CN113111554B - 时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法 - Google Patents
时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113111554B CN113111554B CN202110384082.4A CN202110384082A CN113111554B CN 113111554 B CN113111554 B CN 113111554B CN 202110384082 A CN202110384082 A CN 202110384082A CN 113111554 B CN113111554 B CN 113111554B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- irregularity
- track
- temporary
- overhead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title abstract description 15
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 81
- 238000011214 deviation management Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 44
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 38
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 11
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 10
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 17
- 101100346179 Arabidopsis thaliana MORC7 gene Proteins 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
- G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/16—Cables, cable trees or wire harnesses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Marketing (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
本发明公开了一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,计算获得设计阶段用于指导架空装置结构设计的变形控制指标和运营阶段临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值。其中,变形控制指标确定的原则为,以普速铁路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值为基础,将其扣除轨道随机不平顺影响后,得到由于临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值;轨道静态几何不平顺容许偏差管理值确定原则为,根据普速铁路规范和高速铁路规范确定轨道静态几何不平顺总限值,临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值与架空装置变形叠加后不超过轨道静态几何不平顺总限值。
Description
技术领域
本发明涉及铁路交通技术领域,更具体的说是涉及一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法。
背景技术
根据我国高速铁路运营实践,高速铁路无砟轨道结构状态总体正常,但在长期列车运行荷载以及外部环境作用下,砂浆层粘结逐步失效,钢筋混凝土支承层伤损、轨道板裂缝上拱的情况偶有发生,造成轨道几何形位不良,因此需要架空线路进行整治。既有线路临时架空是保证线路维修过程中列车正常运营、维护交通秩序的重要措施,而临时架空线路中架空装置结构变形指标和轨道静态几何不平顺容许偏差管理值是保证临时架空线路安全运营的关键。
目前,根据《高速铁路工务安全规则》(试行),使用轨束梁、工字钢梁或D型施工便梁架设临时线路时,列车最大允许速度为45km/h,且工字钢梁和D型便梁竖向挠度不超过其跨度的1/400。该规则同时规定,在桥隧涵的施工作业中,对于“在线路上安装或拆除轨束梁、工字钢纵梁、D型便梁的纵梁、纵横梁体系的纵梁,拆除D型便梁的横梁”、“整治隧道仰拱破损及换填隧道铺底”、“影响行车安全的其他复杂桥隧施工”的情况,列车放行条件可按经审查批准的施工作业设计文件确定。但该规则仅对列车速度和架空设备的竖向挠度进行了规定,并未具体规定架空装置结构变形指标以及轨道静态几何不平顺容许偏差,随着高速铁路架空装置的多样化,以及后续临时架空线路列车提速的需求,既有规则的规定表现出一定的不足,在一定程度上影响了高铁运行秩序和架空线路运行安全估计。
因此,如何获得临时架空线路变形控制指标,满足列车高速通行的要求,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,针对高速铁路临时架空线路,基于运营安全提出能满足时速80km通行的临时架空线路变形控制标准,用于指导临时架空装置结构设计和临时架空线路施工运营,保障临时架空线路安全。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,包括以下步骤:
步骤1:获取普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,扣除轨道随机不平顺影响值后,获得临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值;
