淺談新建高鐵無砟軌道預鋪系統對標準材料用量的影響

胡海波+金洲+閻亮

摘 要：新建高鐵線路平順和舒適性（TQI指數和動力學指標）與材料的用量一直是困擾高鐵施工的難題，本文通過施工建設中的鋪板數據開發了一種軟件，利用軌道板的現有數據反求各個承軌臺扣件材料的用量，考慮了軌道板的制造誤差、各種復測模式的轉換等可變因素，在首次鋪軌時提供真實線路扣件材料的計劃，大大降低了材料的浪費量。

關鍵詞：高鐵無砟軌道；預鋪系統；標準扣件用量；預鋪軟件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.061

我國高鐵正以前所沒有的速度在大規模擴充，高速鐵路不僅已成為國內鐵路運輸的重要組成部分，也是我國對外展示的一張靚麗的名片。截止到2016年底，我國的高鐵通車里程已經突破2.4萬公里，國內開通的高鐵里程每年都在逐年發展，隨著我國倡導的一帶一路工程的鋪開，中國的高鐵技術在全球鋪開已經勢在必行。這對新建鐵路線路的質量提出了更高的要求，線路軌道綜合指數TQI值也由過去的3.0-3.5提高到2.0左右，甚至更高，這樣勢必造成扣件的更換率高，導致鋪軌初期使用的標準扣件大量的浪費，給建設單位帶來成本的急劇增加。依據已有施工的數據和前期工程的測量成果，在鋪軌前就進行預設調整件方案設計，并尋求一種高效的作業工法，改善現有的作業體系，可以達到快速、高效地完成鋪軌、精測精調作業，同時也最大限度地節省標準扣件使用量。

1 目前國內外精測精調作業情況

國內外普遍采用的軌道調整技術方案是：利用CPIII控制網的成果，采用全站儀自由設站，再配合采用軌道幾何狀態測量儀進行線路測量，人工設計軌道調整的扣件方案，指導作業，采用2-3遍調整直到滿足線路平順性和動力學指標。該技術方案的在新建高鐵階段就表現出作業效率低下的特點，已不適宜于今天的高速鐵路發展，尤其不適合于高鐵線路的大修或維修作業。為了提高工作效率，各個路局陸續開始進行測量和軌道維護的優化方案研究。相對成功的是：采用絕對測量進行線路的線型控制和長波控制，0級軌檢儀進行短波平順性控制的方案，在實踐作業中也取得比較滿意的結果。但這種模式需要使用兩種不同的測量設備，增加了設備成本，而且需要進行多次測量和反復的調整作業，操作流程比較復雜。

國外最先進軌道檢測的代表是德國Gedo CE軌道檢測小車與瑞士Amberg的GRP軌道檢測小車。在我國高鐵發展初期，線路的精測精調普遍采用的方法也是通過Amberg、Gedo或者國產精測設備完成線路絕對坐標的測量，從而指導線路精調。

2 建設單位施工情況

2.1 建設單位施工流程（見圖1）

2.2 存在的幾個問題

流程中無論是調板還是精調都用到了三網合一的CPIII控制網，但前后數據沒有統一利用。

目前調板的定位方式有兩種；利用承軌臺螺栓孔定位和利用承軌槽弧面定位，但兩種定位方式存在誤差，特別是承軌臺螺栓孔中心有0.9mm的垂直度誤差和0.5mm的平面誤差。

施工完成后實際中性線和設計的理論中心線已經有偏差（必然存在），雖然此時的偏差很小（大約在1-2毫米），但在鋪軌前任然假設各個承軌臺在理論中心線所設計的位置進行標準扣件的安放。

大批標準扣件更換下來后堆積如山，造成極大地浪費。

3 新建高鐵無砟軌道預鋪系統

3.1 軟件介紹

新建高鐵無砟軌道預鋪系統是我國引進國外板式無砟軌道相關理念而建立起來的系統，能夠有效解決軌道系統中出現的翹曲等問題，同時也改進了軌道的維護和養護，降低了工程的造價。因此，新建高鐵無砟軌道預鋪系統在我國屬于先進技術成果，在軌道預鋪和后續保養中發揮了較強的作用。

3.2 軟件特點

新建高鐵無砟軌道預鋪系統結合了無砟軌道相關設計理念和結構設計特征，最終形成了軌道結構計算的整體理論體系，實現了無砟軌道結構和相關接口的創新，真正達到了工程施工的機械化與自動化。目前我國已經擁有了具有我國自主產權的CRTS-Ⅲ型無砟軌道系統。

4 工程實例

在京沈客專對新建線路W300-1型扣件調整測試。

選取兩端TQI質量差不多的地段，一段采用標準扣件，一段采用非標件（見圖9、圖10）。

采用同樣的數據分析，得出第一遍調整量數據報表（見圖11、圖12、圖13）。

參考文獻：

[1]鐵運（2013）29號.高速鐵路有砟軌道線路維修規則（試行）[S].

[2]（2）鐵運（2012）83號.高速鐵路有砟軌道線路維修規則（試行）[S].

[3]王璞，高亮，趙磊等.路基地段CRTSIII型板式無砟軌道底座板限位凹槽設置方式研究[J].工程力學，2014，31（02）：110-116.

[4]肖威，郭宇，高建敏等.高速鐵路路基不均勻沉降對CRTSIII型板式軌道受力變形的影響[J].鐵道科學與工程學報，2015，12（04）：724-730.

[5]<<客運專線鐵路無砟軌道鐵路工程鋪設條件評估技術指南>>（鐵建[2006]158號）[S].

[6]<<高速鐵路工程測量規范>>（TB10601-2009）[S].

[7]王其昌.<>[D].西南交通大學.