发布时间:2023-03-20 16:18:28
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的高速铁路技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
中图分类号:U238 文献标识码:A 文章编号:
Abstract: This paper respectively from the high-speed railway precision engineering index, measuring accuracy and control network in the two aspects of technology, precise engineering surveying for high-speed rail in the issues related to the establishment and application of process involved are analyzed and researched, hope can cause particular concern and attention of all staff.
Keywords: network standard measurement precision indexes of engineering control of high-speed railway
中图分类号:U212.24 文献标识码:A文章编号:
出行旅客对于交通工具的选择不单单考虑到交通的方便与快捷,同时也将出行过程中的舒适性作为关键的衡量指标之一。特别是对于日益发展起来的高速铁路而言,列车运行的稳定、可靠、与舒适在很大程度上取决于高速铁路轨道的平顺性。为此,工程作业中往往将需要对相关的指标进行衡量,以保障其质量的稳定。这也正是构建高速铁路精密工程测量技术标准的关键所在。本文分别从精度指标以及控制网布设这两点入手,对其展开详细简要分析与说明。
1、高速铁路精密工程测量精度指标
相关实践研究证实:在构建高速铁路精密工程测量技术标准的过程当中,最关键,同时也是首先需要解决的问题在于——对平面控制网、以及高程控制网精度要求的确定。通过此种方式,将高速铁路的施工控制在合理范围内,以保障后期运行的安全与稳定。同时,相较于常规意义上的铁路测量作业,高速铁路精密工程测量技术标准有着更强的系统性与精度性。因此,精度指标在选择与确定中,需要重点关注以下几个方面的问题:
1.1 平面控制测量基准指标的选择
选择平面控制测量基准指标的目的在于:为控制网平差计算提供初始数据支持。考虑到高速铁路对工程测量精度指标的严格要求,因此需要保障实际施工中基本尺度的统一性(主要是指现场测定数据与坐标反算边长数值的一致性)。当中,需要注意以下两个方面的问题:
1.1.1 高斯投影边长变形指标
高斯投影边长变形指标以地球曲面的椭圆形态为依据,在曲面几何图形投影至平面的过程当中,产生变形是在所难免的。在测量学研究视角下,高斯投影边长变形指标的计算方式为:
[测量边中点与中央子午线间隔距离²(单位:km)/2*地球曲率半径²(单位:km)]*测量边长(m)
1.1.2 高程投影边长变形指标
在将高程投影面作为参考椭圆体面的状态下,参考椭圆体面所接收到的地面测量边长投影也同样会产生一定的变形,这即所谓的高程投影边长变形。该指标的计算方式为:
[测量边平均高程(单位:m)-投影面高程(单位:m)]/地球曲率半径(单位:km)
由于过大的边长投影变形数值会对高速铁路施工及后期运行产生不良的影响,因此在工程测量中,必须针对边长投影变形构建独立的坐标系统。结合上述指标的计算方式,为充分保障高速铁路工程建设的相关要求,就需要按照如下指标加以控制:边长投影变形值≤10mm/km。
1.2 高程控制测量基准指标的选择
现阶段,全国性统一采纳的高程基准为1985年版国家高程基准。考虑到高速铁路在线路长度、线路跨越管线等方面的特殊性,也为了保障高速铁路自身与周边相关交叉建筑物在高程关系上测量的准确与可靠,高程控制测量基准指标同样需要以1985年版国家高程基准为准。对于个别无1985版国家高程基准水准点的施工区域,可采取独立高程进行计算。但需要注意的是:在高速铁路全线高程测量贯通后,需要及时进行消除断高处理,并对独立高程进行计算与转换。
2、高速铁路精密工程测量控制网布设
高速铁路运行的快速性要求轨道几何线性具备高精度特征,精度误差应当控制在±2mm范围内。为了充分保障高速铁路轨道与地下工程在空间位置、以及高程等基本尺寸方面的吻合性,就需要构建专门性的平面控制网。结合现阶段的实际情况来看,平面控制测量需要建立在三级控制网布设基础之上所展开。三级控制网主要包括:(1)CPⅠ:这一级控制网属于基础平面控制网,主要目的在于为高速铁路的勘测、施工、以及后期运营提供必要的基础性坐标基准。需要注意的一点是:由于该级控制网直接对后两级控制网运行产生影响,因此需要在控制网布设中,对其点位间距进行严格控制(宜控制在4.0km以内),以保障后续控制网具有绝对精度;(2)CPⅡ:这一级控制网属于线路控制网,主要目的在于为高速铁路的勘测、以及施工作业提供控制基准。该级控制网在布设中的点位间距应当控制在0.8km范围内。同时,该级控制网需要布设为导线网模式,达到降低单导线横向摆动误差的目的;(3)CPⅢ:这一级控制网属于轨道控制网,主要目的在于为高速铁路的轨道施工、以及后期运营提供控制基准。该级控制网在布设中的点位间距应当控制在0.06km范围之内。
3、结束语
高速铁路工程项目的建设质量在很大程度上取决于高速铁路精密工程测量技术标准的构建,当中对于铁路轨道的平顺性有着特殊且严格的要求。为此,本文针对高速铁路精密工程测量技术标准中的相关问题展开了深入研究与探讨,望能够引起同行工作者的特别关注与重视。
参考文献:
[1] 鲍峰,程效军,周德意等.Px平差法在特种精密工程测量中的应用[J].同济大学学报(自然科学版),2003,31(1):60-63.
