大西客专不同轨下基础及其过渡段轨道结构动力性能试验研究

刘江川，张欢

(1.大西铁路客运专线有限责任公司，山西太原030027;2.高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京100081)

大西客专不同轨下基础及其过渡段轨道结构动力性能试验研究

刘江川1，张欢2

(1.大西铁路客运专线有限责任公司，山西太原030027;2.高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京100081)

高速铁路建设经常会遇到不同轨下基础及其连接处的过渡段，由于强度、刚度、沉降等差异的存在必然会引起过渡段轨道的变形，产生不平顺［1］。通过在大西客专路桥过渡段、桥上无砟轨道、桥隧过渡段、隧道内无砟轨道布置测点，测试了动车组在160～275 km/h运行条件下轨道结构动力响应，评估了列车运行平稳性、轨道结构稳定性和振动特性。测试结果表明:列车运行稳定性指标、轨道结构稳定性和振动参数均满足相关标准要求，轨道结构动力性能参数在桥上和隧道内与路桥过渡段、桥隧过渡段差别不大，过渡段设置合理。

不同轨下基础 过渡段 动力性能

1 工程概况

大同至西安客运专线北起山西大同，经朔州、忻州、太原、晋中、临汾、运城、渭南等9市31县(区)至陕西西安，全长859 km。大西客专截至目前已通车运营太原南至西安北段，该段设计速度为250 km/h，按一次性铺设跨区间无缝线路设计，钢轨采用60 kg/m、100 m定尺长、非淬火无螺栓孔U71MnG新轨，正线除K326+988—K327+534和K334+414—K334+810跨地裂缝地段铺设有砟轨道外，其余均铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道。铺设CRTSⅠ型双块式无砟轨道地段采用WJ-8A型扣件系统。

2 测试内容

选择4处有代表性的不同轨下基础及其过渡段进行轨道结构动力性能测试，测试工点概况如表1所示。

表1 测试工点概况

测试动车组为CRH2C型动车组，测试内容如下:

①列车运行稳定性指标主要测试轮轨垂直力和水平力，计算动车组内外轮脱轨系数、轮重减载率及轮轴横向力;②轨道结构动荷载主要测试轮轨垂直力;③轨道结构稳定性主要测试钢轨横向位移、钢轨动态轨距变化量;④轨道垂向刚度主要测试钢轨垂向位移;⑤轨道结构振动主要测试钢轨和道床板的垂向振动加速度。

3 试验结果分析

测试动车组通过地面5个测点时速度级分别为160，180，200，210，220，230，240，250，260，270，275 km/h。表2和表3为测试的各试验参数最大值及平均值统计，图1—图3为列车运行稳定性指标随速度变化的测试结果。

从表2和图1—图3中可以看出，脱轨系数最大值、轮轴横向力最大值、轮轨垂直力最大值都出现在路桥过渡段，轮重减载率最大值出现在桥隧过渡段。

从表3可以看出，钢轨横向位移、垂向位移最大值、道床板振动加速度最大值都出现在路桥过渡段，动态轨距变化量最大值出现在桥隧过渡段。钢轨振动加速度最大值出现在杨家原隧道内。

总体上来看，桥上无砟轨道、隧道内无砟轨道和路桥、桥隧过渡段无砟轨道实测列车运行稳定性指标、轨道结构稳定性和轨道结构振动参数均无明显变化，各参数均在规定限值内，能够满足动车组的运行要求。

表2 列车运行稳定性指标及动荷载最大值、平均值统计

表3 轨道结构变形及振动加速度最大值、平均值统计

图1 脱轨系数最大值、平均值与列车速度关系

图2 轮重减载率最大值、平均值与列车速度关系

图3 轮轴横向力最大值、平均值与列车速度关系

4 结语

本文对大西客专不同轨下基础及其过渡段轨道结构动力性能进行了分析，结果表明，列车运行稳定性指标、轨道结构稳定性和轨道结构振动参数均满足相关标准要求，轨道结构动力性能参数在桥上和隧道内与路桥过渡段、桥隧过渡段差别不大，过渡段设置合理有效。随着线路投入运营，运力不断增加，过渡段轨道状态保持难度加大，应加强过渡段的监测。

［1］赵强.京沪高速铁路黄河大桥有砟—无砟过渡段动力性能研究［J］.铁道建筑，2014(6):138-141.

［2］蔡成标.不同轨下基础轨道连接的动力特性分析［J］.铁道学报，2002，24(2):79-82.

［3］郭积程.高速铁路路基上有砟轨道与无砟轨道过渡段研究［D］.北京:北京交通大学，2009.

［4］杨桦.不同轨下基础状态对列车—轨道系统竖向振动响应的影响研究［D］.长沙:中南大学，2007.

［5］中华人民共和国铁道部.TB 10761—2013高速铁路工程动态验收技术规范［S］.北京:中国铁道出版社，2013.

［6］朱玉明.客货共线铁路双块式无砟轨道动力响应测试分析［J］.铁道建筑，2013(7):127-128.

［7］韦有信.高速铁路过渡段刚度最佳过渡方式研究［J］.铁道建筑，2011(11):71-73.

［8］曾树谷.铁路轨道动力测试技术［M］.北京:中国铁道出版社，1988.

(责任审编李付军)

U211.5

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.05.30

1003-1995(2015)05-0122-03

2014-12-10;

2015-02-13

刘江川(1963—)，男，安徽砀山人，高级工程师。