無砟軌道預精調技術應用研究

郭澤陽

（中鐵二十局集團有限公司，西安 710000）

1 引言

目前，市場上對精調技術的研究集中在精調設備、精調方法上，很少提到預精調概念。鋪軌時一般使用標準型扣件，精調時再根據測量結果更換精調件，從而達到精調線型合格。已安裝的標準件只能丟棄造成大量資源浪費，精調成本較高。

2 研究目的

目前，國內項目在無砟軌道精調上，達到線路軌道不平順質量指數（TQI）不大于1.8時，扣件的更換率通常高達90%，甚至有些達到100%。調整扣件的成本高，造成項目效益流失和國家資源的浪費。原則上采用扣件預精調第一遍安裝扣件時成本將加大，但是后期更換工作量減少，總的來說，減少了標準扣件的采購量，從而降低成本，提升了作業效率。本文通過研究，使用預精調技術及精調過程中的科學組織管理，大幅減少不適用扣件的進貨量，實現預期目的，從而降低精調成本。

3 工程概況

鄭萬鐵路某標段，線路全長44.8 km。主要鋪設CRTS-Ⅰ型雙塊式無砟道床91.61 km。由3個分部進行施工，3個分部施工公里數分別為22.21 km、44.14 km、25.26 km。

4 實驗方案

全段無砟道床由中鐵二十局鄭萬鐵路項目部統一組織14個施工班組交叉流水施工完成，現場施工管理、施工設備投入、熟練工人配置等基本一致。在進行分部級別的數據統計時可以忽略由施工水平造成的誤差。

實驗考慮對一分部路段進行軌道預精調施工，即通過運用標架復測法[1]在長鋼軌鋪設之前提前采集精調件數據，與中工武大合作，通過其提供的預精調計算軟件得到精調數據，根據精調數據采購精調扣件進行預精調。預精調后進行常規鋪軌、精調工作。在后續常規精調過程中，采集數據特別是第一次精調時的數據對預精調效果進行分析，驗證預精調算法。并在驗收通車后將一分部與二、三分部精調件使用量進行對比分析，總結經濟效益。

5 實驗段落選定

長軌預調整方法的研究有兩種思路，一是采用“類長軌精調”法，根據無砟軌道的絕對偏差，以圖形控制為基礎進行長軌的預調整；另一種是采用“基因”算法進行自動計算，即根據設定的平順性條件“基因”和已有道床的“遺留”基因，軟件自動計算，避免人為因素產生較大的扣件調整量差異，本次實驗采用“基因”算法[2-3]。

為研究“基因”算法自動計算中各基因條件對TQI和軌道線型的影響，對選定的試驗區域進行了規劃，試驗區段規劃見表1。預精調方案波形圖以右線70#~266#墩為例，橫向預精調方案見圖1，豎向預精調方案見圖2。

表1 試驗區段規劃表

6 預精調后數據統計結果

6.1 預調整后TQI數值統計

為驗證預調整效果，在長軌開始精調前，對試驗線路進行了相對小車測量（瑞邦相對小車），17.16 km線路共輸出80個段落的200 m長度的TQI值，200 m平均TQI=3.25，最大TQI=4.28，最小TQI=2.00。其分布情況如表2和表3所示。

在測量過程中，在現場發現了少量的扣件錯裝（主要是絕緣軌距塊裝反）。為真實反映預調整效果，按50m長度再次計算上述線路的TQI，共輸出337個段落的50m長度TQI值，平均TQI=3.09，最大TQI=5.22，最小TQI=1.67，統計見表4。

圖1 右線70#~266#墩橫向預精調方案（順坡長度150 m）

圖2 右線70#~266#墩高程預精調方案（順坡長度150 m）

6.2 預調整后線型統計

為驗證預調整效果，采用CIII復測成果，使用絕對小車對長軌進行了測量，并對數據進行了統計[4-5]，統計表見表5和表6。

7 預精調后第一遍長軌精調情況

本次預精調實驗精調件采用1 mm級，未使用0.5 mm級，將第一遍長軌精調數據統計以作對比，見表7。

表2 預精調后正式長軌精調前TQI(200 m)值統計表

表3 預精調后正式長軌精調前TQI(200 m)值匯總表

表4 預精調后正式長軌精調前TQI(200 m)值匯總表（調整）

從表7統計分析來看，由于長軌預調整時未提供0.5 mm級扣件，故扣件的更換率仍然較高，達到65%，但主要的調整是用0.5 mm的扣件更換1 mm的扣件。

8 實驗結論

1）本預精調方案能有效提高長軌精調質量和工效。根據預調整后的測量數據來看，預調整的軌道較之未預調整的軌道TQI值有著顯而易見的提升。按TQI(50)數據來看，除極少數段落（7%）大于4.0外，80%以上的段落均小于3.5，有46%的段落TQI值小于2.5。

本次實驗采用的是1 mm級的調整件進行預調整，從理論上計算，其最小錯位差為0.5 mm，7項值TQI應為3.5，與實際測量結果基本一致。同樣，使用0.5 mm級調整件，其錯位差為0.25 mm，7項值TQI應為1.75，與大多數線路精調后效果接近。可以推算如果使用0.5 mm級調整件進行預調整，其預期的平均TQI值應小于2.5。

2）本預精調方案能有效降低長軌精調成本。根據最終統計結果（見表8），進行預精調的一分部最終折算精調件成本為5.6萬元/km，二分部為8.5萬元/km，三分部為8.3萬元/km。從扣件費用的情況來看，平均每單線公里能節約2.8萬元，換算成全標段可節省256.5萬元，切實降低了精調成本。

表5 試驗段左線-軌道幾何形位與平順性分析結果統計

表6 試驗段右線-軌道幾何形位與平順性分析結果統計

表7 預精調后第一遍長軌精調情況統計

表8 精調件最終使用量折算費用表

9 結語

目前，國內項目在無砟軌道精調上，達到線路TQI不大于1.8時扣件的更換率通常要高達90%，甚至有些達到100%。調整扣件的成本高，造成項目效益流失。而采用扣件預精調第一遍安裝扣件時成本將加大，但是后期更換工作量減少，總的來說減少了標準扣件的采購量，從而降低成本。