上海磁浮示范運營線線形動態檢測數據的分析和應用

王悅婷

(上海磁浮交通發展有限公司,201204,上海∥工程師)

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上海磁浮示范運營線線形動態檢測數據的分析和應用

王悅婷

(上海磁浮交通發展有限公司,201204,上海∥工程師)

上海磁浮示范運營線線形動態檢測設備的數據中,線路長波偏差能反映整條線路軌道的長波偏差情況。詳細闡述了應用線路長波偏差分析線路狀態,進行跟蹤、制定線路維護方案的原則及方法。以上海磁浮示范運營線為例,對線路維護方案的效果進行了驗證。驗證結果表明,根據動態監測的長波偏差進行線路維護是可行的。

上海磁浮示范運營線; 線形; 動態檢測; 數據分析和應用

Author′s address Shanghai Maglev Transportation Development Co.,Ltd., 201204,Shanghai,China

隨著城市軌道交通的發展,便捷、經濟的車載動態線路檢測設備已成為線路檢測發展的新趨勢[1]。近年來,上海磁浮示范運營線也逐步采用動態線路檢測設備對線形進行檢測、跟蹤、管理和維護[2-3],不但節約了工作成本,還提高了工作效率。

上海磁浮示范運營線線形動態檢測設備測量數據包括長波偏差和局部偏差。長波偏差包括支墩的沉降及傾斜,主要反映磁浮線路的平順性和乘坐的舒適性。局部偏差包括梁端偏差和折角,主要反映線路的安全性。其中,梁端偏差和折角要求不能超過設計指標。本文主要介紹在磁浮線路管理和維護中,長波偏差數據在線形跟蹤、維護和管理上的應用。

上海磁浮示范運營線線形動態檢測系統通過硬件設備來采集軌道左右側懸浮加速度、懸浮氣隙、導向加速度、導向氣隙和速度信號,通過分析軟件計算獲得線路長波偏差和支墩位置長波偏差。其中,線路長波偏差能反映整條軌道的長波偏差情況,而支墩位置長波偏差則只反映支墩位置的長波偏差。在上海磁浮示范運營線的線路維護中,支墩位置長波偏差比線路長波偏差更有意義。這是因為通過擬合支墩位置的長波偏差得到的擬合值與實際值差值是指導線路維護的重要依據。

1 全線狀態分析

通過分析全線長波偏差的分布,可掌握上海磁浮示范運營線全線長波偏差的范圍、最大值及最大值所在的支墩位置。

1.1 長波偏差分布

全線參與統計的支墩共計2 114個。如以向右偏差為正,則對支墩位置長波偏差結果進行分析,可得到導向面和懸浮面的分布情況(如圖1、圖2所示)。

圖1 上海磁浮示范運營線導向面長波偏差分布

從圖1 可以看出,導向面支墩位置的長波偏差值集中于-6～6 mm,處于該范圍的支墩共計2 100個,占總數的99.3%。懸浮面支墩位置的長波偏差值集中于-4～4 mm,處于該范圍的支墩共計2 099個,占總數的99.3%。

圖2 上海磁浮示范運營線懸浮面長波偏差分布

1.2 長波偏差最大值

根據長波偏差結果,導向面長波偏差最大值為8.927 mm,懸浮面長波偏差最大值為4.765 mm。

據此可擬定導向面長波偏差的限值為6 mm,懸浮面長波偏差的限值為4 mm。超出限值的支墩位置將一直處于長期監測觀察范圍中,最終將通過調梁手段使其達到理想狀態。

通過上述分析,得知了上海磁浮示范運營線全線長波偏差的最值和對應支墩位置,可為線路維護和管理提供指導。

2 長波偏差變化跟蹤

根據長波偏差結果比較全線各個支墩位置長波偏差值,可得到支墩位置長波偏差結果的對比圖線。圖3為2014～2016年的上海磁浮軌道右側導向面長波偏差,以此為例分析長波偏差變化情況。

