武广客专第四阶段轨道不平顺设置方案报批稿1119Word文档下载推荐.docx
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研究较大幅值的轨道不平顺对实车运行的动力学影响。
完善《武广客运专线轨道不平顺管理标准和弹性垫板刚度试验大纲》的研究内容。
充分验证高速铁路350km/h动静态轨道不平顺容许偏差管理值。
2．现行300～350km/h轨道管理标准
轨道几何状态按《客运专线300~350km/h轨道不平顺管理标准建议值》（科技基[2008]65号）进行评定，相应管理值见表1~2。
表1 客运专线300～350km/h轨道静态几何尺寸容许偏差管理值（正线）
项目
作业验收
临时补修
限速200km/h
轨距（mm）
+1、-1
+5、-3
+6、-4
高低（mm）
2
7
8
轨向（mm）
5
6
水平（mm）
1
扭曲（mm/6.25m）
注：
①高低偏差为10m弦测量的最大矢度值；
②轨向偏差，直线为10m弦测量的最大矢度值。
表2 客运专线350km/h轨道不平顺动态管理值
作业验收管理值
计划维修管理值
舒适度管理值
临时补修管理值
限速
200km/h
超限等级
-
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
42m波长
3
10
11
4
120m波长
9
12
15
+3、-2
+4、-3
+7、-5
+8、-6
扭曲（mm）
车体垂直加速度（m/s2）
1.0
1.5
2.0
2.5
车体水平加速度（m/s2）
0.6
0.9
①表中管理值为轨道不平顺实际幅值的半峰值。
②高低、轨向不平顺偏差管理值按照轨道实际情况评定。
③水平偏差管理值不包含曲线按照设计规定设置的超高量及超高顺坡量。
④扭曲基长为2.5m，偏差管理值包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量。
严格控制连续三波及多波轨向、水平不平顺和轨向水平逆向复合不平顺。
将连续3波以上的轨向（波长为20～30m）不平顺幅值控制在4mm以内。
3．先期工作情况
根据大纲要求，结合武广客专联调联试试验，第一和二阶段主要利用现场既有的轨道不平顺积累数据，第三阶段地面人工设置轨道不平顺来补充现场不存在的轨道不平顺类型。
表3各阶段选取和设置的典型轨道不平顺统计
阶段
区段
方式
个数
最大幅值
第一阶段
咸宁～长沙
选取
轨距
+3～-4
高低
2+1
4.5
轨向
3+1
三角坑
水平
3.5
第二阶段
长沙～耒阳
+3.7
第三阶段
耒阳～乐昌
设置
3（10m）、4（10、40m）
5.3（10、40m）5.4（10m）
无论选取还是设置的轨道不平顺均不超过静态临时补修的幅值，车上和地面动力学数据的初步分析结果均未显示有超过限制标准的情况发生。
4．轨道不平顺设置要求
4.1设置原则
（1）实设轨道不平顺位置选择理论上可持续运行350km/h的直线段（避开道岔区和过渡段等簿弱地点）进行设置。
（2）为了试验行车组织方便，仅在单一行别上设置。
（3）设置轨道不平顺区域内其它非相关轨道不平顺项目应符合动静态验收标准的规定。
（4）两个实设轨道不平顺间距应不小于300m。
（5）对理论分析可能会产生较大动力学响应的预设项目集中设置在试验段的一端，便于试验组织。
4.2设置项目、数量、幅值
现场预设轨道不平顺项目包括：
轨距、轨距变化率、水平、三角坑、高低、轨向、复合不平顺（水平+轨向）、连续三波高低、连续三波轨向、连续交替轨向等九项，预设数量总共28个，预设延展长度约8400m，预设轨道不平顺项目幅值见表4。
表4补充预设轨道不平顺数量及幅值
项目号
序号
设置项目
幅值
（mm）
峰值长度
（枕数）
变化率或基长
1、2
（轨距变化率）
+7mm
变化率为1/1000和1/1500各1处
3、4
-5mm
+6mm
变化率1/1000
+5mm
采用2.5m基长
采用3m基长
采用10m基长
13
+8mm
14
+9mm
Ⅴ
16
Ⅵ
17、18
水平+轨向
复合不平顺
+6/-4mm
19、20
+5/-5mm
21、22
+6/-5mm
Ⅶ
23、24
连续三波高低
Ⅷ
25、26
连续三波轨向
Ⅸ
27、28
连续交替轨向
+4mm