步骤2:获取架空装置参数和实际运营列车轴重,结合普速铁路和高速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,构建临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值;
步骤3:在设计阶段,根据架空装置变形或变位的10m弦测值限值作为架空装置变形指标,指导架空装置结构设计;在运营阶段根据临时轨道静态几何不平顺容许偏差管理值作为架空线路变形指标进行线路几何线形管理,在架设临时线路时对架空线路进行检测,采集轨道静态几何线形参数,对所述轨道静态几何线形参数和所述架空线路变形指标进行比较判断,判断结果用于指导高速铁路临时架空线路建设;所述10m弦测值限值包括高低弦测限值、轨向弦测限值和水平不平顺限值,临时架空装置的跨中竖向位移不超过所述高低弦测限值,所述临时架空装置的跨中横向位移不超过所述轨向弦测限值,所述临时架空装置的跨中两纵梁竖向位移差值不超过所述水平不平顺限值。
优选的,所述步骤2中所述临时架空线路轨道轨道静态几何不平顺容许偏差管理值包括第一速度等级限值和第二速度等级限值;所述第一速度等级限值为80km/h,所述第二速度等级限值为60km/h,形成第一速度等级60~80km/h和第二速度等级0~60km/h;所述临时架空线路轨道轨道静态几何不平顺容许偏差管理值的管理值参数包括轨道高低不平顺值、水平不平顺值、轨向不平顺值和扭曲不平顺值。
优选的,步骤11:获取典型普速铁路轨道静态几何不平顺实测值,并进行统计分析,获得高速铁路临时架空区域轨道随机不平顺10m弦测值;
步骤12:根据所述普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,计算80km/h<vmax≤120km/h正线的计划维修与临时补修中对应数值的均值,获得临时架空线路几何不平顺总限值;
步骤13:临时架空线路几何不平顺总限值扣除随机不平顺10m弦测值得到临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值。
优选的,所述随机不平顺10m弦测值包括所述随机不平顺10m弦测值包括轨向不平顺弦测值、高低不平顺弦测值和水平不平顺值,分别取值为对典型普速铁路轨道静态几何不平顺实测值进行统计分析确定的轨向不平顺10m弦测值最大矢量值、高低不平顺10m弦测值最大矢量值和水平不平顺值。
优选的,步骤21:选取所述普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值中vmax≤80km/h正线及到发线对应的临时补修管理值作为临时架空线路60~80km/h的轨道静态几何不平顺总限值,包括高低不平顺总限值、水平不平顺总限值和轨向不平顺总限值;获取200~250km/h线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,设定扭曲不平顺总限值为10mm/3m;获取架空装置参数和实际运营列车轴重;
步骤22:设定实际运营列车荷载作用于架空装置跨中竖向位移最不利位置,计算架空装置竖向挠度变形值,采用高低不平顺总限值扣除架空装置竖向挠度变形值获得60~80km/h速度等级高低不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级高低不平顺值获得0~60km/h速度等级高低不平顺值;设定放宽阈值为2mm;
步骤23:设定实际运营列车单根车轴完全偏载作用于架空装置跨中位置,计算两钢轨下纵梁竖向挠度差最大值,采用水平不平顺总限值扣除两纵梁竖向挠度差最大值获得60~80km/h速度等级水平不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级水平不平顺值获得0~60km/h速度等级水平不平顺值;
步骤24:设定荷载为100kN的横向摇摆力作用于架空装置跨中位置,计算架空装置跨中横向位移值,采用轨向不平顺总限值扣除架空装置跨中横向位移值获得60~80km/h速度等级轨向不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级轨向不平顺值获得0~60km/h速度等级轨向不平顺值;
步骤25:设定实际运营列车单根车轴完全偏载作用于架空装置跨中位置,计算两钢轨下纵梁竖向挠度差最大值,采用扭曲不平顺总限值扣除两纵梁竖向挠度差最大值获得60~80km/h速度等级扭曲不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级扭曲不平顺值获得0~60km/h速度等级扭曲不平顺值;
步骤26:上述高低不平顺值、水平不平顺值、轨向不平顺值和扭曲不平顺值构成临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,计算获得设计阶段用于指导架空装置结构设计的变形控制指标10m弦测值限值和运营阶段临时架空线路静态几何不平顺容许偏差管理值。其中,变形控制指标确定的原则为,以普速铁路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值为基础,将其扣除轨道随机不平顺影响后,得到由于临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值;轨道静态几何不平顺容许偏差管理值确定原则为,根据普速铁路规范和高速铁路规范确定轨道静态几何不平顺总限值,临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值与架空装置变形叠加后不超过轨道静态几何不平顺总限值,参考《高速铁路无砟轨道线路维修规则》和《普速铁路线路修理规则》中轨道静态几何不平顺容许偏差管理值确定临时架空线路轨道静态几何不平顺总限值,将该总限值扣除架空装置变形后即为临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,包括以下步骤:
S1:获取普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,扣除轨道随机不平顺影响值后,获得临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值;
