高速铁路无砟轨道静态精调技术分析及应用

王胜 上海铁路局工务处

高速铁路无砟轨道静态精调技术分析及应用

王胜 上海铁路局工务处

高速铁路无砟轨道静态精调影响到运营后的轨道质量和后续的维护保养，是高速铁路运营前的关键工作，目前的轨道静态精调作业需要耗费大量的人工材料。通过对传统的无砟轨道精调作业及效果和改进的无砟轨道精调作业及效果进行对比，并针对具体的工程实例进行分析，证明改进的轨道精调作业方法可以在不降低精调质量的前提下明显提高轨道精调的作业效率，为今后的高铁无砟轨道精调提供一种新的作业方法。

高速铁路；无砟轨道；静态轨道精调；作业效率

1 轨道精调的意义

高速铁路作为现代社会的一种重要交通工具，舒适性和快捷性是其吸引客流的主要优点，而这些优点则主要依靠高标准的轨道状态来维持。在铺轨单位对长钢轨铺设放散、锁定结束后，就要展开轨道精调作业。轨道精调主要分为为静态调整和动态调整两个阶段。

静态调整阶段是根据轨道小车依据CPIII控制点进行静态测量轨道几何状态，通过软件分析后进行线形不断完善的调整过程。包括对轨道线形（轨向和高低）进行优化调整，合理控制轨距变化率和水平变化率，使轨道静态精度达到规范要求。动态调整阶段是主要通过对动态轨检车的数据进行分析结果，分点利用静态调整的方式对轨道进行调整。

通过这两个阶段的调整，最终使得无砟轨道轨道状态满足动车组高速运行的舒适性和安全性要求，其中静态调整则尤为关键。安装采用6mm。

（2）WJ-8型扣件系统

2 无砟轨道扣件系统

高速铁路无砟轨道的精调主要通过其扣件系统调整来实现。目前高速铁路的扣件系统主要以下几种。

（1）WJ-7型扣件系统

图1 WJ-7型扣件

图2 WJ-8型扣件

如图1所示，WJ-7型扣件系统主要用于Ⅰ型板式或双块式无砟轨道结构，适用于无挡肩的无砟轨道板。单股钢轨左右调整量为-6～+6（mm），为连续无极调整。钢轨高低位置调整通过更换轨下垫板、轨下微调垫板以及铁垫板下调高垫板完成，单股钢轨垂向调整量为-4～+ 30（mm）。轨下调高垫板按厚度分为0.5、1、2、5、8mm五种规格，放入的轨下调高垫板总厚度不得大于10mm，轨下调高垫板的数量不得超过两块。铁垫板下调高垫板有5mm和10mm两种规格，垫入的铁垫板下调高垫板的总数不得超过两块，总厚度不得超过20mm。绝缘缓冲垫板分为2mm和6mm两个标准，正常

如图2所示，WJ-8型扣件系统主要用于Ⅱ型板式和双块式无砟轨道结构，适用于有挡肩的无砟轨道板。横向调整通过更换轨距挡板和轨距绝缘块来完成，单股钢轨调整量为-6～+6（mm）。每种轨距挡板又分4、7和10号三种规格，标准使用7号；绝缘轨距块分6、7、8、9、10、11和12号七种规格，标准使用9号。钢轨垂向调整通过更换轨下垫板、轨下微调垫板以及铁垫板下调高垫板完成，单股钢轨垂向调整量为-4～+26（mm）。轨下垫板分2mm、3mm、4mm、5 mm和6mm五种规格，正常安装时采用6mm；轨下微调垫板按厚度分为0.5 mm、1mm、2mm、5mm四种规格；铁垫板下调高垫板按厚度分为10mm、20mm两种规格，成副使用。

（3）福斯罗300型扣件系统

如图3所示，福斯罗300型扣件系统主要用于Ⅱ型板式和双块式无砟轨道结构，适用于有挡肩的无砟轨道板。横向调整通过更换不同的轨距挡板来完成，单股钢轨横向调整量为-8～+8（mm）。轨距挡板分为15a±8，15a±3，15a±2，15 a±1，15a九种规格，每级1mm。垂向调整通过嵌入轨垫、铁垫板、和弹性垫板实现，单股钢轨调整量为-4～+56（mm）。轨垫有8mm、7mm，6mm，5mm、4mm、3 mm、2mm七种规格，标准为6mm。塑料调高垫板分为6mm、10mm两种规格。铁垫板只有20mm一种。

