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序論:在您撰寫高速鐵道技術論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
學習與工作相結合的培養模式是在結合目前企業實際需求的前提下發展起來的,所謂的學習與工作相結合是指在高速鐵道技術專業這一塊,教學的內容要與工作任務相結合,課程的標準與行業的標準相結合,課程的考核也要與技能的實踐方式相結合,總體來說就是校園文化與企業文化的融合。在實際的培養中要注意學生所學知識與技能之間的轉換,主要是注重學生的技能培養,讓學生最終成為精通設計、精通施工、會維護、會管理的全面的綜合技術型人才。目前這種培養模式主要包括:工作系統化的課程體系,緊緊跟隨鐵路的柔性化教學組織模式,以此全面提高學生的綜合素質。注重校企合作,加強教師的考核體系,形成一個具有相當行業影響力的教師團隊結構。建立多元化的實訓試驗基地,培養學生德智體的全面發展,使學生能夠熟悉鐵路的專業理論知識,使其具備良好的職業道德、人際交流能力,同時還要具備團隊的組織協調能力,能夠適應鐵道技術專業的生產、建設、服務等方面的技術要求。
2課程結構實施安排
對于高職人才的培養目標,其實現的根本是依靠課程教學,其中合理、科學的課程結構是目前專業標準制定的核心,這一核心也是保證質量的標準,第一步就是對高鐵專業的崗位群進行全面的調研,并針對高鐵專業比較重要部門的職業能力要求,進一步分析崗位的工作特性以及工作任務,確定職業教育的領域范圍,分析出相對應的應知領域,從這些方面分析出教育的大體規律,科學合理地進行課程的設置,以此在學習領域實施安排,體現高速鐵道技術專業的特色。對于學習領域的課程結構設置,我們分為三個方面:公共學習領域、專業學習領域、素質拓展。其中能夠突出專業學習針對性的是專業拓展學習領域。
2.1公共學習領域
第一,公共學習領域包括的課程范圍是比較廣的,主要課程有思想道德修養與法律基礎、應用文寫作、思想與中國特色社會主義理論體系概論、大學英語、計算機基礎等。第二,專項素質學習領域主要是針對宏觀的方面進行的學習,它所包含的課程有入學教育、安全教育、國防教育、軍事理論、畢業教育以及大學生的職業發展與就業指導。
2.2專業學習領域
第一,專業基礎學習領域包括工程力學應用、工程測量技術、工程識圖與CAD、土木工程材料試驗與檢測、高速鐵路精密測量、工程土質與土工試驗。第二,專業拓展學習領域包括專業英語、工務模塊、高速鐵路工務維護、施工技術資料管理實務、工務安全應急管理、工務管理、鐵路施工臨時結構檢算。第三,專業核心學習領域包括高速鐵路隧道施工與維護、高速鐵路路基施工與維護、高速鐵路工程施工組織與預算、高速鐵路軌道施工與維護、高速鐵路橋梁施工與維護。第四,專業實訓學習領域包括高速鐵路施工實訓、鐵道概論、土工實訓、概預算實訓、畢業設計、高速鐵路工務實訓、新技術新工藝講座。
2.3素質拓展領域
我們通過校園文化活動、科技技能活動、社會實踐以及志愿服務活動來鍛煉學生的交流創新能力、學生的組織能力和團隊協作能力,素質拓展教育的目的是為了促進學生的綜合素質的提高,使學生能夠在各個領域全面發展,成為一個德才兼備、視野開闊、腳踏實地的人。
3師資建設要求
【關鍵詞】高速鐵路 平面控制 控制測量 布設等級 測量精度
中圖分類號:U238文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
隨著我國經濟的快速發展,我國的高速鐵路已經進入了大規模的建設階段。我們所說的高速鐵路,就是指那些能夠使旅客列車的最高運行速度高于200千米每小時的鐵路。在我國當前主要是依據鐵道部在2003年制定頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規定》來進行高速鐵路平面測量工作的。在我國高速鐵路的發展相對較晚,可以說還是一個新的事物。因為高速鐵路使得旅客列車的行車速度大大提高,所以就會給鐵路的建設帶來一些新的挑戰和問題,理所當然對高速鐵路平面的工程測量工作也帶來了新的挑戰。在我國,高速鐵路工程測量的標準和規范還沒有正式的制定,其中還有許多的問題要進一步的研究和探討。所以本文就針對一些具體的問題作了簡單的探討。
二.高速鐵路平面控制測量布設的原則
我國《京滬高速鐵路測量暫行規定》中的相關條文指出,高速鐵路的測量全過程為:通過我國國家三等大地點測量加密GPS點,在GPS點的基礎上做鐵路五等導線測量,利用導線點測設線路中線控制點和鋪設軌道。
當前如果是新建鐵路,那么在其勘測中,一些鐵路的勘察設計部門也正在努力的尋求一些方法來改進鐵路勘測的流程,這個過程中提出了一次布網的方法,這種方法就是把各個階段的控制點一次性的布設成為同一個等級,與此同時統一其平差測量的控制網,使的初測、航測、定測以及施工各個階段的測量都可以在同一控制網的控制下,這樣可以大大的減少工序,大幅度的提高測量效率。
當鐵路在運行階段的時候,為了使軌道的結構保持著良好的狀態,就必須加強對軌道的平順度以及整體幾何形狀進行定期的檢測。所以,控制測量還必須能夠滿足運行階段的高速鐵路檢測的標準和要求。
我國的高速鐵路一般采用GPS測量法進行首級平面控制測量,也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設置一對互通視點,在定位時必須要保證其長期有效且穩定。如果在線路的定測和初測階段時,要盡可能的利用GPS RTK來進行控制點的加密以及線路的中線測量。如果有一些不方便采用GPS RTK測量的路段,則可以采用GPS測量加密之后,再來布設線路初測以及定測的導線,集中來進行高速鐵路中線的測量。對于一些大中型的構筑物,如果要布設其施工控制網,那么構筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前,布設精度較高的導線,以此來滿足測量軌道的整體形狀的要求。