采用5m基长
4.3设置轨道不平顺和地面标志方式示意图
（1）轨道几何不平顺设置示意图
轨道几何不平顺设置工矿示意图详见图1～图8。
图1轨距不平顺波形
图2三角坑不平顺波形
图3高低不平顺波形
图4轨向不平顺波形
图5水平和轨向复合不平顺波形
图6连续三波高低不平顺波形
图7连续三波轨向不平顺波形
图8连续交替轨向不平顺波形
（2）地面不平顺标识杆
安装地面标识杆是为了使CRH-068C检测车上轨检和动力学检测结果在空间定位上更加精确和方便。
标识杆采用绝缘轨距拉杆，在选取的不平顺幅值最大值处两侧各20米安装，每个位置并排安装2根。
示意图如图9。
图9绝缘轨距拉杆安装示意图
（3）里程校对系统
采用新型射频标签为轨检和动力学测试系统提供地面里程校核。
系统工作原理和标签设置示意图如图10。
图10里程校对系统示意图
4.4轨道几何不平顺设置位置
为确保试验列车具有足够的加速区间（达到350km/h需要38km），确保轨道几何不平顺位置能够达到350km/h运行速度，动车组运行区间在长沙南（k1586+960）～衡山西（k1706+454）间，共119.494km，轨道几何不平顺计划设置在下行线，设置位置仅可在k1633～k1666区间的直线地段选择，具体设置位置在k1646～k1650、k1657～k1663、k1665～k1667区段。
5．试验流程
图11试验流程
6．分工及配合条件
6.1分工
（1）部运输局负责协调和最终审核；
铁科院负责动态试验的组织和计划编制；
广铁集团负责行车指挥和计划实施；
广铁集团和武广客专公司负责轨道几何不平顺设置的组织与实施；
（2）铁科院负责选取预设轨道几何不平顺的区段、位置和幅值；
并负责轨检车、CRH2-068C和CRH5-T001号高速综合检测列车的轨道几何状态检测试验和数据分析；
（3）广铁集团和武广客专公司根据铁科院提供的轨道几何不平顺预设项目和幅值位置，负责现场轨道几何不平顺设置，并利用静态检测小车对预设结果进行复核；
（4）铁科院负责CRH2-068C和CRH3-013动车组车辆动力学和三断面加速度的检测，并对动态测试数据进行处理分析；
（5）铁科院负责选取地面特征点，并对所选轨道几何不平顺位置进行地面轨道动力学监测和数据处理分析。
6.2配合条件
（1）广铁集团和武广客专公司负责在预设轨道不平顺项目前，为铁科院提供详实的检测小车实测轨道几何状态数据（静态检测数据格式应为“CSV”文件形式），作为铁科院对现场轨道几何不平顺幅值设置大小的计算依据；
（2）铁科院负责给广铁集团和武广客专公司提供轨道不平顺预设项目和幅值大小，铁科院负责动车组试验过程中各速度级试验的安全确认；
（3）铁科院根据地面轨道不平顺设置情况进行地面传感器布置；
（4）试验时逐级提速，铁科院密切监控动力学各项指标，CRH2-068C和CRH3-013动车组遇到超过安全标准的，则立即通知指挥组限速或停止试验；
（5）广铁集团地面预设轨道几何不平顺需要的条件：
①配备三个预设组进行地面轨道几何不平顺设置；
②每组大约需要10人，其中2人负责松扣件，4人负责更换，2人负责复紧，2人协助运输和测量；
③测量和调整机具配置见表5；
表5每组测量和调整机具配置
名称
用途
松紧扣件的扳手
松紧扣件
起道机
用于更换调高垫板
运料小车
能在钢轨上推行，由于设置间隔大，
调整件和机具多，必须配置以提高效率
道尺
粗测轨距和水平
弦线
粗测高低和轨向
移动照明设备
若干
如夜间作业需配备
④绝缘轨距拉杆按每处4根准备；
⑤扣件和调高垫板用量估算见表6，注意，表中数据是假设现场幅值均为0的前提计算的，实际用量需要获得静态检测数据后方能精确计算。
表6扣件和调高垫板用量估算
轨距挡块（mm）
调高垫板（mm）
Ap20
±
＋2
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7
＋8
24
合计
130
136
158
190
114
32
18
104
96
120
88
74
31
表中明细数据为设置1处的用量。
7．测试和处理方法
7.1静态测量
采用精调小车检测，主要检测轨距、超高、水平、三角坑、高低和轨向等，高低和轨向需要输出基长为30和300m的测量值；
。
检测次数：