关键词:高速铁路,缓和曲线,几何形位条件
目前,我国高速铁路的最高运营速度已经达到了350km/h。高速铁路技术的发展和运营速度的不断提高,对缓和曲线线形提出了更高的要求。长期以来,缓和曲线选线的一般原则是希望在满足同等运行安全度和平稳性的条件下,尽量缩短缓和曲线的长度,以减少工程数量[1]。我国铁路常用缓和曲线为直线型外轨超高顺坡缓和曲线,例如放射螺旋线,三次抛物线,已不能满足列车高速运行的需要。。
1 缓和曲线的几何特征
行驶于曲线轨道的机车车辆,出现一些与直线运行显著不同的受力特征。如曲线运行的离心力,外轨超高不连续形成的冲击力等。为使上述诸力不致突然产生和消失,以保证列车曲线运行的平稳性,需要在直线与圆曲线轨道之间设置缓和曲线。当缓和曲线连接设有轨距加宽的圆曲线时,缓和曲线的轨距是呈线性变化的。概括起来,缓和曲线有以下特征[2,3]:
(1)缓和曲线连接直线和半径为的圆曲线,其曲率由零到逐渐变化。
(2)缓和曲线的外轨超高,由直线上的零值逐渐增至圆曲线的超高值,与圆曲线超高相连接。
(3)缓和曲线连接半径小于350m的圆曲线时,在整个缓和曲线长度内,轨距加宽呈线性递增,由零至圆曲线加宽值。
因此,缓和曲线是一条曲率和超高均逐渐变化的空间曲线。
2 缓和曲线的几何形位条件
图1所示为一段缓和曲线,其始点和终点用直缓ZH和HY表示,要达到设置缓和曲线的目的,根据如图所取直角坐标系,缓和曲线的线性应满足以下条件:
图1 缓和曲线
【关键词】高速铁路;无砟轨道;施工技术
中图分类号: U238文献标识码:A 文章编号:
一、前言
大吨位千斤顶将梁体顶起后更换存在质量缺陷的桥梁支座,其重要保证是确保在桥梁支座更换过程中无砟轨道结构的几何状态满足运营要求及桥梁、无砟轨道结构不受到破坏。通过对无砟轨道桥梁支座更换技术的研究和探索,成功更换了高速铁路无砟轨道桥梁支座。更换结果表明采用顶起桥梁满足更换支座要求的高度进行高速铁路无砟轨道桥梁支座更换的方法是可行的,沪杭高速铁路无砟轨道桥梁支座更换技术对运营高速铁路更换桥梁支座也具有极大的指导意义和借鉴作用。
二、无砟轨道的特点
传统的铁路轨道通常有两条平衡的钢轨组成,铁道固定放在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟。路砟和枕木均起到加大受力面,分散火车压力,帮助铁轨承重的作用,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里面。此外,路砟还有几个作用:减少噪音,吸热,减震,增加透水性等。这就是有砟铁道。传统有砟铁道具有铺设简便,综合造价低廉的特点,但容易变形,维修频繁,维修费用较大。同时,列车速度受到限制。
无砟轨道的枕木本身是混凝土浇灌而成,而路基也不用碎石,铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。无砟轨道是当今世界先进的轨道技术,可以减少维护,降低粉尘,美化环境,而且列车时速可以达到200公里以上。
三、无砟轨道施工技术难点
与普通铁路有砟轨道相比,高速铁路无砟轨道系统的施工工艺更为复杂,技术含量更高,其难点主要体现在以下五个方面:
1、轨道基础地基沉降变形规律难以控制。无砟轨道整体形态是通过扣件系统进行维持,因此,必须采取技术经济合理的处理措施保证轨道地基的稳定性,线下工程的设计和施工,以满足无砟轨道系统设计的技术要求。
2、精密测量技术。传统的测量技术已经无法满足高速铁路无砟轨道系统的施工建设需求,需要采用高精度的现代工程测量方法来保证无砟轨道线路平顺性。
3、轨道平顺度控制。高速铁路与普通有砟铁路的最显著区别是需要一次性建成可靠、稳固的轨道基础工程和高平顺性的轨道结构。轨道的高平顺性是实现列车高速运行的最基本条件。实现和保持高精度的轨道内外部几何状态是高速铁路建设的关键技术,是最重要的基础性技术工作。
4、无砟道岔施工。道岔区无砟轨道施工应严格按相关规程进行,在保证无砟轨道的道岔间无缝的同时还要注意与不同区间、不同标段间无缝线路施工相互协调。所以在进行无砟道岔施工时,应严格按设计进行预铺装、严格对位并精细地调整几何形位,应严格按设计焊接道岔内的钢轨并锁定道岔以保证工程质量。
四、无砟轨道连续梁桥施工控制分析 1、无砟轨道连续梁桥施工控制原则 连续梁桥的施工监控工作是要对成桥目标进行有效控制,在施工的过程中逐步修正各种影响成桥目标的参数误差减小其对成桥质量的影响,以确保主桥在成桥后结构内部受力状况合理和主桥线形和外观尺寸满足设计要求。 (一)、受力要求:体现预应力混凝土箱型梁连续梁桥的受力特点的参数主要是箱梁的控制截面内部应力或应力状况。通常情况下,起控制作用的是箱梁的上、下缘正应力。它们与箱梁截面轴力和弯矩有直接的关系,但是对于预应力混凝土箱型梁连续梁桥这种结构体系而言,轴力的影响较小且变化不大,所以截面弯矩就成了箱梁施工过程中起控制作用的关键因素。 (二)、线形要求:线形指标主要是主梁的中线水平偏差与标高偏差,成桥后通常是指桥梁长期变形稳定后主梁的水平误差和标高误差要满足设计标高的要求。 (三)、调控手段:主要是通过在主梁的施工过程中调整立模标高来进行主梁线形的结构优化与调整,将现场的参数误差通过立模标高的调整值予以修正。在主梁悬臂施工的过程中进行立模标高调整,必须充分考虑己建梁段的主梁标高。主梁的弯矩控制截面一般选为各施工梁段的典型截面,主梁的标高控制点可布设在每一阶段施工梁段前端点附近。 (四)、事故预防:监控方将驻现场参与关键施工工序与工艺的施工方案的审查,并通过长期的连续观测数据分析施工主体的现状,以消除不必要的人为错误给桥梁带来的隐患。 