三.高速鐵路平面控制測量的精度要求
根據德國實踐的經驗,影響以及控制行車速度的原因有:線路平縱斷面以及線路的平順性。為此,德國鐵路對于軌道不平順限速的管理標準比較嚴。而且,國內外一些專家的看法基本一致。這樣能夠有效保證其安全性和舒適度。
線路的平順度和控制測量精度有聯系,相對于線路形狀而言,平順度是局部的誤差。雖然采用測量的方法不容易達到高速鐵路對于線路平順度的要求。但是,也不能夠依據線路平順度的要求來作為控制測量精度的標準。下面分析一下線路平順度誤差對線路位置誤差的影響。
用直線路來討論,圖1中AB為設計直線線路位置,當在10米處產生2mm不平順度時,線路將出現β角的轉折,使直線B移至B點。其中不平順度有偶然性,所以,由各段不平順度產生的B點位移可利用直伸等邊支導線終點的橫向中誤差公式計算:
假定AB=200m,則S=190m,n=19,按式(1)計算得199mm。
可見高速鐵路控制測量不是控制線路局部的平順度,而是控制整體線路的形狀。這里提出:高速鐵路在5公里范圍內,無論是直線段或曲線段線路平面位置偏離設計位置最大不超出50毫米,偏離幅度不超出100毫米,線路平面位置偏離設計位置的中誤差為25毫米。因此,高速鐵路線路平面位置不僅要滿足局部平順度的要求,同時需要滿足在5公里范圍內的一個直線段或曲線段中,線路偏離幅度最大不超出100毫米的要求。
由以上分析,高速鐵路平面控制測量的點位中誤差在線路的垂直方向不大于25毫米。如果在鋪軌前,布設鐵路五等導線,并適當提高測角精度,假定測角中誤差為3.5,按等邊直伸導線計算,導線最弱點的橫向中誤差為:
式中,S=5000m,n=10,則m=24.5mm。
高速鐵路的首級平面控制測量采用GPS測量方法,其精度等級應相當于國家四等大地點。GPS點每隔5公里左右布設互相通視的一對點,作為附合導線的方位邊。因此,GPS控制網應布設成帶狀網連式網,相鄰同步圖形之間以通視的一對點作為公共基線連接,需要有4臺或更多的GPS接收機觀測。國家三角測量規范中規定:四等三角測量最弱邊的方位角不大于4.5。假定,按GPS網相鄰兩點的橫向誤差等于基線長度的精度,則可由式(3)計算一對通視點之間的最短長度:
式中,d為GPS網一對通視點之間的長度,a為固定誤差,b為比例誤差系數。設a=10mm,b=10,則d=520m??梢姡珿PS點每隔5公里左右布設互相通視的一對點,其距離不應短于600米。
四.五等導線測設軌道中心精度的分析
在高速鐵路鋪軌前布設五等導線測量,利用全站儀在導線點上直接測設軌道中心點。假如忽略由導線點測設軌道中心點的誤差,可以把導線點之間的相對誤差認為是軌道中心點之間的誤差。五等導線可看作為在GPS點之間的直伸附合導線,導線點的相對橫向中誤差可按下式計算:
其中:
假定k=5,f=7,兩點相隔1000米;k=4,f=8,兩點相隔2000米;k=3,f=9,兩點相隔3000米,如圖3所示,分別計算導線點的相對橫向中誤差,其結果列于表1:
由以上分析可知:布設五等導線點測設軌道中心點,其線路偏離幅度可滿足不超出100毫米的要求。這里需要指出的是,當較長的曲線位于兩個GPS跨段時,應在曲線的兩端加密GPS點,使曲線段處于同一條五等導線內。
五.結論
鐵道部2003年頒布的《京滬高速鐵路測量暫行規定》,對高速鐵路平面控制測量布設等級和精度的規定可滿足工程測量要求,但建議適當提高五等導線的測角精度,測角中誤差為±3.5??紤]到一次布網的優點和不同階段對測量精度的要求,采用GPS測量法進行首級平面控制測量,也就是在沿線路大概每隔5m左右的距離設置一對互通視點,在定位時必須要保證其長期有效且穩定。如果在線路的定測和初測階段時,要盡可能的利用GPS RTK來進行控制點的加密以及線路的中線測量。如果有一些不方便采用GPS RTK測量的路段,則可以采用GPS測量加密之后,再來布設線路初測以及定測的導線,集中來進行高速鐵路中線的測量。對于一些大中型的構筑物,如果要布設其施工控制網,那么構筑物的軸線位置必須滿足線路的整體形狀的一些要求。也就是說要在其鋪軌之前,布設精度較高的導線,以此來滿足測量軌道的整體形狀的要求。如在運行階段仍需保持高速鐵路軌道的整體形狀,應根據檢測的需要,進行控制測量的定期復測工作。
參考文獻:
[1]潘正風 徐立 肖進麗Pan ZhengfengXu LiXiao Jinli高速鐵路平面控制測量的探討 [期刊論文] 《鐵道勘察》 -2005年5期
[2]汪曉英 高速鐵路平面控制測量的探討 [期刊論文] 《科海故事博覽?科技探索》 -2011年4期
[3]李林 潘正風 徐立 肖進麗 高速鐵路平面控制測量的探討 [會議論文],2005 - 2005現代工程測量技術發展與應用研討交流會
[4]安國棟AN Guo-dong高速鐵路精密工程測量技術標準的研究與應用 [期刊論文] 《鐵道學報》 ISTIC EI PKU -2010年2期
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[6]陳新煥 高速鐵路控制測量的精度研究 [期刊論文] 《鐵道勘察》 -2004年1期
【關鍵詞】高速鐵路 工程測量 模式
一、引言