S11:获取典型普速铁路轨道静态几何不平顺实测值,并进行统计分析,获得轨向和高低不平顺10m弦测值,以及水平不平顺值;选取轨向不平顺10m弦测值、高低不平顺10m弦测值的最大矢度值,以及水平不平顺值作为随机不平顺10m弦测值;
S12:根据普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,计算80km/h<vmax≤120km/h正线的计划维修与临时补修中对应数值的均值,获得临时架空线路几何不平顺总限值;
S13:用临时架空线路几何不平顺总限值扣除随机不平顺10m弦测值得到临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值;
S2:获取架空装置参数和实际运营列车轴重,结合普速铁路和高速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,构建临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,临时架空线路轨道轨道静态几何不平顺容许偏差管理值包括0~60km/h、60~80km/h两个速度等级,管理值参数包括轨道高低不平顺值、水平不平顺值、轨向不平顺值和扭曲不平顺值;
S21:选取《普速铁路线路修理规则》轨道静态几何不平顺容许偏差管理值中vmax≤80km/h正线及到发线对应的临时补修管理值作为临时架空线路60~80km/h的轨道静态几何不平顺总限值,包括高低不平顺总限值、水平不平顺总限值和轨向不平顺总限值;根据《高速铁路无砟轨道线路维修规则》中200~250km/h线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值,设定扭曲不平顺总限值为10mm/3m;获取架空装置参数和实际运营列车轴重;
S22:设定实际运营列车荷载作用于架空装置跨中竖向位移最不利位置,计算架空装置竖向挠度变形值,采用高低不平顺总限值扣除架空装置竖向挠度变形值获得60~80km/h速度等级高低不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级高低不平顺值获得0~60km/h速度等级高低不平顺值;设定放宽阈值为2mm;
S23:设定实际运营列车单根车轴完全偏载作用于架空装置跨中位置,计算两钢轨下纵梁竖向挠度差最大值,采用水平不平顺总限值扣除两纵梁竖向挠度差最大值获得60~80km/h速度等级水平不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级水平不平顺值获得0~60km/h速度等级水平不平顺值;
S24:设定荷载为100kN的横向摇摆力作用于架空装置跨中位置,计算架空装置跨中横向位移值,采用轨向不平顺总限值扣除架空装置跨中横向位移值获得60~80km/h速度等级轨向不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级轨向不平顺值获得0~60km/h速度等级轨向不平顺值;
S25:设定实际运营列车单根车轴完全偏载作用于架空装置跨中位置,计算两钢轨下纵梁竖向挠度差最大值,采用扭曲不平顺总限值扣除两纵梁竖向挠度差最大值获得60~80km/h速度等级扭曲不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级扭曲不平顺值获得0~60km/h速度等级扭曲不平顺值;
S26:上述高低不平顺值、水平不平顺值、轨向不平顺值和扭曲不平顺值构成临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值;
S3:在设计阶段,根据架空装置变形或变位的10m弦测值限值作为架空装置变形指标,指导架空装置结构设计;在运营阶段根据临时线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值作为架空线路变形指标进行线路几何线形管理,在架设临时线路时对架空线路进行检测,采集轨道静态几何线形参数,对轨道静态几何线形参数和架空线路变形指标进行比较判断,判断结果用于指导高速铁路临时架空线路建设。
实施例
本发明计算方法计算获得的高速铁路临时架空线路变形控制指标包括两部分,一是设计阶段用于指导架空装置结构设计的变形控制指标,二是运营阶段临时架空线路轨道静态几何线形容许偏差管理值。
一、设计阶段架空装置变形控制指标
设定临时架空装置跨度大约10m,根据《高速铁路无砟轨道线路维修规则》和《普速铁路线路修理规则》,轨道动态几何不平顺管理针对的波长范围为1.5~42m,不适用于临时架空装置区域的轨道状态评价,而轨道静态几何不平顺管理采用10m弦测法,可用于指导跨度约10m的临时架空装置变形控制。
临时架空段的轨道随机不平顺受到施工影响,轨道状态弱于正常运营条件下的高速铁路,但应达到正常运营条件下普速铁路的标准。因此,临时架空装置变形控制指标确定的原则为,以普速铁路轨道静态几何不平顺的容许偏差管理值为基础,将其扣除轨道随机不平顺影响后,得到由于临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值。
获取普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,如表1所示,选自《普速铁路线路修理规则》表6.2.1-1。对典型普速铁路轨道静态几何不平顺实测值进行统计分析,分别得到高速铁路临时架空区域轨道随机不平顺的轨向10m弦测值为3.5mm,高低10m弦测值为4.5mm,水平不平顺值为5.0mm。
表1普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值(混凝土枕线路,mm)
注:①轨向偏差和高低偏差为10m弦测量的最大矢度值;②vmax为列车最大行驶速度。
结合表1中普速铁路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,将临时架空线路几何不平顺总限值取为80km/h<vmax≤120km/h正线的计划维修与临时补修中对应数值的均值,将该总限值扣除轨道随机不平顺10m弦测值后即得到由于临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值,如表2所示。