2、无砟轨道连续梁桥施工控制方法与建议 (一)、实施全面的施工工艺及质量监控体系 对于高速铁路无砟轨道连续梁桥的施工控制,必须从施工工艺及施工质量两个角度全面实施监控,要落实专职的工艺监测人员及质量管理人员,对连续梁桥施工全程进行工艺跟踪和质量跟踪管理,在明确责任人的基础上,采用计算机仿真、试验施工法、一次施工法等多种方法对连续梁桥施工过程中的内力、应力、结构力、次应力、载荷特性等多项参数进行全面分析和掌握,进而全面监控连续梁桥的施工质量。 另一方面,施工工艺必须符合控制要求,为施工控制目标的实现提供服务。在施工控制中,需要考虑施工条件非理想化而导致的构件制作、安装等误差。施工管理的好坏直接影响到桥梁施工的质量和进度,从而使施工的状态和之前设计的不一致,影响到施工控制的准确性。 (二)、构建完整的施工控制系统 大跨度桥梁施工控制是一个从施工测试识别修正预告施工的循环过程。为达到施工控制的最终目标,必须建立一套完善的控制系统与运行机制,以使得施工与控制之间形成良性循环。施工控制的工作,广义上讲,就是指施工控制系统的建立和正确的运作。桥梁的施工控制与桥梁的设计和施工有密切的联系。 桥梁的施工控制是与桥梁设计、施工及监理密切联系的。从信息论的观点看,桥梁的施工控制过程是一个信息采集、信息分析处理和信息反馈的过程。通过实时测量体系和现场测试体系,可以采集到桥梁施工过程中的各类所关心的数据信息。借助桥梁施工控制的计算分析体系,对采集的数据信息进行分析。尤其是对施工中各类结构响应数据如变形、内力、应力的分析,可以对施工误差做出评价,并根据需要研究制定出精度控制和误差调整的具体措施。最后以施工控制指令的形式为桥梁的施工提供反馈信息。在施工控制计算和误差分析中,通过对施工容许误差度指标数据体系、施工反馈数据尤其是应力监测数据、施工控制目标值数据的分析确立施工状态的应力预警体系。 施工控制系统需要有一套完整的、足够精确的标高、位移、应力、温度、以及其它物理量的测量手段的支持,其中应力、温度测量仪器和传感器主要由施工控制方配备和完成,而标高、位移及混凝土参数的测量主要由施工方配备和完成。施工控制系统还需要有完备的施工控制专用软件的支持,包括施工全过程模拟结构分析系统,实时监测数据库及其管理程序,施工误差评价分析及调整程序,施工控制报表处理系统等,以提高工作效率,满足实时控制的需要。
五、结束语
无砟轨道的轨枕本身是混凝土浇灌而成的,铁轨、轨枕直接铺在混凝土路上。轨道板主要是由路基轨道板、桥梁轨道板、隧道轨道板组成。因此,无砟轨道最突出的特点就是用整体式道床代替有砟轨道道,具有很好的稳定性。但无砟轨道的轨下刚度较大,需要列车在刚度上做一些改进,才能更好地满足旅客舒适、行车平稳等条件,最终为列车能平稳快速的行进提供“基础”的保证。
【参考文献】
[1] 《高速铁路设计规范试行》 TB10621-2009
[2] 《高速铁路工程测量规范》 TB10601-2009
关键词:湿陷性路况 黄土路基 施工技术
1.引言
我国的黄土和黄土状土地分布面积64万平方公里,占国土面积的6.6%,在黄河中游地区,形成了地层连续、厚度大、面积广的典型黄土地区,面积约为27万平方公里,其中大部分为湿陷性黄土。近年来,我国高速铁路发展迅猛,高速铁路的出现对我国传统铁路路基的设计、施工等方面提出了新挑战,在许多方面深化和改变了传统的设计观念和思想。
2.目前常用的湿陷性黄土路基施工方法
(1) 垫层法
垫层法是以灰土或素土做成垫层的处理方法,具有因地制宜、就地取材和施工简便等特点,使用较为广泛。垫层施工时,应先将处理的湿陷性土挖出,然后利用粘性土作为土料,经过筛分后,在最佳含水量的状态下,将其分层回填夯实,单层最大铺设厚度不得大于30cm。
(2) 强夯法
强夯法是一种适应性很强,既经济又简便的地基加固手段。由于处理效果显著,成本低,已成为处理湿陷性地基广泛采用的一种方法。一般采用100-200KN重锤,10-20m落距,锤底直径为2.3-3.0m,锤底静压力值为25-40kPa,湿陷性土层被消除的厚度可达3-6m。夯点一般按正方形或梅花形网格排列,间距根据试夯时单点的侧向影响范围确定。
(3) 预浸水法
预浸水法宜用于处理湿陷性黄土层厚度大于10米,自重湿陷量的计算值不小于500毫米的场地,浸水前宜通过现场试坑浸水试验确定浸水时间、耗水量和湿陷量等。
(4) 其他方法
郑西客运专线地基处理方法除采用了挖除换填、强夯、沉管水泥土挤密桩等常规地基处理措施等地基处理新措施,取得了良好的减小湿陷变形、控制沉降的效果。(郑西客专的时间已经比较久了,能否考虑改成石武客专河南段)
3.桩承式路堤在湿陷性黄土路基施工中的技术应用
3.1 桩承式路堤工作原理分析
桩承式路堤是通过桩和水平加筋体(土工格栅、土工布等土工合成材料)联合处理地基的一种新型构筑物形式。在垂直方向上,自上而下由土、桩(带桩帽)、水平加筋体(土工合成材料和垫层)和路堤填土四部分组成,所采用的桩主要是刚性桩(打入式钢筋混凝土预制桩和就地浇灌的钢筋混凝土灌注桩),不同于传统地基处理中的水泥搅拌桩、碎石桩等柔性桩和半刚性桩;但是和常规桩基础相比,取消了桩顶承台(或筏板),而以面积较小的桩帽代替;水平加筋体和砂垫层 共同作用,相当于柔性基础板,起到了调节路堤沉降、约束路堤侧向 变形、加强路堤荷载从桩间土往桩上的转移等作用。
水平加筋体与土之间存在着共同作用,水平加筋体主要处于受拉 状态,这种共同作用是通过界面摩阻力=咬合力+摩擦力+粘着力)来实 现的,也称为“张力膜”效应:在工作过程中,水平加筋体的拉力作用发挥不甚明显,拉力的发挥往往还不到其极限抗拉强度的10%;由于水平加筋体的敷设和张力膜效应,加筋体将其上土体自重连同上部荷载传递给下部桩土复合地基;由于水平加筋体自身的刚度较小,有时无法起到很好的传递作用,为此可把水平加筋体加强成垫。