鐵路對于我國經濟發展具有重要的意義,鐵路是我國國民經濟發展的重要基礎。隨著我國經濟快速發展,國民的生活、工作以及社會的發展都對鐵路運輸事業提出了更高的要求,高速鐵路應運而生。高鐵是一個具有時代特點的概念,其涉及的專業方面十分廣泛,高鐵工程包含了先進的鐵路技術、管理方式、運營方式、資金籌措等多方面的內容,是一項復雜的系統性工程。我國高速鐵路的建設是保證我國交通事業發展的重要基礎,也是我國運輸事業發展的必然結果?,F代工業化中,運輸化已經成為實現經濟活動的重要內容。我國經濟發展迅速,鐵路的運輸水平已經成為了制約我國經濟發展的一個重要的方面,我國鐵路事業必須要提高鐵路運輸生產力發展的水平,加強高速鐵路的深化改革,適應我國經濟發展需求。
二、高速鐵路工程測量精度標準的相關問題
要想提高鐵路工程測量標準,就必須大力的投入資金、人力、物力、時間等多方面的資源。在測量標準的制定上,要經過大量的實驗與嚴謹的論證,從而保證測量精度得到有效的保證。與此同時,在測量精度標準的制定上,要做好權衡,避免出現提高測量精度未能滿足工程實際需求,從而造成工程的質量事故出現。我國關于高速鐵路測量的相關規定中已經對于工程測量精度有所提及,相關規定對于工程測量的規定為:“高速鐵路自身運行速度比較快,對于整體線路的平順性要求較傳統鐵路更高,所以要提高高速鐵路的工程測量精度水平”。但是,相關規定當中,并未對鐵路工程測量的精度提出具體的要求,也未對具體的原因進行相應的解釋。在不同的設計院進行鐵路測量細則的擬定以及相關論文的撰寫時,采用國際二、三等平面高程控制精度進行工程的測量,也有人考慮建立獨立的控制網。相關設計院的工程測量人員對于工程測量精度控制上,存在著一定的困難。首先,從工期方面分析,控制測量量的增長直接增加了觀測時間,并且造成工期項目的工期增長。與此同時,工程觀測量的層級增長也會造成工程經費的大幅增長。其次,對于二三等控制網精度標準來講,其標準是對于十幾到幾十公里作為長邊條件,其精度難以滿足高速鐵路的自身測量要求。在進行高等級控制網時,經常會遇到很多問題,例如控制點不足、平差計算過于復雜、對于特殊測試上需要借助專業測量部門。最后,對于建設獨立的高速鐵路控制網難以得到有效的實行。獨立的高鐵坐標系統只適用于小范圍的地區,難以在長大鐵路上進行應用。獨立控制網缺乏對天文、重力等方面的測量能力,難以控制大范圍的線形區域的精度。另外,國家現有比例尺以及地形圖都是進行統一的定位管理,鐵路的獨立控制網難以得到有效的應用。
三、鐵路工程測量模式
鐵路工程的測量模式的水平直接決定了測量工作的效率,影響了測量結果的精度。鐵路工程的測量精度是工程中的重要內容,良好的測量精度可以有效的保證鐵路設計、施工、運營等多個環節的工作。現有鐵路測量工作的問題主要是體現在測量結果錯誤、測量資料處理不當等方面。要想提高工程測量精度,就必須對現有測量模式進行該技能,通過科學合理的手段,簡化測量環節,提高測量工作的規范性。與此同時,提高測量內容的可控性,提高測量質量,保證工程順利進行。工程測量人員需要制定先進的測量方式,采用先進的測量方法,對精度標準進行合理的制定,改善現有的鐵路測量方式與測量流程。
現行鐵路測量流程的主要內容為航測、線路等各自具有不同的國家等級控制,相對為兩個獨立的系統。航測通過外業與制圖,提供相應的供給線路,并且作為初步設計階段的示意圖。航測與線路測量的系統不同,其測量后放到地面會存在一定的誤差。系統由于既有誤差,所以航測的數字化與電子化難以更換的參與實質性的設計工作當中,難以實現勘測一體化。
要想消除上述的測量誤差問題,就需要建立新的測量流程,改變以往傳統的測量方式。第一,要實現一次布網。對初測導線、控制點、定測交點等進行合并,并且進行五等水準的測量。對于后續的航測工作,要以此為測量控制的依據,從而消除國家等級點加密誤差、初測導線誤差、定測交點測量誤差等誤差的影響。采用一次布網的方式,可以有效的消除地形圖與同名地點的系統查,降低測量程序的工作量,簡化測量工作,使測量資料清晰明確,便于管理。第二,要從一次布網的控制點中進行直接的中線測設。以往的中線測量工作主要以實地測設為基準,積累了很多的定測交點測量誤差。在一次布網進行中,對控制點采用先進的GPS、全站儀等設備,可以跳過定測交點與初測導線的測量。這種測量方式可以將測量誤差控制在幾厘米之內,并且與實測線路上的選線達到精確的吻合。采用這種理論坐標控制的測量方式,可以有效的避免長距離測量中造成的誤差積累,減少轉點。在測量過程中,可以隨意進行切入測量,不會出現鍛煉的現象。這一特點可以更換的應用在復雜工程當中。
四、結束語
我國正處于一個高速發展的階段,高速鐵路工程建設工作的開展,有力的為我國經濟快速發展提供了重要的支撐。在鐵路工程測量工作改革當中,工程測量人員需要采用先進的科學技術對鐵路測量工作進行改進。高鐵時代對于鐵路測量工作的要求不斷提高,鐵路測量工作需要進行積極的自身變革,與鐵路發展實現同步,從而為鐵路工程的建設提供良好的依據。
參考文獻:
[1]范謐,方紅英.在線路控制網中內插高精度施工控制網的切線不變準則[J]鐵道勘察.2006(03)
[2]陳新煥.鐵路工程測量的發展與創新[A];2006年鐵道勘測技術學術會議論文集[C];2006
Abstract: This paper studies the dynamic characteristics of cement improved soil, and discusses the feasibility of cement improved soil as the roadbed filler of high-speed railway.
