大西客專不同軌下基礎及其過渡段軌道結構動力性能試驗研究

劉江川，張歡

(1.大西鐵路客運專線有限責任公司，山西太原030027;2.高速鐵路軌道技術國家重點實驗室，北京100081)

大西客專不同軌下基礎及其過渡段軌道結構動力性能試驗研究

劉江川1，張歡2

(1.大西鐵路客運專線有限責任公司，山西太原030027;2.高速鐵路軌道技術國家重點實驗室，北京100081)

高速鐵路建設經常會遇到不同軌下基礎及其連接處的過渡段，由于強度、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、隧道內無砟軌道布置測點，測試了動車組在160～275 km/h運行條件下軌道結構動力響應，評估了列車運行平穩性、軌道結構穩定性和振動特性。測試結果表明:列車運行穩定性指標、軌道結構穩定性和振動參數均滿足相關標準要求，軌道結構動力性能參數在橋上和隧道內與路橋過渡段、橋隧過渡段差別不大，過渡段設置合理。

不同軌下基礎 過渡段 動力性能

1 工程概況

大同至西安客運專線北起山西大同，經朔州、忻州、太原、晉中、臨汾、運城、渭南等9市31縣(區)至陜西西安，全長859 km。大西客專截至目前已通車運營太原南至西安北段，該段設計速度為250 km/h，按一次性鋪設跨區間無縫線路設計，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跨地裂縫地段鋪設有砟軌道外，其余均鋪設CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道。鋪設CRTSⅠ型雙塊式無砟軌道地段采用WJ-8A型扣件系統。

2 測試內容

選擇4處有代表性的不同軌下基礎及其過渡段進行軌道結構動力性能測試，測試工點概況如表1所示。

表1 測試工點概況

測試動車組為CRH2C型動車組，測試內容如下:

①列車運行穩定性指標主要測試輪軌垂直力和水平力，計算動車組內外輪脫軌系數、輪重減載率及輪軸橫向力;②軌道結構動荷載主要測試輪軌垂直力;③軌道結構穩定性主要測試鋼軌橫向位移、鋼軌動態軌距變化量;④軌道垂向剛度主要測試鋼軌垂向位移;⑤軌道結構振動主要測試鋼軌和道床板的垂向振動加速度。

3 試驗結果分析

測試動車組通過地面5個測點時速度級分別為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最大值及平均值統計，圖1—圖3為列車運行穩定性指標隨速度變化的測試結果。

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

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在路橋過渡段，動態軌距變化量最大值出現在橋隧過渡段。鋼軌振動加速度最大值出現在楊家原隧道內。

總體上來看，橋上無砟軌道、隧道內無砟軌道和路橋、橋隧過渡段無砟軌道實測列車運行穩定性指標、軌道結構穩定性和軌道結構振動參數均無明顯變化，各參數均在規定限值內，能夠滿足動車組的運行要求。

表2 列車運行穩定性指標及動荷載最大值、平均值統計

表3 軌道結構變形及振動加速度最大值、平均值統計

圖1 脫軌系數最大值、平均值與列車速度關系

圖2 輪重減載率最大值、平均值與列車速度關系

圖3 輪軸橫向力最大值、平均值與列車速度關系

4 結語

本文對大西客專不同軌下基礎及其過渡段軌道結構動力性能進行了分析，結果表明，列車運行穩定性指標、軌道結構穩定性和軌道結構振動參數均滿足相關標準要求，軌道結構動力性能參數在橋上和隧道內與路橋過渡段、橋隧過渡段差別不大，過渡段設置合理有效。隨著線路投入運營，運力不斷增加，過渡段軌道狀態保持難度加大，應加強過渡段的監測。

［1］趙強.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.不同軌下基礎軌道連接的動力特性分析［J］.鐵道學報，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，2009.

［4］楊樺.不同軌下基礎狀態對列車—軌道系統豎向振動響應的影響研究［D］.長沙:中南大學，2007.

［5］中華人民共和國鐵道部.TB 10761—2013高速鐵路工程動態驗收技術規范［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［M］.北京:中國鐵道出版社，1988.

(責任審編李付軍)

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。