3.2 桩承式路堤施工技术及工艺分析 (1) 施工工艺探讨 桩承式路堤施工,刚性桩的施工工艺包括开孔、取土、回填、 封口几个工序,可利用同一台机械连续同时进行,每台机械工作周期短。
① 桩位测放
根据设计图,在需要加固的路段,严格按照设计的桩号、排距 及桩距进行桩位测放。桩承式路堤施工桩孔直径150mm,桩长一般 3.0-8.0m,桩应嵌入原地面1-1.5m,最少不小于lm。桩距0.5m,对称 布置。
② 钻机就位
在确定所要打的桩位准确后,移动钻机就位,调整钻机,使钻头与桩位中心对齐。
③ 成孔
采用XY250型钻机、GY型钻机,采用打孔或螺旋钻成孔,孔径150mm,孔深5-10m,垂直度控制在1.5%,中心偏差小于50mm,钻孔时严禁加水。
④ 填料夯实,形成桩体
桩承式路堤施工,填料要做到随拌随用,拌好后应在2小时内成桩,否则应予以废弃。桩身夯填前,先打底夯10遍,然后用特制的量具量料进行回填夯扩(建议用高250mm,中150mm量具),不能用铁锨随意填充。每次虚填厚度25cm-30cm,夯扩时用重120kg的重锤,落距大于1.0m,夯实次数不少于7次(施工前应进行试桩来确定最佳夯击次数),压实系数)0.95。
⑤ 封孔及封口
每根桩完成至路面结构层时,应变换填充料进行封孔,采用C30 膨胀混凝土振捣密实并收光表面。
(2) 施工时质量控制及技术要求
桩承式路堤施工,是一种新型的路基加固技术,具有很好的功效。但同时要使其功效发挥的淋漓尽致也需要一定的技术来保证,因此施工中的质量和技术控制非常重要。
① 采用钻机成孔飞成孔垂直度应控制在1.5%以内,中心偏差小于50mm,成孔直径不小于设计直径,成孔深度不小于设计深度。
② 成孔和孔内回填夯实的施工顺序:当整片处理时,宜从里向外间隔进行;当局部处理时,宜从外向里间隔1-2孔进行,以起到挤密路基土的作用。
③ 桩承式路堤施工,路基采用C30混凝土标号,水泥要求32.5R普通硅酸盐水泥。
④ 夯锤重>12okg,落距>1.0m。一般情况下按照每批25-30cm虚填,夯实之7击,夯实控制以前后每次沉降量不超过5mm为最佳夯击次数。
⑤ 由于被加固地基的含水量往往较大,成孔时可能会出现缩孔现象,可在成孔过程中适量加入少量水泥,多次冲击以保证成孔质量,并在成孔后立即回填。
4.结语
在湿陷性黄土地区修建高速铁路,湿陷性黄土的物理力学性质决定了路基的沉降控制是关键,桩承式路堤作为一种新兴的地基处理形式,以其特有的协同工作机理,可以作为湿陷性黄土地区修建高速铁路的地基结构形式。本论文对于桩承式路堤施工技术展开了分析,这只是解决湿陷性黄土路基的其中一种方案,更多的高可靠性的路基施工方案及技术应用有待于我国技术人员的共同努力。
参考文献:
[1] 王其昌.高速铁路土木工程[M].成都:西南交通大学出版社,1999.
论文摘要:本文介绍了高速铁路实现机车信号主体化列车运行控制系统、车站联锁系统、综合调度中心系统的解决方案。
实现机车信号主体化是高速铁路信号系统发展的必然趋势。高速铁路信号系统充分体现了数字化、网络化、智能化的发展方向,主要由三大部分构成,即列车运行控制系统、车站联锁系统、综合调度中心系统。为实现机车信号主体化,列车运行控制系统、车站联锁系统、综合调度中心系统采取如下解决方案:
1列车运行控制系统
根据我国的具体情况,列车运行控制系统应能满足不同速度列车混合运输的运行方式,并且区间不设地面通过信号机。采用自律分布式、模块化的系统结构形式。系统分地面和车载设备两大部分,地面设备产生列车控制所需基础数据,传送给列车经车载设备处理,产生列车速度控制曲线,监督或控制列车安全运行。列车制动模式采用连续速控制曲线模式,列车控制方式以人工驾驶为主,也可由设备实行辅助自动控制,列车根据其性能好坏自动调整追踪间隔,线路通过能力有较大提高。
地对车信息传输有三种方式可供选择,即:无绝缘数字编码轨道电路、轨道电路加点式应答器、无线通信。对不同的信息传输方式车载设备采用不同的接收装置来接收,经信息转换和处理后产生列车速度控制曲线。利用无线通信和应答器进行车对地的信息传输。利用轨道电路进行列车占用闭塞分区的检查,用轨道电路和车载测距设备进行列车精确定位。
高速线上运行的均为动车组,皆安装高速列控系统的车载设备,车载设备采用先进的数字信号处理技术,兼容既有线信号系统,在分界点列车自动识别转换模式,使高速列车能下既有线运行,既有线上运行的安装有高速列控系统车载设备的动车组能上高速线运行。每个车站设一个区段控制中心,通过高速铁路数据通信广域网络实现各区段控制中心之间以及与综合调度中心之间的高速、大容量的信息交换。
根据目前能够满足机车信号主体化的列控系统技术解决方案和我国现阶段的情况,对列控制式进行比选如下:车载设备接收列控信息的方式不论基于轨道电路、点式设备还是基于无线的方式获取,其列控方式主要有三种:①分级速度控制;②分级速度模式曲线控制;③一次模式曲线控制。
1.1不同列控模式能力的比较
列车在不同地段的追踪间隔时间汇总下表2。
根据表l和表2,在列控方式为分级速度模式曲线控制时,其列车追踪间隔时间能实现4rnln:列控方式为一次制动模式曲线控制时,其列车追踪间隔时间基本能实现3mill。多级制动模式按速度等级分段制动,其列车追踪间隔主要与闭塞分区的划分和列车速度、列车制动性能有关,其线路通过能力变化范围较大,TVM300的运行间隔时分一般为4一5,而TVM430可达到3。目标距离连续速度控制模式,是根据目标距离、目标速度及列车本身的制动性能确定列车制动曲线的方式,它不设定每个闭塞分区速度等级,采用一次制动方式,连续速度控制模式一般以前方列车占用的闭塞分区入口为目标点。其运行间隔可达2.5。