表2时速80km高速铁路临时架空线路架空装置变形(变位)限值
架空装置的设计可采用有限元仿真、理论计算或足尺模型试验等方法,设计荷载应根据《铁路列车荷载图式》(TB/T 3466-2016)选用ZK特种活载,对架空装置的变形计算时应考虑钢轨、扣件和支座对梁体变形的影响。根据影响线按架空装置跨中竖向位移最不利施加ZK特种活载,计算架空装置跨中竖向位移,所计算的值不得超过表2中对架空装置变形(变位)高低的弦测限值6.0mm/10m;取一根车轴在完全偏载的情况下作用于架空装置跨中位置,轴重250kN(即一根ZK特种活载轴重),计算架空装置跨中两纵梁竖向位移差值,所计算的差值不得超过表2中对架空装置变形(变位)水平的限值5.0mm;在架空装置跨中位置施加100kN的横向摇摆力,计算架空装置跨中横向位移,其横向位移值不得超过表2中对架空装置变形(变位)轨向的弦测限值5.5mm/10m。以上述限定来设计构建架空装置。
二、运营阶段临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值
临时架空线路运营阶段,车体加速度值和轨道动态几何不平顺值由通行列车或检测车检测得到,检测结果已经包含了架空装置的动力响应,因此车体加速度控制指标和轨道动态几何不平顺管理值均按相关标准执行。
列车通行前,临时架空线路静态几何不平顺测试结果并未反映架空装置变形的可能影响,而行车过程中这一变形会引起轨道几何状态的改变,因此需要提出适用于临时架空线路的轨道静态几何不平顺控制指标。
临时架空线路的轨道静态几何不平顺容许偏差管理值确定原则为,容许偏差管理值与架空装置变形叠加后不超过轨道静态几何不平顺总限值。由于不同的架空装置在同一荷载作用下变形不尽相同,因此,当轨道静态几何不平顺总限值相等时,采用不同架空装置架设的临时线路的轨道静态几何不平顺容许偏差管理值也会有所不同。
以专利号为ZL201920556875.8的专利所提出的临时架空装置为例,具体说明临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值确定过程,其中,临时架空装置钢垫梁总长约6300mm,跨度约5200mm,一孔钢垫梁刚好可以更换一块II型轨道板,钢垫梁的横向和纵向中心线分别与所替换的轨道板横向、纵向中心线重合。钢垫梁由两根纵梁和位于两根纵梁之间的两根中间横梁、两根端横梁组成,两根纵梁分别位于两根钢轨正下方,主要起到支撑线路钢轨的作用;端横梁和中间横梁分别垂直于纵梁设置。纵梁顶部设置有若干个扣件,将钢轨和纵梁进行锁定;两根纵梁两端底部通过支座支撑于轨道混凝土支撑层上,在梁体跨度范围内即构成一定施工空间。两根纵梁端部的内外两侧分别设有限位装置;纵梁为箱型梁,包括上翼缘板、下翼缘板、腹板和设置在上翼缘板、下翼缘板与腹板之间的加劲板,纵梁的上翼缘板、下翼缘板截面沿纵向均呈中间宽、两端窄型,两腹板截面保持不变,在梁两端约972mm段上翼缘板和下翼缘板截面尺寸均为530mm×30mm,在梁中间约4240mm段上翼缘板和下翼缘板截面尺寸730mm×30mm,不同尺寸段采用直线过渡,纵梁两腹板截面尺寸保持不变,为190mm×24mm,在横梁两端设置螺栓孔,端横梁长约1164mm,高约250mm;中间横梁长约956mm,高约220mm。
为保障临时架空线路运营安全,同时考虑后续列车提速的可能性,本发明将临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值按0~60km/h、60~80km/h两个速度等级提出。
临时架空线路中轨距的变化主要由现场施工质量、施工中的振动冲击等引起,而不主要受列车活载或横向摇摆力的影响,因此,考虑一定安全余量,由架空装置变形导致的轨距变化为±1.0mm。下述轨道高低、水平、轨向和扭曲不平顺的确定过程:
选取表1普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值中vmax≤80km/h正线及到发线所对应的临时补修管理值作为临时架空线路60~80km/h的轨道静态几何不平顺总限值。参考《高速铁路无砟轨道线路维修规则》200~250km/h线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值,选取扭曲总限值为10mm/3m。
(1)高低不平顺确定:架空装置基于ABAQUS建立临时架空线路有限元模型,模型中包括钢轨、扣件、钢垫梁和支座。钢垫梁尺寸与设计尺寸保持一致,梁体采用Q345qC钢材,其密度7.85g/cm3,弹性模量210MPa,泊松比0.3。钢轨采用60kg/m类型钢轨,钢轨与钢垫梁之间的连接扣件采用弹簧模拟,弹簧刚度取25kN/mm。支座尺寸与设计尺寸保持一致,支座中橡胶承压板刚度2500kN/mm。荷载选用实际运营列车CRH3列车活载,轴重17t,荷载施加模式根据影响线按钢垫梁跨中竖向位移最不利位置加载。采用有限元模型进行计算,竖向挠度和支座压缩量根据有限元计算得到,此两者相加乘以动力系数即为跨中竖向挠度,根据计算,钢垫梁跨中竖向挠度为2.5mm,支座压缩量为0.5mm,取动力系数为2.0,则跨中竖向挠度为6.0mm。将高低不平顺总限值19mm扣除钢垫梁竖向挠度变形6.0mm后,则60~80km/h速度等级高低不平顺容许偏差管理值为13.0mm,0~60km/h等级容许值按60~80km/h的容许值再放宽2mm考虑,为15.0mm。
(2)水平不平顺确定:采用上述同样的有限元模型。荷载采用CRH3列车的一根车轴,轴重17t,荷载的施加考虑CRH3列车完全偏载,即17t轴重完全施加在一侧钢轨上,荷载作用于钢垫梁跨中位置。根据计算,完全偏载工况下两纵梁竖向挠度差最大值为3.665mm,考虑一定安全系数,取vmax≤80km/h条件下钢垫梁两纵梁竖向挠度差为4.0mm。将水平不平顺总限值17mm扣除两纵梁竖向挠度差最大值4.0mm后,60~80km/h速度等级水平不平顺容许偏差管理值为13.0mm,0~60km/h等级容许值按60~80km/h的容许值再放宽2mm考虑,为15.0mm。