现场轨道不平顺项目预设前（轨道初始状态）、预设完成后（预设轨道实际状态）、动态试验完成后（恢复轨道初始状态）各检测1次。
7.2动态测量
动态测量分别采用160km/h轨检车、250km/h综合检测列车、350km/h试验列车和地面测量方法进行轨道几何检测和动力学测试。
（1）轨道几何检测项目：
包括不同波长高低和轨向；
轨距、轨距变化率；
超高、水平、三角坑（扭曲）；
曲率、曲率变化率等。
（2）车载动力学测试项目：
主要包括：
轮轨力：
左右车轮垂向力、横向力、脱轨系数、减载率；
三断面加速度，以及构架横向稳定性指标，车体平稳性和舒适性指标：
车头左右轴箱、构架、车体的垂向和横向加速度；
车尾左右轴箱、构架、车体的垂向和横向加速度；
中间车左右轴箱、构架、车体的垂向和横向加速度。
（3）地面动力学测试项目：
在选择高低、轨向、三角坑、复合不平顺和三波轨向等五处不平顺的设置地点进行测试。
主要测试项目为：
脱轨系数、减载率、横向力、垂直力、钢轨位移（垂向、横向）。
7.3检测次数
试验期间，每天试验前采用160km/h检测列车对轨道、接触网和信号设备状态进行检测确保基础设施状态正常。
采用动车组进行逐级提速试验，主要进行动力学测试和轨道检测。
CRH2-068C：
160km/h一趟、200、220km/h各二趟、250、280、300、310、320、330、340、350km/h各三趟，共29趟。
计划二天完成。
CRH3-013：
250、300、320、330、340、350km/h速度级，每级往返共三次，共18趟。
计划一天完成。
0号高速综合检测列车：
250km/h往返共三趟。
计划和CRH3-013同天进行。
7.4数据处理
连续检测和记录检测数据，应根据检测波形和线路设备台帐信息编辑检测数据，剔除检测数据中的干扰值。
检测系统应具备同步定位和地面标志识别功能，能区分路基、桥梁、隧道和过渡段等结构。
动力学稳定性和平稳性指标检测、处理和计算方法应符合《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》（GB5599）的相关规定。
8．试验区段和试验安排
8.1试验区段
长沙南（k1586+960）～衡山西（k1706+454）间，共119.494km，轨道不平顺设置在下行线，采取拉锯方式进行CRH2-068C、CRH3-013和0号高速综合检测列车动态试验。
8.2试验安排
轨道几何不平顺管理标准补充试验时间计划2009年11月24日～30日。
具体时间安排如下：
轨道不平顺设置、地面测点设置与静态检测：
计划2天，11月24～25日。
CRH2-068C和CRH3-013拉锯试验：
计划3天，11月26～28日。
0号高速综合检测列车安排一天的往返检测。
轨道几何状态恢复、地面测点拆除与静态复核：
计划1天，11月29日。
地面几何状态检测列车和动车组确认：
计划1天，11月30日。
8.3试验步骤
（1）动车组动态试验前，先开行轨检车进行轨道几何不平顺全项目160km/h及以上速度检测，检测其轨道几何不平顺变化情况；
（2）动车组试验速度由低到高速度逐级进行。
按CRH2-068C和CRH3-013的顺序进行速度试验。
0号高速综合检测列车按时速250公里进行检测。
9．试验条件
（1）所有现场预设轨道不平顺设置完成后，应开行160km/h综合检测列车进行动态确认。
确认动态结果必须满足350km/h动态运行限速安全的要求。
（2）动车组试验过程中，每个速度档提速试验前，在确保不影响运行安全的基础上，方可进行下一个速度档的试验。
一旦发现影响动车运行安全的轨道不平顺指标和动力学指标，即停止更高速度级别试验。
（3）车辆动力学安全评价标准
①脱轨系数：
Q/P≤0.8；
②轮重减载率：
ΔP/P≤0.8；
当ΔP/P>
0.8时停止提速（间断式测力轮对连续出现两个峰值减载）；
③轮轴横向力：
H≤10+P0/3；
P0为静轴重；
④横向稳定性：
当构架加速度滤波0.5～10Hz、峰值有连续振动6次以上达到或超过极限值8～10m/s2（与转向架构架设计相适应）时，判定转向架失稳，即停止提速。
10．应急预案
应急预案参照武广客运专线联调联试及试运行大纲，由广铁集团负责具体实施。
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