连续速度控制模式能满足要求,且比较成熟;和分段速度列控方式相比,该方式能减少闭塞分区长度对列车运行间隔时分的影响,充分发挥列车制动性能,更适合于不同速度列车混运,所以推荐采用目标距离连续速度控制模式。
1.2地与车信息传输
为实现对列车速度的连续控制,确保高速列车行车安全,控车所需的信息分别由地面设备和机车设备提供给车载列控设备,车载列控设备根据对这些数据的处理,在车上产生相应的制动曲线,监督或控制列车高速、安全运行。地对车信息传输有以下方式可供选择,即:无线通信,轨道电路、点式传输设备,和轨道电缆等。无线通信GSM一R近年来在欧洲发展迅速,它具有传输信息量大的特点,可满足车地通信的需求,目前我国也己开始进行无线通信的探索,并将其确定为未来CTCS的发展方向。
多信息无绝缘轨道电路或编码轨道电路加点式传输设备,可实现连续速度控制模式所需的信息传输需要,适合我国当前国情。轨道电缆方式在德国LZB系统中采用,与既有线的移频自动闭塞能以实现兼容,在复杂的道岔群敷设轨道电缆会有技术上的难度,也会给维修带来不便。
1.3列控系统的控制原则
高速铁路列车运行控制系统的控制方式有两种:一种是“人机共用、机控优先”,以日本为代表;另一种是“人机共用、人控优先”,以欧洲为代表。人控优先的系统对列车自身制动系统性能的要求相对较低,列车运行速度一般由司机控制,只有列车超过安全运行所允许的速度,设备才自动介入实施制动,它便于发挥司机的主观能动性,减少超防设备对司机操作的干扰。
1.4车载设备智能化原则
列车速度控制曲线的生成有两种方式:一种是以地面为主,列车速度控制曲线主要由地面控制中心计算后生成,运行中的列车根据地面传来的指令对列车进行监控,以德国LZB为例:另一种是以车载为主,车载设备中央处理单元根据传来的各种数据,计算生成列车速度控制曲线,对列车进行监控,以欧洲ETCS为例。后一种方式又称为车载设备智能化,是目前列控制系统的发展趋势。
根据我国的具体情况,高速铁路要兼容既有铁路的信号制式,特别是要满足多种信息传输方式,实现传输系统故障时的降级需要,就必须采用车载设备智能化的方式。
1.5列控系统的实施方案
列控系统的总体方案。主要原则是:采用连续速度控制模式;地对车信息传输按顺序优先采用数字编码轨道电路、轨道电路加点式应答器和无线通信;采用“人机共用、人控优先”的控制方式,车载设备智能化车载设备根据传来的各种数据,计算生成列车速度控制曲线,对列车进行监控。
(l)系统分析。①ETCS二级总体功能上符合上述要求;②基于无线通信的列控系统,欧洲铁盟把它作为发展方向,它是实现互连互通的最有效方式。西班牙MADmD-LERIDA线的ETCS二级仍要轨道电路来检查列车占用,因为考虑系统冗余,无线故障时降为一级,甚至每个轨道区段还装备了有源应答器。所以轨旁设备并没有减少。真正减少轨旁设备的是ETCS三级。基于无线通信为基础的列控系统对中国而言,尚有以下工作要做:GSM一R的频点正在审请,若用18(X)MHZ将会引起造价和验证的问题;防非法侵入问题将进一步探讨;③基于数字编码轨道电路的列控系统,日本东北新干线的盛冈一八户段己于2002年12月开通投入运用。中国有多家对数字编码轨道电路的研制已取得可喜的成绩。考虑到选择数字编码轨道电路的余量大一些,可以加点式设备实现连续速度控制模式,这种模式可以说是ETCS二级系统的派生,技术上是成熟的,欧洲各大公司是可以提供系统的。
(2)总体方案一:基于轨道电路、点式应答器和智能化车载设备的列控系统。①基本方案:基于数字编码轨道电路和点式设备的列控系统,实现连续速度控制模式。数字编码轨道电路和点式设备实现地对车信息传输,并进行列车占用检查,无线通信或点式设备实现车对地信息传输,智能化车载信号设备能兼收各种信息传输。系统升级为无线列控时,数字编码轨道电路实现列车占用检查及完整性检查,同时作为无线列控系统降级、冗余系统,对工程投资不会造成浪费:②系统冗余:无车载信号时,降级为自动站间闭塞:③基本结构:每站设列控中心和计算机联锁设备(或两者一体化),列控中心和控制中心之间以广域网连接;列控中心和计算机联锁设备与轨旁设备之间用以太网连接;轨旁设备有数字轨道电路和点式设备;智能化车载信号设备;④可操作性:技术成熟,作为首推方案,并考虑复盖其他方案。
(3)总体方案二:基于无线传输和智能化车载设备的列控系统。①基本方案:基于无线通信的列控系统,实现连续速度控制模式。GSM一R实现地车双向信息传输,数字轨道电路进行列车占用检查,智能化车载信号设备能兼收各种信息传输:②系统冗余:无线通信故障时,靠数字轨道电路发码降级为分级速度控制;无车载信号时,降级为自动站间闭塞:③基本结构:每站设无线基站,基站之间以专用光纤连接;每站设计算机联锁设备,相互之间以专用光纤连接;无线基站、计算机联锁设备和控制中心之间以广域网连接:计算机联锁设备与轨旁设备之间用以太网连接;轨旁设备有数字轨道电路和点式设备;智能化车载信号设备;④可操作性:急待解决频点等问题,作为方案一的发展与升级方案,对方案一不会造成投资浪费。
1.6与既有线的连接
高速线与既有线的列控模式切换采用点式切换设备,由车载设备自动完成。同时,车载设备设置冗余人工切换手段,防止自动切换故障。人工切换的优先级高于自动切换。当区间道岔衔接既有线时,衔接道岔归高速线控制,在联络线设交接线段划分联锁范围,以信号机分割,交接线段的优先使用权归高速线。高速列车进入普速区时,高速调度中心对高速列车进行实时监视、车次跟踪、自动报点、自动绘制运行图。
如果高速与普速合用一个站场,同一道岔咽喉,股道分开,可划分出高速区。车站联锁统一设置,高速区由高速调度中心统一控制,涉及两控制区的进路取得另一方同意后由进路始端方办理进路,必要时高速调度中心可放权,由车站进行控制。
