无砟轨道精密测量技术研究(2)

参考文献 ................................................................................................................................ 57

致 谢 ....................................................................................................................................... 58

第一章 绪论

1.1 无砟轨道的发展现状

高速铁路客运专线，能够满足旅客对缩短旅行时间、舒适方便且经济快捷的需求，近年来高速铁路的发展进入到一个快速发展期。由于其具有速度高，能量消耗小，安全可靠，服务优良的特点，高速铁路自然而然地受到各国政府的普遍重视。同普通列车相比，高速铁路既克服了普通铁路速度较低的不足，又具有很高的舒适性和安全性，所以，高速列车从一开始就显示出了巨大的优越性，和其他运输方式在速度、运能、安全性、准确性、能耗、环境污染、效益等方面相比较也有着不可比拟的优势。我国目前客流存在着量大、集中、行程长的特点，这些特点正是高速铁路的优势所在，在未来的几年里，我国的高速铁路将 会得到进一步的发展。

随着武广高铁、沪宁高铁、沪杭高铁、郑西高铁的开通，这些真正意义上的无砟轨道，对测量精度要求高，传统的铁路测量模式己经不能适应这一要求，必须健全一整套全新的测量体系，引入绝对坐标测量，恢复平面控制网，在无砟轨道的勘测、施工、竣工和运营管理的各个阶段建立一套统一的空间数据基础，这样才能在勘测、施工、竣工和运营过程中使轨道变形监测数据基准统一，才能有利于第三方的检测验收和测量数据的标准化和规范化。在建立统一测量网的同时还要注重无砟轨道铺设技术和产品的开发和推广。

客运专线对轨道结构的要求主要包括:稳定的轨道结构，平顺的运行表面，良好的轨道弹性，可靠的轨道部件，便利的养护维修。所以，客运专线铁路的建设是一项系统工程，要同时满足这些要求，需要科研、设计、施工等各方面的共同努力，特别是要不断完善轨道的精调的理论、施工技术和装备，这是保证我国铁路实现跨越式发展的重要举措。

1.2 无砟轨道的意义

目前，高速铁路轨道主要采用的结构型式有两种：有砟轨道和无砟轨道。有砟轨道是铁路传统的轨道结构型式。在有砟轨道上，道床是轨枕的基础，在其上以规定的间隔布置一定数量的轨枕，用以增加轨道的弹性和纵、横向移动的阻力，并设置有便于排水和校正轨道的平面和纵断面。有砟轨道具有弹性良好、建设价格相对低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。

世界高速铁路的发展及相关理论研究都证实，这两种轨道型式都是可以运行300km/h以上的高速列车的，如法国高速铁路和日本的山阳新干线均全部或部分铺有有砟轨道，列车速度己经达到有些地段己经超过300km/h。虽然，目前法国也在对无砟轨道进行实验研究，至今在TGV运营线上，仍主要采用有砟轨道的轨道结构形式。

随着行车速度的提高，有砟轨道的缺点也日渐凸显。首先，由于有砟轨道的不均匀沉降产生的120HZ以下频率范围的激振严重，造成道砟粉化严重。有砟轨道在高速列车载荷的反复作用下，残余变形积累很快，而且沿线路方向的变形积累和轨道刚度分布不均匀，从而造成轨道不平顺，影响列车运行的舒适性和安全性，显著地增加了轨道的养护维修工

作量，需要不断地进行维修，加大了铁路的运营投入成本。同时，列车速度也会受到一定程度的限制。

高速铁路对轨道结构及其稳定性与运行期间维护的要求(如轨道几何状态、轨道弹性、轨道缺陷控制等)大大高于常规铁路。随着这些问题的日益凸显，无砟轨道技术应运而生，并在最近的几十年中得到了快速地发展，在实际工程中得到了越来越广泛地应用。无砟轨道，也称混凝土整体道床，是一种在坚实的基底上直接浇注混凝土以取代传统道砟层的轨道，线下基础是以混凝土或沥青混合料等取代散粒道砟道床而组成的轨道结构形式，是没有枕木，不用砟石铺路基的列的特点。

