對應(yīng)不上[4]。

例如：在武咸城際下行K7+619—K8+088曲線。曲線要素：R-550 m；h-140 mm，l-110 m；L-469 m；設(shè)計速度為100 km/h。在武咸城際2013年11月25日前后幾天的聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中出現(xiàn)三角坑按照驗收標(biāo)準(zhǔn)的二級超限（表2），對應(yīng)動檢車檢查的波形圖（圖1）。從動檢車波形圖上檢測的數(shù)據(jù)，進(jìn)入曲線三角坑平均值為3.4 mm，出曲線三角坑平均值為4.2 mm，同樣對檢測的水平也有影響，在進(jìn)入曲線或者出出現(xiàn)的水平也出現(xiàn)了尖點異常[5-6]。

表2 2013年11月25日動檢車檢查Ⅱ級超限

圖1 動檢車波形圖：

現(xiàn)場靜態(tài)檢查情況，使用1級軌距尺：對整條曲線進(jìn)行逐根檢查：具體數(shù)據(jù)：

從表3現(xiàn)場靜態(tài)檢查情況，使用1級軌距尺：對整條曲線進(jìn)行逐根檢查采集的數(shù)據(jù)中不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場水平最小為-1，最大為+0.6。三角坑最大為1.2 mm。與動檢車檢查的數(shù)據(jù)不相符。

軌檢小車檢查情況，同樣是每根軌枕進(jìn)行檢查，最大的水平為+0.8，最小水平為-0.9，三角坑最大為1.3 mm，同樣與動檢車檢查的數(shù)據(jù)不相符。

2.3 動軌檢車數(shù)學(xué)模型

通過數(shù)學(xué)公式變換后可得以下公式

△h3為軌道縱向的單股軌道的高低值?！鱤4為另外一股軌道縱向的單股軌道的高低值。（△h3-△h4）為基長L時兩軌道的高低差。由此可知，水平已由高低測量系統(tǒng)測出[7-10]。所以只要按規(guī)定基長取兩高低差即可得扭曲值，暫按高鐵和城際鐵路驗收標(biāo)準(zhǔn)的基長設(shè)定為3 m?？梢愿鶕?jù)超高順坡率進(jìn)行計算，可得

這就與動檢車檢查的三角坑漂移量相符?，F(xiàn)場實際的三角坑病害1.2mm左右，相加就是動檢車的檢查數(shù)據(jù)，超過250 km/h檢測驗收Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

動檢車檢查的幾何尺寸三角坑存在漂移，而且進(jìn)入曲線的三角坑漂移量要比出曲線的三角坑漂移量要小，其原因是動檢車檢測固定設(shè)備決定的。從動檢車波形圖（圖1）中得出動檢車檢查的數(shù)據(jù)，進(jìn)入曲線三角坑平均值為3.4 mm，出曲線三角坑平均值為4.2 mm，說明車輛系統(tǒng)的減震可以影響三角坑0.4 mm。同樣原因在小半徑曲線上的輪重減載率和脫軌系數(shù)超限也是發(fā)生在出曲線的圓緩點或者緩直點[11-12]。同樣會對檢查的線路水平有影響，在進(jìn)入曲線和出曲線是水平會出現(xiàn)尖點。

在動軌檢車檢查小半徑曲線的數(shù)據(jù)時要進(jìn)行人工干預(yù)，減去現(xiàn)場的漂移量才是現(xiàn)場真實的三角坑數(shù)值，特別是新設(shè)備在動態(tài)驗收時，由于驗收標(biāo)準(zhǔn)高，施工單位和設(shè)備接管單位時間緊任務(wù)重，無砟軌道會越調(diào)越亂，最后不得不將所有調(diào)整件恢復(fù)到原始標(biāo)準(zhǔn)件，重新進(jìn)行精調(diào)，浪費很大的人力和物力。

在動檢車檢查的三角坑漂移的地點極易出現(xiàn)動力學(xué)指標(biāo)（減載率、脫軌系數(shù)）超限。由于設(shè)備本身沒有問題，建議將小半徑曲線的動力學(xué)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行改變，不能按照的350 km/h的驗收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收。

建議新建城際鐵路設(shè)計單位設(shè)計時曲線盡量不采用過小的曲線半徑，同時將設(shè)計的動態(tài)驗收各指標(biāo)的參考值同時發(fā)布。

三角坑漂移的正負(fù)值，之所以變化，是由于車輛運行的方向，也就是進(jìn)出曲線的方向不一樣所決定的。