2车站计算机联锁系统
车站计算机联锁系统是行车指挥控制自动化系统的一个重要组成部分,并实现与调度中心控制系统、列控系统、通信系统、集中检测系统、旅客向导系统等的有机结合。高速站、中间站和越行站的计算机联锁系统采用三取二或二乘二取二方式的冗余结构,能进行全面的系统自诊断。计算机联锁设备和列控中心设备可以二合一,也可分开设置。车站设进、出站信号机。列控系统因故停用,车站间采用自动站间闭塞方式。正常情况下以列控信号为主,进、出站信号机仅在列控失效时或供没装有列控设备的列车使用。站内采用与区间一样的无绝缘轨道电路侧线采用有绝缘轨道电路,发送列控制信息与轨道占用采取一体化方式。
3综合调度中心系统
关键词:高铁连续梁桥施工;控制问题;探讨
Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.
Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion
中图分类号:TU755 文献标识码:A文章编号:
1、引言
近些年来,我国的高速铁路得到了迅速的发展,给人们的交通出行带来了极大的方便,但是,高速铁路的建设要求很高,在施工中也存在一些困难,尤其是桥梁的设计和施工,给设计人员和施工人员带来了巨大的挑战。由于悬臂结构和T型刚构的桥梁需要设置较多,容易出现“搓板”现象,因此,我国高速铁路大多使用超静定结构的连续式桥梁,这种结构的桥梁刚度大、变形小,行车平顺,伸缩缝设置较少,优势明显。本文主要针对超静定结构的连续式桥梁来探讨桥梁的施工控制方式。
2、高铁连续桥梁现场施工控制内容
高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制工作、温度控制工作、结构稳定性控制工作以及施工安全控制工作。
2.1 线性控制
线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容,其具体的内容包括几何外形控制工作以及挠度变形控制工作。在桥梁施工的过程中需要严格的控制好梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。
2.2 关键截面应力控制
为了控制好关键截面的应力,必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点,对应力变化进行实时的检测,如果发现应力出现偏差,就要做好调整工作,提高桥梁结构受力的稳定性。
2.3 温度的控制
温度的控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一,合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化,能够有效的防止开裂情况的出现。
2.4 稳定性的控制
高铁桥梁中有大量的高桥墩、大块度以及薄壁的箱型结构,这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度,影响桥梁的稳定性,因此,必须要重视好桥梁结构稳定性的控制工作。
2.5 安全的控制
高铁桥梁施工时一项关系国计民生的大工程,在施工的过程之中,必须要全程控制好施工的安全性,做到全心全意的为人民服务,建设好人民满意的工程。
3、高铁连续桥梁现场施工控制方式
对于高铁连续桥梁的施工控制工作,需要严格的根据施工进度和施工方案来完成,从现场梁体的整个施工开始时期到最后的合拢期,控制人员都必须对整个现场梁体内部的温度和应力进行及时的观测,再根据观测数据的变化来修改理论模型,计算出下一节桥梁的预拱度,并建立好模标高来对整个施工过程进行指导。
3.1 高铁连续桥梁的施工控制方式
待整个桥梁下部结构的施工完成之后,由于实际的现场环境有一定的限制性,因此,施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析,对设计方案进行优化。此外,为了更好的控制施工过程的应力,必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查,以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时,在埋设传感器时,需要考察现场钢筋网的实际情况,在测点处沿纵桥方向设置好传感器,以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量,此外,还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。
3.2 高铁连续桥梁施工过程中温度与裂缝的控制措施
对于高铁连续桥梁的施工,必须要注意到温度应力的产生,如果混凝土温度应力较大,就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂,水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响,因此,在浇筑混凝土的过程中,必须要对其内部温度进行实时的监控,在混凝土浇筑完成后,要做好后续的养护工作,在养护时要注意降温,防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。此外,要注意到,如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工,混凝土很容易出现不均匀的温度变化,进而出现裂缝,因此,在浇筑完成后,要在混凝土表面进行保温处理,在其表面加盖干草、棉絮等,防止由于温差的因素而发生裂缝。