關鍵詞:水泥改良土;動力特性;高速鐵路;路基填料
Key words: cement improved soil;dynamic characteristics;high-speed railway;roadbed filler
中圖分類號:U213.1 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)19-0100-02
0 引言
鐵路路基基床而言,除了承受上部結構的靜荷載外,還要受到列車東荷載的反復作用,因此,在高速鐵路路基基床底層改良土的設計中,不應局限于傳統的準靜態設計,只分析靜態指標,還應考慮其在列車動載荷作用下的動態特性。本論文研究了水泥改良土作為高速鐵路路基填料時,其在列車動荷載作用下的動態特性,探討了水泥改良土作為鐵路路基基床填料的可行性。
1 試驗方案
1.1 試驗設備和工作原理 本試驗儀器為DDS-70型振動三軸儀,實驗系統包括壓力室、激振設備和量測設備三個部分組成。
動三軸試驗原理是將一定密度和含水率的試樣在固結穩定后在不排水條件下作振動試驗。設定某一等幅動應力作用于試樣進行持續振動,直到試樣的應變值或孔壓值達到預定的破壞標準,試驗終止。記錄試驗中的動應力、動應變和孔壓值隨振動周次的變化過程線。采用多個試樣得到動應力和破壞周數的關系曲線,即動強度曲線。
1.2 試驗參數選擇 鐵路荷載是一種動荷載,我們在試驗中用正弦波來模擬,加載的頻率與列車的長度、軸距及運行速度有關,本次試驗正弦波的頻率取5HZ,即按列車時速為160km/h考慮。
1.3 試驗材料 試驗土樣取自洛湛鐵路永州至岑溪段,土樣深度為地表以下2~5m。土樣定名為粉砂,填料類型為C類。對土樣加入5%的水泥進行改良。改良土的干密度為1.68g/cm3,含水量為17.6%,黏聚力151KPa,內摩擦角35.5°。
1.4 試驗方法
1.4.1 試樣的制備和養護 試樣按照《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102-2010)制備,試樣直徑39.1mm,高度80mm,具體方法按照該規程第18.3.3條的規定進行。
1.4.2 試驗過程 試樣在儀器內安裝固定后,先向壓力室內施加一等向圍壓σ3,然后再在軸向施加靜壓力σ1,待試樣固結穩定后,軸向施加等幅正弦動荷載±σd。本次試驗加載的正弦波頻率為5HZ。本試驗是在不排水條件下進行的。實驗結果見表1。
1.4.3 試驗結果分析 水泥土的動應力(σd)-動應變(εd)關系,見圖1。
如圖1所示,水泥混合土的動應變隨動應力的增大而增加,開始時,動應變隨動應力的增加,增大的幅度較大,隨著動應力的增加,動應變增加的幅度變小。隨圍壓的增加,臨界動應力值的增加幅度較大,相應的應變值減小。初始變形以彈性變形為主,后塑性應變逐漸累積,曲線斜率逐漸增大,動應力愈大,同一圍壓下,動應變也愈大。根據實驗,σ3為50KPa時,臨界動應力值約為140KPa;σ3為100KPa時,臨界動應力值約為210KPa;σ3為150KPa時,臨界動應力值為約400KPa。
2 結論
高速鐵路路基基床表層頂面動荷載幅值的大小為100KPa,根據國內外既有鐵路的實測結果表明,基床底層頂面的動應力幅值為50~85KPa。
從試驗結果可以看出,即使是在圍壓為50KPa的時候,水泥改良土土的臨界動應力達到140KPa,可以滿足路基基床表層及路基基床底層及以下路堤填土的強度要求。而且本次試驗采用的試件養護期為7d,水泥土后期強度增長緩慢,但增長量很大,所以臨界動強度還有提高的空間,約為30%~40%。所以對于摻入5%水泥的改良土,從動力學方面來說,完全可以滿足設計要求。
參考文獻:
[1]楊廣慶等.高速鐵路路基改良土的有關問題[J].鐵路標準設計,2003(5):15-16.