一方面，无砟轨道具有良好的结构稳定性、平顺性和连续性，轨道几何形位能持久保持，以及维修工作量可显著减少等明显优点。尽管无砟轨道修建时的投入经费会比有砟轨道大得多，但一般依靠所节省的线路养护维修费用，在一个线路大修周期内即可收回。无砟轨道还可以避免在高速行车的条件下引起的道砟的飞溅，对车辆或铁路设施造成损坏。

所以，在日本，板式轨道已经大量在新干线上铺设，特别是新建线路的无砟轨道己经超过90%；在德国，无砟轨道占线路总长度的80%以上。

另一方面，无砟轨道在运营过程中如果产生病害，维修十分困难，而且列车在无砟轨道上运行时产生的振动噪音比有砟轨道大。因此对无砟轨道的适用范围、设计条件和施工技术等问题，都必须十分重视，要保证无砟轨道具有坚实、稳定的基础。

1.3 本文研究的内容

轨道几何状态测量的核心问题是对轨道内部几何形位和轨道外部的几何形位的精密测量，在此基础上建立三维坐标与轨道的平顺性的关系，并对轨道平顺性、舒适性和安全性予以分析和评价。

目前，在我国的无砟轨道客运专线的测控技术中，国外的测控技术还占有很大的市场份额。在无砟轨道的测量控制和轨道测设、验收等方面，国外均有相对较成熟的技术和方案。为了完成对无砟轨道测控技术的完善和再创新，则需要在充分借鉴和吸收其他国家先进的技术和经验的基础上，根据我国无砟轨道施工的实际情况，对无砟轨道的施工测量控制技术进行系统的研究。

基于以上考虑，论文主要针对以下工作做了细致地研究：

第一章绪论，研究高速铁路采用无砟轨道的必要性，总结了我国目前常用且互为补充的两种轨道相对检测模式的发展，不同的应用目的及各自的优缺点。

第二章无砟轨道的施工工艺及测量控制网，总结了无砟轨道建设的基本过程，研究了传统铁路工程测量的不足之处，提出建立一个满足勘测、施工、运营维护控制网的重要性及其测设方法，保证无砟轨道有统一的坐标系统和起算基准。

第三章无砟轨道的主流测控技术，研究了主流的无砟轨道测量控制技术，总结特点、施工精调的方法及关键技术。

第四章案例分析，研究了无砟轨道精密测量技术在施工过程中的关键步骤。

第五章总结，对论文所做的主要研究工作和理论做出总结。

第二章 无砟轨道的施工工艺及测控网格

2.1 无砟轨道的施工工艺

高速铁路无砟轨道修建的整个施工过程对测量精度的要求极高，施工过程也比较复杂，是一项漫长、艰苦的工作，需要各个部门在技术和时间的安排上统筹规划、密切配合，相互协作。

一般来说，无砟轨道的修建步骤如下：

图2.1 各部门协作简图

根据国外特别是欧洲的研究，轨道的初始不平顺状态对以后轨道长期的平顺状态和维修工作量有着决定性的影响，在运营后，发生、发展和恶化各种轨道不平顺的主要原因之一就是“轨道的初始不平顺”。在铺设时不及时地加以控制，在运营过程中，将造成难以处

置的问题，并且这个问题可能会永远存在下去，无法彻底解决。初期状态不好的轨道，维修周期会相应缩短，造成永久性病害，这时即使再增加维修作业次数也很难改变轨道初期“先天”的不良水平；轨道的初始状态良好，就有可能长期保持良好的线路状态，维修周期也相应的变长。因此，德、法、瑞 、日等国的轨道铺设精度标准都制定得非常严格。由此可见，为了提高轨道铺设精度标准，必须从一开始铺设线路时，就应一该严格控制 …… 此处隐藏：2805字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……