3.3 高铁连续桥梁配筋的设置
据国内外的研究调查结果表明,当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时,并不会导致钢筋出现收缩,但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力,由于混凝土材料具有非均匀性的特征,在混凝土出现收缩时,内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况,也会出现一些集中的应力点,在受力的增加下,就会发生局部变形,如果发生变形,那么就会出现地方裂缝。为了防止该种裂缝的产生,必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋,减少混凝土的受力,提高混凝土的抗拉性能。
参考文献:
[1]周雄.沪杭高铁连续梁桥施工控制若干问题研究[期刊论文],武汉理工大学,2011,05(01)
[2]汪琴,何亚伯.基于自适应的大跨径连续梁桥施工控制[期刊论文],建设工程安全理论与应用——首届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集,2011,08(06)
交通行业是国民经济的先导行业,而铁路在我国的交通行业中一直占据着极其重要的地位。为了满足人民快节奏生活和工作需要,应对城市间人员的快速流动,迫切需要一种方便快捷的交通出行方式,而高速铁路作为一种快速、大运量的便捷交通方式,很好地满足了这些需求。论文针对铁路桥梁工程高墩施工技术方面展开了简要的探讨。
【关键词】
铁路桥梁;高墩;施工技术
1高速铁路施工中对桥梁工程的核心要求
1.1更严格的轨道平顺性要求
轨道平顺性是保证高速列车安全行驶以及乘员舒适度的最重要指标。只有在高速铁路桥梁工程施工中严格把关,高标准执行设计文件,才可能保证高铁线路具有良好的平顺性,避免列车的颠簸,从而保证列车的安全平稳运行,同时保证旅客乘车的舒适感[1]。
1.2具备铺设无砟轨道的条件
不同于有砟轨道有一定的可调空间,无砟轨道对线路的改变调整能力极其有限。因为无砟轨道对于钢轨因受力失衡造成的隆起或者移位的反应尤为明显。所以,铺设无砟轨道的桥梁要比铺设有砟轨道的桥梁在技术指标上有着更加苛刻的要求,这就要求必须在技术上有过硬的创新和积累。
1.3严格的桥梁施工要求
相比普通的铁路桥梁来说,高铁桥梁作为高速客运的专线桥梁,时刻都关系着人民生命和国家重大财产的安全,有着更为精确、苛刻的技术要求。不但在设计阶段要谨慎工作,在施工中更需要精益求精,容不得半点偏差,并且对施工工艺水平和质量管理能力提出了更高的要求。
2铁路桥梁工程高墩施工技术
2.1测量放样
桥梁高墩的施工工程量较大,工期长,为了避免出现返工的情况,在施工前需要切实做好测量放样工作,为施工提供必要的指导和参照。在进行现场测量放样时,需要对场地进行清理,避免杂物或者植被对测量结果的影响。
2.2滑模组装
滑模组装过程中,需要将基础面最高点作为参照点,设置垫块,并搭建顶架。为了确保后续钢筋绑扎工序便捷,需要保证顶架和模板之间的距离控制在45cm上下。与此同时,为了降低阻力,在模板安装之间可以适当地涂抹剂,并运用液压千斤顶进行试压,并检查是否存在漏油现象,千斤顶设备状况良好再进行安装[2]。
2.3翻模施工工艺
首先需要做好施工之前的准备工作,对高墩质量施工人员、机械设备以及施工场地做好准备工作,对于其中的施工工艺进行培训,确保施工人员能够以更高素质、高水平应对施工活动;其次,工作平台和翻模组装,高墩底部混凝土浇筑过程中,在顶杆位置预留孔洞,将套管和顶杆插入预留孔内,确保平台稳定性。
2.4钢筋工程
钢筋工程是桥梁高墩的骨架,在很大程度上决定了高墩的承载能力,应该得到足够的重视。钢筋施工应满足以下要求。1)钢筋进场要对钢筋进行验收,钢筋按不同型号、规格、等级分别堆放,不得混杂,钢筋在运输过程中,应避免污染。2)钢筋应有出厂质量证明书和试验报告书。3)钢筋接长与模板安装平行作业,钢筋绑扎必须牢固,为保证钢筋质量及加快施工进度,竖向钢筋采用搭接焊,确保同一连接区段内钢筋的接头满足设计和规范要求。4)钢筋连接均采用钢筋焊接连接(1)钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊,合格后方可进行正式施焊,焊工必须持证上岗;(2)受力钢筋焊接应错开布置,不小于35d且不小于50cm(d为钢筋直径),对于绑扎钢筋接头,大于两接头间距不小于1.3倍搭接长度且不小于50cm;(3)钢筋的绑扎交叉点用扎丝绑扎牢固,必要时进行点焊;(4)在钢筋和模板间加垫块,垫块与钢筋绑扎牢固,并成梅花形相互错开,垫块采用高强度的砂浆制作而成,确保保护层厚度满足要求;(5)在浇筑混凝土前对已经安装好的钢筋及预埋件进行检查。5)墩身综合接地系统设置墩身接地钢筋由承台沿墩身横桥向墩身中部引至墩顶,桥墩中埋设2根接地钢筋,一端与基底水平接地极中的钢筋相连,另一端与墩帽处的接地端子相连,墩帽上的接地端子采用桥隧型接地端子,设置在桥墩终点侧立面,且钢筋直径不得小于16mm,并在钢筋绑扎过程中应做好标记。位置设置在墩身横桥向中部距墩身边10cm处,并埋设综合接地端子,而且在混凝土浇筑之前,应在接地端子螺纹口内采取灌砂或者涂抹黄油的方法,然后再用纱布或胶带进行包裹,防止生锈。并应在浇筑混凝土之前对接地端子的电阻率进行现场测设,要求电阻不得大于1Ω。
2.5混凝土浇筑
应该通过相应的试验,对混凝土的配合比进行确定,保证其具备足够的强度和承载能力。在施工前,需要对混凝土的质量进行复检,看起在存放过程中是否出现了变质现象,对于不合格的混凝土应该及时清出施工现场,防止出现误用的情况。
2.6墩帽施工
待工作平台下平面高出墩顶设计标高30cm时,应该停止模板爬升。混凝土的浇筑则持续到墩身空心段顶标高位置,在墩壁上选择适当位置,埋设相应的连接螺栓。然后,拆除墩壁内模,将外挂支架顶部的杆件与预埋螺栓相互连接,并以此为支撑,搭设墩帽外模板。在墩身内部,可以将网架平台与内爬升井架分离,之后逐步拆除,以塔吊将其吊运到地面。在实际操作中,从模板整体的稳定性考虑,也可以不拆除内爬井架与网架平台的连接,而是将井架的外套架杆件嵌入到墩帽内,以空心墩顶端的内井架结合墩壁预埋螺栓,对实墩底模进行支设,利用爬模本身的塔吊,实现对墩顶实心段以及墩帽的施工。
3结语
总而言之,高速铁路桥梁在施工中,高墩施工质量非常重要。为了确保施工的效率和质量,我们必须严格按照相关的操作规定来执行,对每个小的施工细节都要重视。选择恰当的施工方法,对施工中的关键技术进行重点把握,才能够真正保证桥梁高墩的施工质量。
作者:吕庆海 单位:中铁三局集团西南工程有限公司
【参考文献】
2013年10月12日,国务院总理在中国高速铁路展上亲自向泰国总理英拉推介中国高铁技术,高铁不仅创造了世界铁路发展史上的“中国速度”,而且还将走出国门为区域经济一体化注入新动力。在近年来飞速发展的中国铁路事业的背后,有一批致力于铁路现代化建设的科研工作者,北京交通大学钟章队教授就是其中有着突出贡献的一位。作为铁路通信专家,他带领创新团队数十年如一日,投身铁路通信的研究和应用,为铁路六次大提速、青藏铁路、大秦重载运输、高速铁路等国家重大工程以及创新人才培养奉献着青春和智慧。
GSM-R研究第一人
铁路通信与信息系统是整个轨道交通系统的神经中枢,也是确保安全可靠运行、提高运输生产率的保证。“铁路通信生死攸关,中国需要先进的、面向未来的通信”,早在1994年,32岁的钟章队就提出铁路未来的移动通信一定是数字的,一定是小区制、高可靠性的。那时他已开始对欧洲高铁采用的GSM-R进行跟踪研究,1996年至2000年间,钟章队4次赴欧洲进行实地考察,参加了数十次学术研讨会并发表了大量相关学术论文。
瞄准国家需求的研究在机遇面前总能抢占先机。2002年,已经有近10年研究积累的钟章队获得了铁道部项目支持,在北京交通大学建立了国内第一个GSM-R系统应用模拟实验室。
2004年,青藏铁路开始修建,钟章队带领团队入驻格尔木,参与青藏铁路试验线的建设。在近两个月的时间里,他们每天工作十余小时,往返海拔2000米~4000米的高度,完成了近千项测试项目,发现并解决了若干个只有在工程现场才会遇到的实际问题,为GSM-R在中国铁路的进一步实施提供了可靠依据和标准。他们面对高寒缺氧毫无惧色,遭遇鼠疫毫不退却,在艰苦的环境里依旧保持革命乐观主义精神,团队师生们就像一个大家庭,彼此关怀,共同克服难关。青藏铁路GSM-R试验段项目的成功实施,使整个青藏铁路的通信工程施工得以在此基础上全线铺开,中国乃至亚洲拥有了第一条使用GSM-R通信系统的铁路。
随后几年,钟章队率领科研团队运用GSM-R技术解决中国的“燃煤”之急――即攻克重载运输机车同步操作控制传输难关,使有“能源战略大动脉”之称的大秦铁路年运输煤炭突破4亿吨,创下了新的世界纪录。回想起奋战在大秦线的日子,钟章队充满感情:“这条大秦线,山连着山,桥连着隧道,五年里我们不知道走了多少个来回,在这条线的试验过程中我们共毕业了四批研究生!”
经过多年的科研攻关,钟章队率领团队取得了一个又一个丰硕的成果:青藏铁路、大秦线、京津城际、武广客运专线、郑西客运专线,乃至近年来蓬勃发展的高速铁路,GSM-R技术也不断走向成熟,推动着中国铁路建设和国家经济社会的发展。
专注创新管理 培育创新人才
创新成果有着辉煌的光环,然而创新的过程却是艰辛和苦涩的。“开创总是摸索以前没有走过(下转77页) (上接75页)的路,但开创新的领域,就是在创造历史。”说到团队目前的研究方向,钟章队有着开拓者的自信,“作为创新团队,我们的发展理念是顶天立地,立地是指直接面向国家重大工程;顶天,则是要求团队始终瞄准前沿问题,并在基础理论创新方面有所突破。”随着高铁时代、信息时代的到来,高速移动的列车和旅客日益增加的需求给移动通信带来了新挑战。2006年开始,钟章队又将研究目标锁定在新一代铁路移动通信,即LTE-R的研究与应用中。他要求自己和团队成员,必须在相关领域担起重任,为我国轨道交通通信可持续发展提供技术支撑和人才储备。“将一根根指头,攒成一个拳头,打出去才有力量!”要产出创新成果,就需要团队协作,钟章队深知这一点,近几年他做了大量凝聚团队的工作,“请进来,走出去”是他谋划并开展了多年的策略。“请进来”,就是请各国在通信领域有建树的专家学者来学校交流,与团队进行相关课题的合作,共同培养学生。“走出去”,就是让团队成员更多地走向国际学术舞台,让硕士生、博士生有机会到国外学习,参加国际会议,代表国家发出属于中国的声音。团队也聚合了越来越多的青年才干,一个学缘结构更丰富,学科交叉融合,优势互补的团队正在不断发展壮大。 2011年,钟章队被学校委任为学校计算机与信息技术学院院长,他用带团队的经验来管理这个学院,确定了学院以师资队伍建设为基础,人才队伍建设为关键,人才培养为核心的发展理念,秉承“文化、创新、管理、国际交流四个驱动”的学院工作总思路,开展了大量的改革探索。两年多来,学院教学、科研工作取得了优异成绩,科研经费同比增加20%以上,国家自然科学基金项目取得历史性突破,科研成果继续稳步上升,并成功申报了国家教学示范中心、国家工程实践中心。他倡导的“以学院为家”的理念,让学院教职员工凝聚起来形成合力,大家齐心协力与学院共成长。