(3)轨向不平顺确定:采用上述同样的有限元模型,荷载为100kN的横向摇摆力,荷载施加于钢垫梁跨中位置。根据计算,钢垫梁跨中横向位移为0.27mm,假设架空装置端部限位部分容许2mm横向缝隙(横向缝隙根据现场施工经验确定),则钢垫梁跨中横向位移总量为2.27mm。考虑一定安全系数,取vmax≤80km/h条件下钢垫梁跨中横向位移为3.0mm。将轨向不平顺总限值15mm扣除钢垫梁跨中横向位移值3.0mm后,60~80km/h速度等级轨向不平顺容许偏差管理值为12.0mm,0~60km/h等级容许值按60~80km/h的容许值再放宽1mm考虑,为13.0mm。
(4)扭曲不平顺确定:采用上述同样的有限元模型。荷载采用CRH3列车的一根车轴,轴重17t,荷载的施加考虑CRH3列车完全偏载,即17t轴重完全施加在一侧钢轨上,荷载作用于钢垫梁跨中位置。根据计算,完全偏载工况下两纵梁竖向挠度差最大值为3.665mm,考虑一定安全系数,取vmax≤80km/h条件下钢垫梁两纵梁竖向挠度差为4.0mm。将扭曲不平顺总限值10mm扣除两纵梁竖向挠度差最大值4.0mm后,60~80km/h速度等级水平不平顺容许偏差管理值为6.0mm,0~60km/h等级容许值按60~80km/h的容许值再放宽2mm考虑,为8.0mm。
则采用上述架空装置架设临时线路时,轨道静态几何不平顺容许偏差管理值如表3所示,临时架空线路施工完成后,采用专用仪器对轨道静态几何不平顺进行测试,各项测量值不得大于表3中相应速度等级的各测试项容许偏差管理值。
表3临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:获取普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,扣除轨道随机不平顺影响值后,获得临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值;
步骤2:获取架空装置参数和实际运营列车轴重,结合普速铁路和高速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,构建临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值;
步骤3:将架空装置变形或变位的10m弦测值限值作为架空装置变形指标;将临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值作为架空线路变形指标,在架设临时线路时对架空线路进行检测,采集轨道静态几何线形参数,对所述轨道静态几何线形参数和所述架空线路变形指标进行比较判断,判断结果用于指导高速铁路临时架空线路建设;
所述步骤1包括以下具体步骤:
步骤11:获取典型普速铁路轨道静态几何不平顺实测值,并进行统计分析,获得高速铁路临时架空区域轨道随机不平顺10m弦测值;
步骤12:根据所述普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,计算80km/h<vmax≤120km/h正线的计划维修与临时补修中对应数值的均值,获得临时架空线路几何不平顺总限值;
步骤13:临时架空线路几何不平顺总限值扣除随机不平顺10m弦测值得到临时架空装置变形或变位引起的10m弦测值限值。
2.根据权利要求1所述的时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,其特征在于,所述步骤2中所述临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值包括第一速度等级限值和第二速度等级限值;所述第一速度等级限值为80km/h,所述第二速度等级限值为60km/h,形成第一速度等级60~80km/h和第二速度等级0~60km/h;所述临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值的管理值参数包括轨道高低不平顺值、水平不平顺值、轨向不平顺值和扭曲不平顺值。
3.根据权利要求1所述的时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,其特征在于,所述随机不平顺10m弦测值包括轨向不平顺弦测值、高低不平顺弦测值和水平不平顺值,分别取值为对典型普速铁路轨道静态几何不平顺实测值进行统计分析确定的轨向不平顺10m弦测值最大矢量值、高低不平顺10m弦测值最大矢量值和水平不平顺值。
4.根据权利要求2所述的时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法,其特征在于,所述步骤2包括以下具体步骤:
步骤21:选取所述普速铁路线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值中vmax≤80km/h正线及到发线对应的临时补修管理值作为临时架空线路60~80km/h的轨道静态几何不平顺总限值,包括高低不平顺总限值、水平不平顺总限值和轨向不平顺总限值;获取200~250km/h线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值,设定扭曲不平顺总限值为10mm/3m;获取架空装置参数和实际运营列车轴重;
步骤22:设定实际运营列车荷载作用于架空装置跨中竖向位移最不利位置,计算架空装置竖向挠度变形值,采用高低不平顺总限值扣除架空装置竖向挠度变形值获得60~80km/h速度等级高低不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级高低不平顺值获得0~60km/h速度等级高低不平顺值;
步骤23:设定实际运营列车单根车轴完全偏载作用于架空装置跨中位置,计算两钢轨下纵梁竖向挠度差最大值,采用水平不平顺总限值扣除两纵梁竖向挠度差最大值获得60~80km/h速度等级水平不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级水平不平顺值获得0~60km/h速度等级水平不平顺值;