關鍵詞:高速鐵路;路基過渡段;研究現狀
中圖分類號:U412文獻標識碼: A
1引言
鐵路的發展必須以安全性、可靠性、舒適性等為前提,以線路的高平順性和軌下基礎的穩定性作保證。高速鐵路的建設不可避免地會遇到不同軌下基礎連接處的過渡段,這些地段恰恰是高速鐵路線路的薄弱環節,由于強度、剛度、沉降等差異的存在必然會引起鋼軌的彎折變形,致使不平順的產生。為了保證高速鐵路線路的高平順性,必須對線路剛度有突變的區域進行過渡段的設置。
2國外軌道過渡段的研究現狀
隨著高速鐵路的修建并成功投入運營,國外在高速鐵路的修建過程中,一直非常注重過渡段部位,并對過渡段的處理措施做過專門的研究。90年代初德國Gobel和Weisemann等人在室內模擬時速160km的列車作用下,由土工格柵加固后路堤承載力的增加和沉降量減小的問題。意大利國家鐵路公司曾經應用雙向土工格柵加固鐵路路堤,在不同的橫斷面上安裝測試原件,以確定不同類型車輛經過時產生的動應力場。美國TTCI研究人員CharityD.Sasaoka和David Davis為解決大軸重對軌道過渡段的影響,利用NUCARSTM和GeotrackTM軟件模擬軌道剛度和阻尼對過渡段的影響分析,得出提高過渡段區域軌道結構的阻尼可以使車輪對軌過渡段的作用衰減30%,此外還認為減小橋梁剛度的最好方法是調整橋上枕下剛度;美國TTCI研究人員Dingqing Li和David Davis對引起和加速路橋過渡段及軌道過渡段破壞的因素進行了研究并得出評估過渡段和一些減緩過渡段破壞的措施。
對于路基與橋梁、涵洞、隧道、隧道與橋梁等過渡段的研究國外己有不少,日本在路基與橋梁過渡段設置碎石填筑段;德國則是加寬路基與橋梁過渡段中路基的寬度,道柞厚度沿橋梁至路基方向逐漸遞減,以使線路剛度逐漸變化;法國是在路基與橋梁過渡段設置過渡橋臺等。
3國內軌道過渡段的研究現狀
在國內,我國鐵道部科學研究院、西南交通大學、原上海鐵道大學等有關研究者也先后通過模擬試驗研究了在列車重復荷載作用下路基基床的動應力響應特性,但這些試驗和研究一般都是針對路基而言,而非針對過渡段。另外,我國在秦沈客運專線、遂渝客運專線等對路基與橋梁、涵洞、隧道等過渡段都進行過大量試驗研究,對于路基與樁板結構過渡段的研究,我國也己在遂渝線進行過研究。石家莊鐵道學院楊廣慶等進行了高速鐵路路基與橋梁過渡段的技術措施分析,并指出設置鋼筋混凝土過渡板對路橋間的剛度平順過渡非常有利,但必須配以其他級配粗粒料或加筋土路堤結構等處理措施才`能解決路橋間沉降差引起的軌面彎折對行車的影響。西南交通大學羅強、蔡英等間等運用車輛一軌道一路基相互作用的動力學理論,全面分析了路橋過渡段的軌面彎折變形、軌道基礎剛度的變化、不同的行車速度、車輛進出過渡段等情況對車輛垂向加速度和輪軌垂向力等動力學性能指標的影響規律,并指出路橋結構的工后沉降差引起過渡段軌面彎折變形是影響行車安全與舒適的主要因素,而路橋間的剛度差、列車的行車方向對行車的動力學性能指標影響不顯著,并對過渡段的變形限值和過渡段長度的確定方法進行了一些研究。
西南交通大學王于等以有碎和無碎軌道的過渡段為例,進行了車輛一軌道垂向動態相互作用的仿真研究,指出了在確定軌道過渡段長度時,應考慮動力學性能評價指標,并提出了確定軌道過渡段長度的“臨界長度法”。西南交通大學王其昌、蔡成標等對高速鐵路路橋過渡段的軌道折角限值進行了分析,試提出了高速鐵路路橋過渡段軌道折角容許的限值,確定了一套軌道過渡段動力特性的評價指標,分析了由基礎沉降差引起的鋼軌初始變形及行車方向、行車速度對輪軌系統動力性能的影響,提出了確定路橋過渡段長度應根據最高行車速度、基礎沉降差,由動力學評判指標來確定。西南交通大學翟婉明等應用動力學理論建立了車輛一軌道禍合模型,詳細研究了過渡段長度對高速列車與過渡段軌道動態相互作用性能的影響情況,確定了高速鐵路不同類型過渡段在不同速度等級下的最小長度理論建議值。華東交通大學雷曉燕等建立軌道過渡段基礎剛度突變的軌道振動微分方程,進行了軌道剛突變對軌道振動的影響性分析,提出了軌道過渡段的整治原則。
孔祥仲、劉偉平等從靜力學角度對板式軌道與普通軌道之間設置軌道剛度漸變的板式軌道過渡段提出了剛度設計方法,并建議采用不同厚度的瀝青混凝土道床寬軌枕軌道結構作為有柞與無柞軌道過渡段型式。中南大學陳雪華[28]基于無柞軌道路一橋一隧過渡段禍合動力學理論,應用高速鐵路路一橋一隧過渡段與無柞軌道相互作用的動力學模型,研究了輪重、車速、不平順和材料特性對無柞軌道過渡段結構系統相互作用的響應特征。施光夏運用動力學分析程序ANSYS/LS-DYNA在二維模型里面模擬了直結式軌道與普通有柞軌道過渡段中鋼軌和軌床(道床板)的動態響應,既而討論了軌下膠墊剛度對過渡段的影響,認為適當提高軌下膠墊的剛度可以有效地降低鋼軌的變形,最后討論了軌枕共振、軌枕間距、支承剛度與行車速度之間的關系,認為軌枕間距越大、支承剛度越大則列車的臨界速度越高。
綜上所述,目前路橋過渡段的分析是高速鐵路過渡段分析的重點,分析的方法仍是基于車輛與線路相互作用的動力學理論,一般采用理論建模、數值求解與試驗驗證相結合的方法。首先對車輛一軌道相互作用中的具體問題建立適當的數學物理模型,進而尋求有效的數學分析方法以獲取系統響應,再將動力學關鍵指標(如輪軌力、車體加速度等)的試驗測量結果與理論分析結果進行對比,從而驗證并改進理論模型。
4結論
從國內外的過渡段研究現狀可以知道,目前研究的工作大多數集中在路橋、路隧過渡段上,絕大多數針對的是路基、橋梁或者隧道,可以說以往研究的過渡段包括秦沈客運專線上有碎與無柞軌道(線路上部結構)的過渡段都是放在了基礎(線路下部結構)的過渡段上,由此不論是從施工設計還是實際運營來看都帶來了許多問題,而系統研究路基上有柞軌道與無碎軌道過渡段的幾乎空白。
參考文獻:
[1]趙國堂.高速鐵路無碴軌道結構[M],北京:中國鐵道出版社,2006
關鍵詞 :高鐵 接觸網 無交叉線岔 設計 維護
Abstract: This paper analyzes the technical requirements of high speed flow when the pantograph on catenary wire fork, combined with Zhengxi high-speed rail, analyzed the pantograph contact net group of cross line turnout design parameters, through the daily operation and repair work specific situation discussed the three groups showed no cross fork, main control points check measurement method, operation and maintenance technology.
Key words: high-speed rail; catenary; no cross crossing design; maintenance;
中圖分類號:TM922.5文獻標識碼:A 文章編號:
1.前言
無交叉線岔可保證機車從正線高速通過,所以它的設計與運營維護是保證接觸網高速運行的重要條件。本論文以徐蘭客運專線鄭西線為例,探討三組無交叉線岔設計與維護過程的關鍵點:
徐蘭客運專線鄭西線是我國一條全線設計時速350Km/h的國產電氣化客運專線。為確保動車組從正線上高速通過道岔時,受電弓在任何情況下均不與側線的接觸線相接觸,動車組從側線進入正線或從正線進入側線時,受電弓能從側線與正線接觸線之間實現平穩過渡,不發生刮弓現象,在鄭西線的站場側線與正線相連的60kg/m鋼軌1/41號高速單開道岔(簡稱41號道岔)采用三支無交叉線岔。經鐵道部網檢車和綜合檢測車現場檢測,三支無交叉線岔符合高鐵設計要求。 研究三支無交叉線岔的運營維護,對掌握高鐵運行安全有著重要意義。
2.高速弓網受流對三支無交叉線岔的技術要求
2.1空間幾何參數
2.1.1線岔的導高
動車組通過三支無交叉線岔時,受電弓始終保持與線岔的兩支接觸,這就對線岔處的三支導線的導高提出一個新的要求,始終要保持兩支導線的平順性,這才能保證列車高速通過時弓網的正常取流。
2.1.2線岔的拉出值
在三支無交叉線岔處,因要考慮到受電弓的有效工作寬度和受電弓在線岔處的水平晃動量等因素,所以對三支無交叉線岔每一點處每一支的拉出值的大小都有一個新的要求,防止受電弓通過線岔時導致因拉出值的不合適引起鉆弓/打弓故障的發生
2.2 弓網動態接觸力
弓網動態接觸力一般按一個跨距為分析單位,分析參數有:最大值、最小值、平均值和標準偏差。各參數評判標準為:
最大值:Fmax=Fm+3ó(N);
最小值:Fmin=20(N);
平均值:Fm≤0.00097V2+70(N);
標準偏差:ó≤0.3*Fm(N)
在雙弓最小間距為160m的運行條件下,修正后的弓網間平均接觸壓力應低于圖1的規定,最小接觸壓力應為正值,最大接觸壓力應低于300N,接觸力標準偏差應不大于0.3Fm。因此線岔處的接觸壓力也要滿足此條件。
圖1 平均接觸壓力與速度關系曲線圖
2.3抬升量
線岔懸掛點處接觸線的抬升應符合EN50119(2001)的規定。正常運行時,最大跨距懸掛點處接觸線計算和驗證的抬升量不大于100mm;懸掛點處定位器自由抬升的設計范圍至少應為計算抬升值的2倍。
綜上所述,高速弓網受流系統對線岔的技術要求特別高,不僅從接觸網的基本技術參數如導高拉出值等方面來評價弓網受流,還從接觸力、抬升量等方面對高速鐵路的線岔的技術提出了更高的要求。
3.鄭西高鐵受電弓與41號道岔結特征
3.1受電弓的基本技術參數
受電弓動態包絡線:直線段左右擺動量250mm、上下晃動量200mm;
受電弓弓頭寬度:1950mm;
受電弓工作寬度:1450mm;
受電弓工作范圍:4950-5500mm;
滑板的最小寬度:1030mm;
滑板數量:2個;
滑板材質:碳;
受電弓靜態接觸壓力:70±10N。
圖2 受電弓機構示意圖
3.2 41號道岔的結構特征
41號道岔用于中間站跨區間無縫線路的連接。 道岔采用43.090m長的60B40鋼軌制造,全長L=140.599m,前端長度a=56.319m,后端長度b =84.280m。為彈性可彎接軌,接軌接端為插接式。
4. 三支無交叉線岔的布置原理
三支無交叉線岔為2條正線間的渡線道岔采用錨段關節式線岔圖的接觸網布置圖。圖3中,渡線電分段采用了四跨絕緣錨段關節形式(3#關節),以避免分段絕緣器產生的硬點影響。1#關節和5#關節為四跨非絕緣錨段關節,2#關節和5#關節為五跨非絕緣錨段關節(相鄰2支懸掛各形成一個錨段關節)。圖中編號②接觸懸掛相對于另一正線而言為側線支接觸懸掛,編號③接觸懸掛相對于另一正線而言所起作用與編號①作用相同,從B柱到C柱的區域為正線和側線的轉換區域(五跨關節的轉換跨)。
圖3 三支無交叉線岔平面布置圖
當動車組在正線上運行時,受電弓不與編號③接觸線接觸,但在1#關節和2#關節處與編號②接觸線存在轉換過渡關系;當列車由正線駛入側線時,受電弓首先在1#關節處由編號①接觸線過渡到編號②接觸線,然后再2#關節處(B柱到C柱之間)由編號②接觸線過渡到編號③接觸線,經過C柱以后完全駛離道岔進入側線運行;當列車由側線駛入正線時,受電弓首先在2#關節處(C柱到B柱之間)由編號③接觸線過渡到編號②接觸線,經過A柱以后在1#關節處再由編號②接觸線過渡到編號①接觸線,進而完全轉入正線運行。
4.1三支無交叉線岔的始觸區。由于三支無交叉線岔的重點是“三點”和始觸區,它采用輔線、渡線及正線三線無交叉布置的方式,所以在始觸區600-1050mm的區域內接觸線不得安裝任何線夾,包括定位線夾、吊弦線夾、電連接線夾等,交叉吊弦安裝在550-600之間,但同時 “三點”的技術參數要滿足要求,動車受電弓才可以平穩的從正線過渡到側線,側線過渡到正線。
4.2三支無交叉線岔“三點”的確定。無交叉線岔有兩個關鍵定位點和一個等高點。平面布置時,應使側線接觸線和正線線路中心的距離大于兩接觸線間的距離。以鄭西線的1/41號高速單開道岔, UIC 608 Annex 4a受電弓為例,如圖3 弓頭總寬度1950mm,弓頭工作區為1450mm,受電弓最外端尺寸的半寬為725mm,水平擺動量為250mm(考慮350km/h速度),升高后的加寬為125mm。所以受電弓在側線側最外端可觸及到的尺寸限界為:725+250+125=1100(mm)。鄭西線三支無交叉線岔考慮到整個渡線及輔線的長度及道岔布置的對稱性,單邊采用兩根道岔定位柱和兩組硬橫梁定位,如圖4其中其中A點定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm;B點為兩內軌間距為800mm屬于等高點,正線相對于側線的拉出值滿足1100mm,側線相對于正線拉出值滿足1100mm C點定位處正線拉出值350mm,輔線居中,渡線拉出值為350mm。,因而動車從正線高速通過岔區時,與區間接觸網一樣正常受流,不會觸及側線接觸線,而與側線接觸懸掛無關。
圖4 三支無交叉線岔“三點”平面示意圖
由上面的分析可知,在受電弓由正線通過時,可以保證側線接觸線與正線線路中心間的距離始終大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動量,因而正線高速行車時,受電弓滑板不可能接觸到側線接觸線,從而保證了正線高速行車時的絕對安全性,并且在道岔處不存在相對硬點。
4.2.1動車由正線進入側線線岔時。當機車從正線進入側線時,在兩軌間距為800mm的等高點處。因側線線路中心相對于正線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到正線接觸線上,受電弓滑過等高點后,側線接觸線比正線接觸線高度又以4/1000坡度開始降低。因而,受電弓可以順利過渡到側線接觸懸掛上。
4.2.2動車由側線進入正線線岔時。當機車由側線進入正線時, 在兩軌間距為800mm的等高點處。因正線線路中心相對于側線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到側線接觸線上,受電弓滑過等高點后,受電弓逐漸滑離側線接觸線,同時,側線接觸線高度又以4/1000坡度開始抬高,過等高點后,側線接觸線比正線接觸線要高,所以受電弓能夠順利的過渡到正線接觸線上。這時,受電弓將逐步脫離側線接觸懸掛而平滑地過渡到正線接觸懸掛。
5. 三支無交叉線岔維護調整技術
5.1測量線岔。為掌握線岔技術參數及線岔變化情況,對三支無交叉線岔每季度進行測量一次,根據天氣的變化適當增加測量次數。每次對始觸區、交叉吊弦、“三點”的技術參數進行測量,如有不滿足情況,對此處的導高及拉出值進行調整。
5.2拉出值的調整。如圖4 等高點處的拉出值要滿足1105mm,調整位置在等高點兩側的關鍵點,只要A點定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm;B點處正線相對側線線路中心為1100mm,渡線相對正線線路中心為1100mm;C點定位處正線拉出值350mm,輔線居中,渡線拉出值為350mm。正線拉出值允許偏差±10mm,側線拉出值允許偏差±20mm。