圖3 2014—2016年上海磁浮示范運營線軌道右側導向面長波偏差

由圖3可見,P0420、P0424及P0428支墩的導向面長波偏差發生了較大變化。追蹤歷史資料并分析可以發現,P0420支墩的長波變化是由2015年線路調整線形引起的,其實測數值在正常范圍內。P0424和P0428支墩第一次長波偏差變化是由2014年和2015年的周邊施工導致的軌道偏差而引起的;第二次此兩處位置長波偏差變化則是由2016年線形調整維護引起的。且實測數值在正常范圍內。

通過上述分析可知,通過對比長波偏差變化曲線可得到長波偏差變化位置。結合相關資料即可查找線路變化原因,便于線路進一步維護和管理。

3 基于長波偏差結果的線路維護

3.1 確定支座調整量,制定維護方案

基于上海磁浮示范運營線線形動態檢測數據分析可確定支座調整量、制定維護方案。由于磁浮線路長波偏差僅針對軌道功能面而言,因而線路維護主要通過調整軌道梁支座來實現。首先,分析線路長波偏差結果,得到軌道導向面、左側懸浮面和右側懸浮面的調整量;然后,將功能面的調整量轉換為相應的支座的調整量。上海磁浮示范運營線部分典型支座調整量如表1所示。

表1 上海磁浮示范運營線部分典型支座調整量

3.2 驗證維護效果

以表1中的P0100、P0210支墩為例進行線路維護效果驗證。首先,分別計算支墩位置在維護前的長波數據;然后,計算得到需調整的偏差量(見表1);最后,對比驗證調整后的線形效果。圖4～圖5為2014年9月(線形調整前)及2015年8月(線形調整后) P0100支墩附近導向面,P0210支墩附近懸浮面的長波偏差曲線。

圖4 P0100支墩附近導向面長波偏差變化

圖5 P0210支墩附近懸浮面長波偏差變化

相鄰2個支墩間距為1根梁的梁長。從圖4～5可以看出,維護后的線路長波偏差比維護前的長波偏差明顯減小,而且維護后的線路長波偏差曲線較維護前的長波偏差曲線更加平順。

通過上述分析可知,支墩位置的長波偏差值不僅可以指導線路維護方案的制定,而且還可驗證線路維護的效果。分析驗證結果表明,根據動態檢測的長波偏差進行線路維護是可行的。

4 結語

通過對上海磁浮示范運營線動態線路檢測數據的分析和應用,能實現對線形進行檢測、跟蹤、管理和維護。這樣不但節約了工作成本,還提高了工作效率。根據線路長波偏差曲線和支墩位置長波偏差結果對上海線動態線路數據進行分析。其具體應用表現在以下方面:

(1) 通過分析全線長波偏差的分布,可掌握上海磁浮示范運營線全線長波偏差的范圍、最值及最值所在的支墩位置。

(2) 通過分析、跟蹤和對比長波偏差數據的變化,可掌握全線線路變化的發生位置和變化程度,便于對全線線路進行管理和維護。

(3) 通過分析長波偏差數值,可編制線路維護方案,并對比驗證線路維護效果。已有的驗證結果證實,通過動態檢測的長波偏差進行線路維護是可行的。

[1] 魏世斌,劉伶萍,趙延峰,等.高速軌道檢測系統[J].鐵路技術創新,2012(1):123.

[2] 王悅婷.高速磁浮交通線路線形的動態檢測[J].城市軌道交通研究,2015(6):123.

[3] 朱志偉,葉豐,袁亦竑,等.高速磁浮上海示范線線形維護實踐[C]//國際磁浮委員會.第23屆國際磁浮交通學術會議論文集.柏林:國際磁浮委員會,2016.

Analysis and Application of Dynamic Detection Data for Shanghai Maglev Train Alignment

WANG Yueting

In Shanghai Maglev Train alignment dynamic detection data,the line long wave deviation could reflect the wave deviation situation on the whole line.In this paper,the application of line long wave deviation in line status analysis,the principle and method of line tracking and maintenance are described in detail.With Shanghai Maglev Train as the example,the effect of line maintenance plan is verified,and the result shows it is feasible to extend line maintenance by using the dynamic detection data of the line long wave deviation.

Shanghai Maglev Train; alignment; dynamic detection; data analysis and application

U237.94

10.16037/j.1007-869x.2017.06.022

2017-01-11)