图3 福斯罗300型扣件

3 传统的轨道精调作业

3.1 基本思路与原则

严格控制精调作业流程，先将基准股调整到位，再进行相对股调整，确保测量与精调作业各项指标达到设计要求，作业流程实行“检调分开”的基本原则。精调过程遵循“先整体后局部”的原则。首先是确保线路整体线形满足设计要求，现场作业严格按照设计方案执行，消除大轨向、大高低及扣件系统结构病害。然后通过局部测量，修正轨道几何尺寸，确保线路线路平顺。

3.2 作业基本流程

首先利用绝对测量小车重复测量两遍，按绝对小车的测量数据拟合生成作业方案，现场按方案设计给定的扣件类型对基准股调整，施工过程保证扣件施工到位，扣件管理数据库自动更新。基准股调整作业完成后，复测检核基准股作业完成精度，再通过相对测量小车检核，制定基准股修正和相对股调整作业方案。基准股修正及相对股调整作业后，再用相对测量小车复测，根据二次复测数据，制定满足绝对精度和相对变化率指标的相对股修正作业方案，精细修正到位。

3.3 作业效果

应用绝对测量小车对整体线型进行控制，作业过程中基准股作业三遍，保证整体线型到位，非基准股作业两遍，作业过程中用相对测量小车检核，轨道精调效果非常突出。以杭长客专线为例，杭长客专（浙江段）全线长247.900km（双线），扣件系统为WJ-8扣件，精调后检测结果见表1。

表1 杭长客专精调成果

杭长客专精调效果不错，但是耗费的人工也是巨大的，杭长客专精调共计495.800km，耗费人工共计44788工，平均合计90.33工日/km，这还不计材料的损耗等。

4 改进的轨道精调作业

尽管传统的轨道精调作业取得了很好的效果，但是作业效率却比较低下。传统的精调作业先要确定基准股，所有的工作都是在基准股绝对到位之后才能松进行后续工作，线路的轨道状态是依靠基准股。这种对基准股的绝对依赖制约了整个精调作业的效率，现场工人作业两股钢轨完成精调作业要至少在同一地段作业5遍，作业机具搬运和扣配件反复更换极大的降低了作业效率。杭长客专为WJ-8扣件系统，横向调整只需更换轨距绝缘块，大调量地段也只需更换轨距挡板就可实现，高低调整只需加垫轨下垫板，大调量地段才需要更换铁垫板。在宁安城际大部分地段为所用为WJ-7型扣件，在合福高铁则大部分地段扣件为福斯罗300型扣件系统。这两种扣件调整极为复杂，高低调整需要用新的轨垫型号更换原来的型号。特别是福斯罗300型扣件的轨距挡板体积大，携带极为不便，现场操作更是繁琐。

4.1 基本思路与原则

改进的精调作业，主要思路就是要提高工作效率，两股钢轨同时作业，不指定基本轨，降低作业的反复率，保证一次作业基本到位。然后通过相对测量小车同时修正基准股与非基准股。

精调作业过程遵循“先整体后局部，先绝对后相对”的原则。精调过程中两股钢轨都严格按照绝对小车的调整量保证基本到位，左右股完成之后再用相对小车进行检核，根据复测数据，进行修正。4.2作业基本流程

首先利用绝对测量小车重复测量两遍，按绝对小车的测量数据拟合生成作业方案，现场按方案的扣件类型安装并通过使用钢轨定位小工具，保证作业股钢轨按方案调整到位，扣件管理数据库自动更新。两股钢轨都作业完成后，用相对测量小车进行复核，分别对两股钢轨制定满足相对变化率指标的作业方案，对两股钢轨精细修正到位。

4.3 作业效果

依据改进的轨道精调作业流程，在宁安城际进行了试验。宁安城际试验段2.910km（上行），扣件为WJ-7扣件，精调后检测结果见表2。

表2 宁安城际试验段精调成果

通过检测结果可以看到，宁安城际的精调效果并不比杭长客专差，有些指标还优于杭长客专的精调效果。宁安城际试验段2.910km，耗费人工150工，平均合计51.5工日/km。

5 结束语

轨道的静态调整是整个高铁安全运营的保证，但是在保证质量的前提下，合理的考虑人工和材料损耗也是必须的。宁安城际试验段工作量较少，但是从杭长客专和宁安城际试验段的精调效果分析，采用改进的精调作业方法在不降低轨道精调质量的前提下可以提高轨道精调的作业效率，这为我们在以后的无砟轨道精调作业更加科学合理和高质高效中提供了一定的经验。

责任编辑：万宝安

来稿日期：2014-11-13