无砟轨道预精调技术应用研究

郭泽阳

（中铁二十局集团有限公司，西安 710000）

1 引言

目前，市场上对精调技术的研究集中在精调设备、精调方法上，很少提到预精调概念。铺轨时一般使用标准型扣件，精调时再根据测量结果更换精调件，从而达到精调线型合格。已安装的标准件只能丢弃造成大量资源浪费，精调成本较高。

2 研究目的

目前，国内项目在无砟轨道精调上，达到线路轨道不平顺质量指数（TQI）不大于1.8时，扣件的更换率通常高达90%，甚至有些达到100%。调整扣件的成本高，造成项目效益流失和国家资源的浪费。原则上采用扣件预精调第一遍安装扣件时成本将加大，但是后期更换工作量减少，总的来说，减少了标准扣件的采购量，从而降低成本，提升了作业效率。本文通过研究，使用预精调技术及精调过程中的科学组织管理，大幅减少不适用扣件的进货量，实现预期目的，从而降低精调成本。

3 工程概况

郑万铁路某标段，线路全长44.8 km。主要铺设CRTS-Ⅰ型双块式无砟道床91.61 km。由3个分部进行施工，3个分部施工公里数分别为22.21 km、44.14 km、25.26 km。

4 实验方案

全段无砟道床由中铁二十局郑万铁路项目部统一组织14个施工班组交叉流水施工完成，现场施工管理、施工设备投入、熟练工人配置等基本一致。在进行分部级别的数据统计时可以忽略由施工水平造成的误差。

实验考虑对一分部路段进行轨道预精调施工，即通过运用标架复测法[1]在长钢轨铺设之前提前采集精调件数据，与中工武大合作，通过其提供的预精调计算软件得到精调数据，根据精调数据采购精调扣件进行预精调。预精调后进行常规铺轨、精调工作。在后续常规精调过程中，采集数据特别是第一次精调时的数据对预精调效果进行分析，验证预精调算法。并在验收通车后将一分部与二、三分部精调件使用量进行对比分析，总结经济效益。

5 实验段落选定

长轨预调整方法的研究有两种思路，一是采用“类长轨精调”法，根据无砟轨道的绝对偏差，以图形控制为基础进行长轨的预调整；另一种是采用“基因”算法进行自动计算，即根据设定的平顺性条件“基因”和已有道床的“遗留”基因，软件自动计算，避免人为因素产生较大的扣件调整量差异，本次实验采用“基因”算法[2-3]。

为研究“基因”算法自动计算中各基因条件对TQI和轨道线型的影响，对选定的试验区域进行了规划，试验区段规划见表1。预精调方案波形图以右线70#~266#墩为例，横向预精调方案见图1，竖向预精调方案见图2。

表1 试验区段规划表

6 预精调后数据统计结果

6.1 预调整后TQI数值统计

为验证预调整效果，在长轨开始精调前，对试验线路进行了相对小车测量（瑞邦相对小车），17.16 km线路共输出80个段落的200 m长度的TQI值，200 m平均TQI=3.25，最大TQI=4.28，最小TQI=2.00。其分布情况如表2和表3所示。

在测量过程中，在现场发现了少量的扣件错装（主要是绝缘轨距块装反）。为真实反映预调整效果，按50m长度再次计算上述线路的TQI，共输出337个段落的50m长度TQI值，平均TQI=3.09，最大TQI=5.22，最小TQI=1.67，统计见表4。

图1 右线70#~266#墩横向预精调方案（顺坡长度150 m）

图2 右线70#~266#墩高程预精调方案（顺坡长度150 m）

6.2 预调整后线型统计

为验证预调整效果，采用CIII复测成果，使用绝对小车对长轨进行了测量，并对数据进行了统计[4-5]，统计表见表5和表6。

7 预精调后第一遍长轨精调情况

本次预精调实验精调件采用1 mm级，未使用0.5 mm级，将第一遍长轨精调数据统计以作对比，见表7。

表2 预精调后正式长轨精调前TQI(200 m)值统计表

表3 预精调后正式长轨精调前TQI(200 m)值汇总表

表4 预精调后正式长轨精调前TQI(200 m)值汇总表（调整）

从表7统计分析来看，由于长轨预调整时未提供0.5 mm级扣件，故扣件的更换率仍然较高，达到65%，但主要的调整是用0.5 mm的扣件更换1 mm的扣件。

8 实验结论

1）本预精调方案能有效提高长轨精调质量和工效。根据预调整后的测量数据来看，预调整的轨道较之未预调整的轨道TQI值有着显而易见的提升。按TQI(50)数据来看，除极少数段落（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。

本次实验采用的是1 mm级的调整件进行预调整，从理论上计算，其最小错位差为0.5 mm，7项值TQI应为3.5，与实际测量结果基本一致。同样，使用0.5 mm级调整件，其错位差为0.25 mm，7项值TQI应为1.75，与大多数线路精调后效果接近。可以推算如果使用0.5 mm级调整件进行预调整，其预期的平均TQI值应小于2.5。

2）本预精调方案能有效降低长轨精调成本。根据最终统计结果（见表8），进行预精调的一分部最终折算精调件成本为5.6万元/km，二分部为8.5万元/km，三分部为8.3万元/km。从扣件费用的情况来看，平均每单线公里能节约2.8万元，换算成全标段可节省256.5万元，切实降低了精调成本。

表5 试验段左线-轨道几何形位与平顺性分析结果统计

表6 试验段右线-轨道几何形位与平顺性分析结果统计

表7 预精调后第一遍长轨精调情况统计

表8 精调件最终使用量折算费用表

9 结语

目前，国内项目在无砟轨道精调上，达到线路TQI不大于1.8时扣件的更换率通常要高达90%，甚至有些达到100%。调整扣件的成本高，造成项目效益流失。而采用扣件预精调第一遍安装扣件时成本将加大，但是后期更换工作量减少，总的来说减少了标准扣件的采购量，从而降低成本。