步骤24:设定荷载为100kN的横向摇摆力作用于架空装置跨中位置,计算架空装置跨中横向位移值,采用轨向不平顺总限值扣除架空装置跨中横向位移值获得60~80km/h速度等级轨向不平顺值,同时根据放宽阈值叠加60~80km/h速度等级轨向不平顺值获得0~60km/h速度等级轨向不平顺值;
步骤25:设定实际运营列车单根车轴完全偏载作用于架空装置跨中位置,计算两钢轨下纵梁竖向挠度差最大值,采用扭曲不平顺总限值扣除两纵梁竖向挠度差最大值获得60~80km/h速度等级扭曲不平顺值,同时根据放宽阈值得加60~80km/h速度等级扭曲不平顺值获得0~60km/h速度等级扭曲不平顺值;
步骤26:高低不平顺值、水平不平顺值、轨向不平顺值和扭曲不平顺值构成临时架空线路轨道静态几何不平顺容许偏差管理值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110384082.4A CN113111554B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110384082.4A CN113111554B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113111554A CN113111554A (zh) | 2021-07-13 |
CN113111554B true CN113111554B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=76715339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110384082.4A Active CN113111554B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113111554B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113609565B (zh) * | 2021-08-16 | 2024-04-16 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 铁路桥梁轨道静态长波不平顺的验收方法及装置 |
CN114818083B (zh) * | 2022-05-19 | 2024-02-02 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 | 一种铁路轨道轨向高低确定方法 |
CN116367079B (zh) * | 2023-05-30 | 2023-08-18 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 一种行车许可信息传输方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009300397A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Central Japan Railway Co | 軌道狂い検測装置および軌道狂い検測方法 |
CN105157624A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-12-16 | 湖南大学 | 一种用于测量钢轨纵向高低不平顺的复合弦测法 |
CN105908583A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 北京瑞威世纪岩土工程有限公司 | 不中断行车条件下将隧道有砟道床更换为无砟轨道的*** |
CN108592853A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-28 | 中国铁道科学研究院 | 轨道板拱起位置辨识方法、装置、存储介质及设备 |
CN109117536A (zh) * | 2018-07-31 | 2019-01-01 | 西南交通大学 | 轨道不平顺评价参数的检测方法 |
CN109183530A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种用于无砟轨道病害整治的线路临时架空装置及方法 |
-
2021
- 2021-04-09 CN CN202110384082.4A patent/CN113111554B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009300397A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Central Japan Railway Co | 軌道狂い検測装置および軌道狂い検測方法 |
CN105157624A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-12-16 | 湖南大学 | 一种用于测量钢轨纵向高低不平顺的复合弦测法 |
CN105908583A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-31 | 北京瑞威世纪岩土工程有限公司 | 不中断行车条件下将隧道有砟道床更换为无砟轨道的*** |
CN108592853A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-28 | 中国铁道科学研究院 | 轨道板拱起位置辨识方法、装置、存储介质及设备 |
CN109117536A (zh) * | 2018-07-31 | 2019-01-01 | 西南交通大学 | 轨道不平顺评价参数的检测方法 |
CN109183530A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种用于无砟轨道病害整治的线路临时架空装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113111554A (zh) | 2021-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113111554B (zh) | 时速80km通行的高速铁路临时架空线路变形指标计算方法 | |