5.3導高的調整。三支無交叉線岔側線導線高度的調整應從等高點按著4/1000的坡度向兩邊順坡。
5.4吊弦的檢調。根據導高的調整預配吊弦的長度,以滿足此處接觸線的高度。
5.5繼續測量線岔。對線岔各點的數據進行測量一遍,看始觸區、交叉吊弦、“三點”的數據是否滿足設計要求,不合適再次進行調整。
6.結論
本文通過高速取流時受電弓對接觸網線岔的技術要求,分析了三支無交叉線岔設計的設計原理和維護的主要方法。在維護的過程中要特別注重對三支無交叉線岔拉出值的調整以及三支無交叉線岔導高平順性調整的方法,對于高鐵日常維護及確保高鐵運行安全有著重要的參考價值。
參考文獻:
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2003~2013年間,朱瑋擔任濟南鐵路局科協辦公室(科委辦公室)主任。這10年,對于他,工作充實且踏實。
任重道遠為科普
在濟南鐵路局長期從事科技管理、科研開發和科普宣傳工作期間,朱瑋先后組織制定了《濟南鐵路局科學技術管理辦法》、《濟南鐵路局科研計劃管理實施細則》、《濟南鐵路局科技成果鑒定管理實施細則》、《濟南鐵路局科學技術獎勵辦法》、《濟南鐵路局“十二五”科技發展規劃》等一系列制度規劃,建立和完善了鐵路局科技創新體系。
在這些文件的制定過程中,他常常寫到深夜,傾注了很多心血,并多次以各種形式征求各方面意見,認真思考推敲,反復精心修改,確保制定的政策措施能夠符合實際、切實可行、見到成效。
朱瑋積極普及科學技術知識,傳播科學思想、科學方法。由他組織開展的各年度“科普日”、“科技活動周”活動,是以宣傳鐵路科技為主線,結合各年度活動宣傳主題,精心組織設計活動方案,在車站貨場等地展示設計制作的鐵路科技圖片展板,利用鐵路辦公網舉辦網上科普知識競賽問答,邀請知名專家舉辦高速鐵路技術、TRIZ創新理論與應用原理等科技講座,選購數千冊優秀科技圖書、期刊及編輯制作各年度濟南鐵路局科技成果匯編(光盤)贈發給全局各單位、部門學習參考。由于活動開展的有聲有色,受到了領導的肯定和廣大職工的好評。
專心致志搞課題
為保障鐵路安全生產、提高設備質量、促進運輸經營,朱瑋做了很多工作,提供了強有力的科技支撐。他組織編制了10個年度的鐵路局科研計劃,累計安排科研課題及示范推廣項目561項,涉及經費4815萬元;組織申報了鐵道部科研計劃課題,累計承擔鐵道部科研計劃課題23項,涉及經費983萬元;組織開展鐵路科技成果鑒定(評審),累計通過省部科技成果鑒定14項,通過鐵路局科技成果鑒定137項;組織申報省部級科學技術獎,累計獲省部級獎27項,獲鐵路局獎169項。
在科研管理過程中,朱瑋組織審查篩選科研課題,了解現場需求,明確課題目標,組織審查課題組起草的研究方案;組織了審查修改課題組起草的研究報告、技術報告等結題鑒定技術資料,組織召開科技成果鑒定(評審)會議;組織科技成果申報省部級科技獎的評審推薦和鐵路局科技獎的評審表彰工作。
在科技工作中,朱瑋堅持科學真理、尊重科學規律,保持崇尚嚴謹求實的學風。他積極參與科研開發,技術創新取得了較好成績。作為主要研究人員,他先后參與完成15項鐵道部、鐵路局科研課題,在研課題10余項。獲得5項省部級科技進步獎、5項濟南鐵路局科技進步獎。結合科研主筆撰寫論文《既有線臨時限速預警控制技術研究與試驗》,發表在《中國鐵道科學》2013年第三期上,獲濟南鐵路局優秀科技論文一等獎。
此外,2006年組織參與完成鐵道部重大試驗《CRH2等型動車組型式試驗》和《列控綜合試驗》;2011年組織參與完成京滬高鐵先導段第二階段綜合試驗,受到了鐵道部的好評,為高速、提速鐵路發展做出了貢獻。他還牽頭組織濟南鐵路局專項重點技術工作論證,先后組織完成了“膠濟客運專線自動售檢票系統”等8個項目技術論證,為鐵路局領導決策提供了參考建議。
積極探索求創新
以濟南鐵路局辦公網絡為依托,朱瑋組織籌建了網上濟南鐵路局科技圖書館,于2007年12月18日舉行了隆重的開館啟用儀式,至今每月組織維護更新圖書期刊內容,確保圖書館運行正常。館內精心挑選收藏了有關鐵路科技各專業技術領域和相關基礎技術領域的電子圖書6萬余冊、期刊論文518萬余篇、技術標準近2千項,供全局10余萬職工上網免費登錄查閱,為廣大職工學習鐵路科技知識、查閱專業技術資料和增強科技創新能力提供了很大幫助。
在科技圖書館的建設運行維護管理過程中,朱瑋組織了科技圖書館網絡設備的選型、安裝,網站頁面等軟件的設計制作,圖書期刊的挑選、訂購、導入,期刊、標準的更新,不斷豐富圖書館網頁內容,精心維護管理,確保運行正常。
由商務部和鐵道部批準、中國鐵道科學研究院主辦的第五屆至第十一屆中國國際現代化鐵路技術裝備展覽會,是朱瑋先后組織參加的一項重要展會。他利用燈箱圖片、文字、電視片、展冊、實物等多種形式,充分展示了濟南鐵路局鐵路建設成果、先進技術裝備、鐵路客貨運輸服務、科技創新成果及科技新產品。展覽內容主題鮮明,重點突出,整體設計簡潔大方,版面設計制作精良,提升了濟南鐵路局形象,得到了領導和參觀嘉賓的好評。