Deng et al. | Identification of dynamic vehicular axle loads: Demonstration by a field study | |
Jiang et al. | Dynamic performance evaluation of ballastless track in high-speed railways under subgrade differential settlement | |
CN113239481B (zh) | 一种32米高铁标准简支梁的动挠度监测方法 | |
Zhang et al. | Long-term evolution mechanism of the rail weld irregularity in metro lines based on the wear theory | |
Namura et al. | Evaluation of countermeasures against differential settlement at track transitions | |
Tajalli et al. | Numerical-experimental study of contact-impact forces in the vicinity of a rail breakage | |
Sadeghi et al. | Development of a new track geometry assessment technique incorporating rail cant factor | |
Connor et al. | Results of field measurements on the Williamsburg Bridge orthotropic deck: Final report on phase III | |
Sarikavak et al. | Dynamic wheel/rail interactions for high-speed trains on a ballasted track | |
CN112364426A (zh) | 一种基于行车安全及动力响应的铁路桥墩伤损评定方法、***、终端设备及可读存储介质 | |
Choi | Prediction of displacement induced by tilting trains running on ballasted tracks through measurement of track impact factors | |
Burrow et al. | Assessing the damaging effects of railway dynamic wheel loads on railway foundations | |
Sadeghi | New advances in analysis and design of railway track system | |
Srinivas et al. | Evaluation of longitudinal force on a railway bridge based on strain measurements | |
Grębowski et al. | Dynamic analysis of historic railway bridges in Poland in the context of adjusting them to Pendolino trains | |
Murzakayeva et al. | Experimental evaluation of railway crew impact on tension rails | |
Cherkashin et al. | An overview of rolling stock and track monitoring systems and guidelines to provide safety of heavy and long train operation in the Russian Railways | |
Kużawa et al. | Influence of Permanent Deflections on The Vibrations of Bridge Spans in Operating Conditions | |
González et al. | Safety assessment of underground vehicles passing over highly resilient straight track in the presence of a broken rail | |
Khan et al. | Field measured dynamic effects and load distribution in a prestressed concrete light rail bridge | |
Wu et al. | Distributed stiffness assessment of bridges based on macro-strain envelope curve under moving trainloads | |
Ossberger et al. | Validation of a finite element crossing model using measurements at an instrumented turnout | |
Chen et al. | Reliability of super-slope rack railway under bridge pier settlement | |
Avsievich et al. | Comparative Analysis of Railway Track Depression Estimation Methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |