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1、,高速轨道不平顺管理标准和方法部基础设施检测中心 陈东生,内容,一、轨道不平顺管理二、轨道平顺性控制标准及关键技术三、轨道不平顺管理方法及特征描述四、控制轨道平顺性的主要技术措施,一、轨道不平顺管理,轨道变形分为弹性变形和永久变形，其表现为轨道不平顺。轨道不平顺对高速行车安全、车辆振动、噪声、轮轨作用力都有重要影响，是直接限制行车速度的主要因素。实践证明，只有高平顺的轨道才能确保列车高速、安全、平稳、舒适运行品质。高速铁路运输要求轨道有别于一般铁路的主要特点：高平顺性。（从这个意义讲，高速铁路轨道修理的核心就是解决高速铁路的平顺性问题）,一、轨道不平顺管理技术,高平顺性：对路基、桥梁、轨道结构
2、、道岔等的设计；对线路施工方法、机具的选择；对钢轨的平直性；对轨道部件的性能参数以及轨道的维修等各方面；提出了更高、更严格的要求。,一、轨道不平顺管理技术,高平顺要求是高速铁路线、桥设计和线路施工的控制性条件。既使路基、桥梁、轨道结构符合强度条件的要求，不一定能满足平顺性条件，高速铁路满足强度条件易，满足平顺性条件难。满足了高平顺要求，便能大幅度降低车辆振动和轮轨相互作用力，使强度条件和行车安全都能得到可靠保证。,一、轨道不平顺管理技术,高速铁路的平顺性控制，涉及路基、桥梁、轨道结构等多方面的设计、施工、检测评定、维修管理等各个环节。轨道不平顺管理技术是确保各个环节安全可靠的关键技术。,轨道平
3、顺状态发展的各阶段,一、轨道不平顺管理技术,轨道状态监测：轨检车、动检车、便携式检查仪等轨道状态评价：优良、中等、恶化轨道状态维护：保持、养护、恢复轨道状态管理：安全、平稳、经济、合理,1.1轨道不平顺种类,轨道不平顺：是指轨道几何形状、尺寸和空间位置的偏差。凡是直线轨道不平、不直，与轨道中心线位置和轨道髙度、宽度正确尺寸的偏离；曲线轨道不园顺，偏离曲线中心线位置，偏离曲率、超高、轨距的正确数值，偏离顺坡变化尺寸等的轨道几何偏差。通称轨道不平顺。,轨道几何不平顺的种类很多，可按其对机车车辆激扰作用的方向、荷载作用形式、不平顺的波长等分类。,1.1 不同激扰方式轨道不平顺,垂向轨道不平顺：高低、
4、水平、扭曲、轨面短波不平顺；钢轨轧制校直过程中形成的垂向周期性不平顺。横向轨道不平顺：轨向、轨距；钢轨轧制校直过程中形成的横向周期性不平顺。复合不平顺：轨向水平逆向复合、曲线头尾的几何偏差。,1.2 荷载作用方式下不平顺,静态,动态,1.3 不同波长轨道不平顺,影响列车运行的敏感波长不平顺,谐振波长与机车车辆自振频率、速度的关系,波磨是指钢轨顶面上出现的波状不均匀磨耗。按其波长分为短波（波纹型磨耗）和长波（波浪型磨耗）两种。波纹型磨耗波长约50mm100mm，幅值 0.10.4mm周期性不平顺；波浪型磨耗波长100mm3000mm，辐值2mm内周期性不平顺。,轨道不平顺不仅幅值和波长的变化范围
5、大，且其影响也各不相同。短波不平顺可能引起簧下质量与钢轨间的冲击振动，产生很大的轮轨作用力。周期性成分可能引起机车车辆的谐振，而中、长波尤其是敏感波长成分常常是引起车体产生较大振动的重要原因。,1.4 轨道不平顺成因,各种轨道不平顺对行车的影响,试验结果分析,不平顺幅值、波长、速度的相互影响,波长与速度一定时，幅值越大，引起的车辆振动和轮轨作用力响应越大；幅值与速度一定时，波长越长，影响越小，非线性递减，但敏感波长、周期性的谐振波长影响较大。幅值与波长一定时，速度越髙，影响越大，非线性递增。,高速轨道不平顺与车辆相互作用特点,幅值微小的轨面不平顺也可能引起轮轨强烈地冲击振动，产生较大的轮轨作用
6、力；小幅值不平顺对车辆振动舒适性的影响增大；影响高速铁路行车的轨道不平顺波长范围扩大；激振频率1Hz左右的具有谐振波长特征的轨道不平顺影响显著；高速铁路容易产生的与车辆转向架或车体主振频率相同的周期性轨道不平顺应高度重视。,轨面微小不平顺引起轮轨冲击力,轨面微小不平顺引起的轮轨冲击力,0.2mm微小焊缝迎轮台阶形不平顺，300km/h时引起的轮轨冲击性高频作用力（P1）可达722kN，低频轮轨力（P2）达321kN，可加速道碴破碎、道床路基产生不均沉陷，从而形成较大的长波不平顺。轨面短波不平顺引起的巨大轮轨作用力，可引发钢轨、轮轴断裂，导致恶性脱轨事故。,小幅值不平顺对人体舒适性影响,幅值5m
7、m波长40m的连续轨向不平顺，在160km/h下引起的振动很小，在300km/h髙速时，却能使车体横向产生频率2Hz，加速度为0.07g(RMS值为0.045g)的横向持续振动。幅值10mm波长40m连续的高低不平顺，在160km/h下引起的车体振动和轮轨动作用力很小，容许存在。但在300km/h高速时，可使车体垂向产生振动频率2Hz，加速度为0.18g(rms值为0.13g)的持续振动。持续时间较长时，乘客的血压、脉博、呼吸、消化等身心健康将受到严重影响。,小幅值不平顺对人体舒适性影响,根据ISO2631/1-85国际振动环境“工作能力减退”限度标准，乘务员在2Hz，0.07g的横向振动环境
8、下，3小时后就会疲劳，工作能力下降，司机的判断、应急能力就会明显减退。通过大量人体乘车舒适性试验，为保障旅客阅读、餐饮不受干扰，规定局部轨道不平顺引起的瞬时作用的垂向加速度不得大于0.120.15g，横向加速度不大于0.10.12g。,轨面微小不平顺引起的轮轨冲击力,实践证实：高速条件，钢轨焊缝不平、轨面剥离、擦伤、波形磨耗等各种微小的轨面短波不平顺都是产生严重轨道不平顺，恶化轨道几何状态的重要根源；同时也是引起线路周边环境噪音的主要因素。,高速轨道不平顺管理波长范围扩大,高速铁路有影响的轨道不平顺波长范围也随之扩大。长波不平顺对车体振动的影响变得不可忽视，因此必须监控校正的波长范围也大为增加
9、。轨检车可测波长范围需增大 大型养路机具的基线长需加长 中跨桥的挠度需减小（刚度需增大）,严格控制与车辆主振频率相同的周期性不平顺,高速铁路具有主型车辆相对固定、车辆主振频率比较单一、区间行车速度基本固定的特点，使得高速铁路轨道容易产生与车辆转向架或车体主振频率相同的危害极大的周期性不平顺。根据列车敏感的轨道不平顺波长可知，在300350km/h运行条件下，产生车体振动的轨道不平顺敏感波长在40100m范围，转向架的敏感波长在712m范围。,严格控制与车辆主振频率相同的周期性不平顺,针对高速轨道上容易产生的40100m、712m二个波段的周期性不平顺，应特别注意。我国钢轨轨身轧制过程产生的横向
10、或垂向周期性不平顺（波长2.83.2m），在300350km/h时所产生激扰频率正是轨道的共振频率，非常有害。,影响列车运行的敏感波长不平顺,二、高速铁路平顺性控制标准及关键技术,2.1 国外高速铁路轨道不平顺管理标准（日本、德国、法国）2.2 国内高速铁路轨道不平顺管理标准建设阶段轨道初始不平顺控制标准：2.2.2新线开通运营后的轨道不平顺控制标准：,2.1 国外高速铁路轨道不平顺管理标准（日本、德国、法国、美国、韩国）,建设阶段轨道初始不平顺控制标准：钢轨平直性控制标准轨道铺设精度控制标准（作业验收标准）新线开通运营后的轨道不平顺控制标准：高速铁路轨道不平控制管理标准,日本管理值定义,验收
11、目标值：维修作业和工程施工后应达到的质量目标值。计划维修目标值：为在制订维修计划时，确定需要进行维修的轨道不平顺的管理目标值。舒适度管理目标值：为确保列车良好舒适度的目标值。安全目标管理值：当达到或超过该值时，将会对高速行车安全性有较显著的影响，因此应限期（一般15天）紧急补修。慢行管理目标值：当达到或超过该值时，列车必须降速慢行，并以任何可能的手段立即予以消除。,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,日本新干线轨道不平顺管理目标值,区段管理标准-P值,P值是指500m轨道区段中，超过3mm的采样点数占总采样点数的百分比。P值管理仅限于高低和轨向两项：东海道新干线的高低P值约为1.5，轨向P值约为
12、0.3。,德国轨面短波不平顺控制标准,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,德国管理值定义,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,德国：,德国高速铁路轨道不平顺管理标准,德国铁路无碴轨道工程的技术要求,原则上，按DS 820 和相关法规进行验收。对无碴轨道的验收作出以下补充：（1）验收施工单位根据883.0031规范规定对于已完成试验的线路进行自检，并提交有关参数检测结果的图表、资料之后才可提出验收申请。线路高低和方向的检测要求：（一般波长）用30米弦长；检验点和校算点之间的距离为5米（相当于8个轨枕间隔）；两个相距为5米的相邻检验点和校算点的实际矢高差与理论矢高差之间的误差 2mm；在每个轨枕位置均
13、须检测。,德国铁路无碴轨道工程的技术要求,原则上，按DS 820 和相关法规进行验收。对无碴轨道的验收作出以下补充：（1）验收线路高低和方向的检测要求：（长波）用300米弦长；检验点和校算点之间的距离为150米（相当于240个轨枕间距）；两个相距150米的相邻检验点和校算点的实际矢高差与理论矢高差之间的误差10mm；在每个轨枕位置均须检测。,德国铁路无碴轨道工程的技术要求,原则上，按DS 820 和相关法规进行验收。对无碴轨道的验收作出以下补充：（1）验收轨道高程和平面位置(轨道相对于周边建筑物)的检测要求：每5米（为8个轨枕间距）一个测点，规定轨道实际高程和平面位置与设计高程（轨顶面）和设计
14、平面位置（轨道中心线）的允许误差10mm。,德国铁路无碴轨道工程的技术要求,（2）轨道几何状态动态验收轨道的几何状态是根据轨道检查车（OMWE）检测出的轨道几何尺寸和行车试验的结果进行验收。测量值按验收极限值SR0进行评估。验收检测由轨道检查车（OMWE）进行。根据在50米区间长度上的轨检车滤波信号对测定结果进行评估。,德国轨道不平顺的评价管理标准,法国TGV钢轨平直性控制标准,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,法国高速轨身和轨端平直性测量示意,注：未特别注明（有碴）者均为无碴轨道,国外高速轨道的铺设精度标准（动态）,法国管理值定义,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,法国高速铁路局部轨道不平顺
15、管理标准,美国：高速铁路轨道几何状态检测标准（动态）,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,韩国：高速铁路轨道几何状态检测标准（动态）,2.1国外高速铁路平顺性控制标准,2.2国内高速铁路平顺性控制标准,建设阶段轨道初始不平顺控制标准：钢轨平直性控制标准轨道铺设精度控制标准（作业验收标准）2.2.2新线开通运营后的轨道不平顺控制标准：高速铁路轨道不平控制管理标准,钢轨平直性控制标准,钢轨的平直性对轨道的平顺性起着决定性的影响。高速铁路对钢轨平直性的要求比一般线路更高更严格，控制指标更多更全面。用于一般线路的钢轨未对钢轨轨身、小腰平直性、钢轨全长的弯曲、扭曲等作硬性规定。但对于高速铁路使用的钢轨都作
16、了严格的补充规定。,建设阶段轨道初始不平顺控制标准：,中国300km/h高速钢轨平直性标准,高速与一般铁路钢轨平直性控制指标比较,轨道铺设精度控制标准(作业验收标准）,严格控制轨道的铺设精度，提高初始平顺性是控制高速轨道平顺性非常重要的关键性步骤。对于保证高速铁路建设质量和开通速度，确保高速车辆安全、平稳、舒适地运行，减少轨道和机车车辆的养护维修费用，都十分重要。高速铁路发达国家都制订了非常严格的高速轨道铺设精度标准（新线施工和大修、维修作业平顺性验收标准）,建设阶段轨道初始不平顺控制标准：,有砟轨道平顺度铺设精度：,无砟轨道平顺度铺设精度：,注：括号中为静态值,中国高速轨道平顺度铺设精度标准
17、,高速铁路新线的开通速度就是设计速度，一般在正式开通运营前，可有三个月至半年的调整试运期。轨道一经列车行驶作用，平顺性就会发生变化，尤其在试运期和运营初期，一些在自检或验交时未能发现的较隐蔽的缺陷，可能使轨道平顺性变化发展。新线建设和运营管理单位应按运营期间高速铁路轨道不平顺维修管理标准，协同做好试运期和开通运营初期的平顺性控制工作，并根据轨道实际的平顺状态，调整控制行车速度，确保高速行车平稳安全。,新线开通运营后的轨道不平顺控制标准：,中国管理值定义,验收目标值：新线工程竣工或施工作业后应达到的质量目标值（初始不平顺控制标准）。依据是：轨道构造的强度、行车速度、运量的大小。作业手段可能达到的
18、精度。与工作量、维修费用、周期的经济比较等。级-优良目标管理值：指两次计划维修或计划维修与大、中修之间，为确保轨道经常处于良好状态，进行有计划的日常养护管理，在日常保养工作中希望达到的标准（日常养护维修控制标准）。依据是：养护维修作业的能力、水平、运行速度、运量、轨道结构、道床路基等情况。级-预防性计划维修目标值：为防止轨道状态进一步恶化，限制需要紧急补修的处数，根据反映轨道状态的检测数据，对超过轨道预防性计划维修标准的区段，按计划进行维修，校正轨道几何状态，改善轨道弹性，整修或更换部分轨道部件的控制标准。依据是：列车平稳舒适度要求，限制紧急补修工作量的要求，工务维修能力和以往的经验周期，以及
19、轨道维修的经济性比较（维修周期、设备寿命、维修费用等的比较）等。,中国管理值定义,级-紧急补修管理目标值：为保证行车安全，防止列车脱轨，降低轮轨间附加动力，减少轨道和机车车辆部件伤损，及时消除过大轨道不平顺，延长设备使用寿命和维修周期等方面的管理值。依据是：轨道不平顺对行车安全的影响，轮轨动力学性能，轨道不平顺动力学特性，并结合国外同类标准和我国轨道运输实际情况等综合因素研制的。级-限速管理目标值：当轨道不平顺发展变化较快，病害地点和超限数值较为严重，可能危及行车安全时，在未采取相应措施或未整修达标前，必须进行强制慢性或限速处理管理的方式。当达到或超过该值时，列车必须降速慢行，并以任何可能的手
20、段立即予以消除。,高速铁路轨道不平监控管理值,客运专线300350km/h轨道动态几何偏差控制值高速铁路正线轨道动态不平顺监控管理值高速铁路正线轨道静态几何尺寸容许偏差值高速铁路正线道岔静态轨道几何尺寸容许偏差值,客运专线300350km/h轨道动态几何偏差控制值,高速铁路正线静态几何尺寸容许偏差值,注：（1）轨向偏差，直线为10米弦测量的最大矢度值。（2）高低偏差为10米弦测量的最大矢度值。（3）扭曲基长为2.5米。,控制轨道初始不平顺是建成高平顺线路的关键,初始不平顺是运营后，各种轨道不平顺发生、发展、平顺性恶化的根源。在建设过程中若不严格控制，将造成运营期间难以处置的后患。（例如京九线、
21、京津城际）,轨道初始平顺状态对运营后，轨道长期的平顺状态和维修工作量有决定性的影响。初始平顺性好的轨道，维修周期长，养护维修的工作量小，能长期保持良好的髙平顺状态。初始平顺性差的轨道，不仅维修周期短，即使增加维修作业次数也难以改变轨道初期“先天”的不良水平，不能满足高速行车的要求,初始平顺性对运营后的轨道状态和维修周期的影响,严格控制初始不平顺必然对路基、道床、过渡段、钢轨焊接等各方面的要求更加严格，能拉动促使整个线路工程质量的提高。轨道初始平顺性，是高速线路建设的技术水平和工程质量的综合体现。轨道的初始平顺性直接影响新线的开通速度。严格控制初始不平顺对于确保高速铁路建设成功，确保高速车辆安全
22、、平稳、舒适地运行，减少轨道和机车车辆的养护维修费用，有十分重要的意义。,因此，严格控制轨道初始不平顺，是保证建成高平顺高速线路的关键，是带动全局保证轨道符合髙平顺性要求的决定性措施。日、法、德等国建设高速线路的许多重要措施，都是为了确保轨道在开通前就具有高平顺性而进行的。,三、轨道不平顺管理方法及特征描述,3.1 轨道不平顺的随机性3.2 轨道不平顺的局部波形特征3.3 轨道不平顺幅值的统计特征3.4 轨道不平顺的功率谱密度和功率谱图,3.1 轨道不平顺的随机性,实际存在的轨道不平顺都是经常变化很不规则的，不同位置轨道不平顺的幅值和波长都各不相同。轨道不平顺波形大多不是单一规则的简谐波、三角
23、波或抛物线形波，而是由许多无法预知的不同幅值、不同波长、不同相位角的简谐波迭加而成的杂乱无章随机波。,随机性轨道不平顺不规则波形,3.2局部轨道不平顺的特征描述-幅值,对随机性局部轨道不平顺不规则波形特征的描述也不像对规则的正、余弦波那样简单，只用一个幅值或波长参数是不能完全将不规则波形的特征确切地描述清楚。不规则的轨道不平顺局部波形特征可用幅值、半波长L、1/4波长、平均变化率、波数和谐振波形等综合描述。,局部轨道不平顺的波形特征,半峰值，峰峰值H，波长平均变化率/l，峰峰值平均变化率H/L，波长=4l,3.3连续轨道不平顺幅值的统计特征-均值,个别地点的局部波形特征不能代表整体区段轨道的总
24、体状态，某区段轨道的平顺状态可通过轨道不平顺幅值的标准差、均方值等统计特征进行描述和评价。,轨道不平顺的均方值和标准差,以里程位置为横坐标的某段轨道不平顺()的：均方值 标准差,轨道不平顺的标准差能确切地表示各段轨道不平顺在幅值方面的严重程度轨道不平顺的均方值与激扰能量相关,3.4 随机性轨道不平顺的特征描述-功率谱密度,轨道不平顺的波长结构，可用功率谱密度描述。某段轨道不平顺平稳样本记录 的功率谱密度估计值定义为：在频率f到f+f微小带宽f内的均方值除以带宽f。,如果f无限小（f0）统计的时间T无限长(T)或距离X无限大(X)时，便得到功率谱密度更精确的表示式：式中(x,f,f)表示(x)在
25、f到f+f频率范围内的那一部分值。功率谱密度是单位频率f 微小带宽内轨道不平顺幅值(x)的均方值。f是空间频率(1/米),功率谱密度是能全面表达轨道不平顺特征的统计函数 能揭示看起来杂乱无章随机变化的轨道不平顺的幅值和波长两方面的信息 对于科学评定轨道的平顺状态、诊断轨道的病害，研究轨道不平顺引起的车辆响应以及对高速机车车辆走行悬挂系统的设计改进等都非常重要。,轨道不平顺的功率谱图,在实际工作中常用“功率谱图”来表示功率谱密度G(f)对于频率f的关系。轨道不平顺的功率谱图是以频率或波长为横座标，谱密度值为纵座标的座标平面内的连续曲线，反映轨道不平顺的功率谱密度在频率或波长轴上的分布情况，功率谱
26、图可清楚地揭示组成轨道不平顺随机波形的各波长成份。,轨道不平顺功率谱图,G(f),功率谱密度函数曲线下f1和f2间的面积等于在f1和f2频带（或波带）范围内各波长成分的均方值。谱线下的面积越小,说明不平顺的均方值越小,平顺状态越好,也就是说谱线位置越低(越靠近横坐标),表明该段轨道的平顺性越好。,高平顺线路的确切含义,高低、轨向、水平、扭曲和轨距偏差等局部孤立存在的不平顺幅值较小。连续成段大量存在各种不平顺幅值标准差很小。敏感波长和周期性不平顺的幅值很小。具有谐振波形特征的不平顺幅值很小焊缝不平顺、新轨的平直性偏差很小。轨道不平顺各波长成分的功率谱密度值很小。,Thursday,May 14,
27、2009,86,中国与国外轨向谱比较,Thursday,May 14,2009,87,中国与国外轨向谱比较,Thursday,May 14,2009,88,中国与国外轨向谱比较,四、控制轨道平顺性主要技术措施,在设计、施工阶段釆取一系列技术措施，提高路基的稳固性和沉降均匀性，提高桥梁抗挠曲变形的刚度和过渡段的平顺性，提高轨道的铺设精度。在设计、施工全过程的每一个环节，都必须采用科学合理的技术措施，严格控制初始平顺性。必须采取以下措施:,4.1设计构筑坚固稳定沉降均匀顶面平顺的路基,路基是轨道上部建筑的基础，没有高质量的路基，就不可能有平顺的轨道。建设高平顺轨道还必须特别注意严格控制路基的不均匀
28、工后沉降和顶面的平顺性。坚固、稳定、沉降均匀、顶面平顺的路基是保证轨道平顺的前提条件。,仅仅控制路基工后沉降量是不够的，还必须重视严格控制工后不均匀沉降。在50100米范围内的不均匀沉降将直接造成幅值较大的长波高低不平顺。路基顶面不平顺，高度误差过大，将导致道床厚度不一，道床弹性和残余变形积累不均匀，易逐渐形成中长波高低不平顺。在高速铁路设计、施工过程中严格按照规定的路基不均匀工后沉降和路基顶面平顺性控制标准执行。,在冬季气温较低地区的路基，还应采取防止路基冻涨的措施。土质欠佳，雨水较多地段的高路堤，应作为重点工程，列入提前施工对象。利用雨季自然下沉作用，经过12个雨季后，再补充填筑压实，对于
29、提高高路堤的稳固性和不均匀沉降很有帮助。,4.2增加桥梁刚度严格控制桥梁挠曲变形引起不平顺,桥梁、路基都是支承轨道的基础，桥梁的挠曲变形与路基的变形一样会形成轨道不平顺。桥梁的挠曲变形往往比路基的弹性变形大，所形成的轨道不平顺具有永久性特征。不易通过维修等办法消除。,多跨等距梁挠曲变形所形成的轨道不平顺具有周期性和谐振波形特征，40100m跨度的多跨等距梁挠曲变形形成的轨道不平顺，在速度为160350km/h时，可能激起车体谐振，应特别注意。,桥梁设计时必须检算比强度条件更严的髙平顺条件，满足轨道平顺性要求，使高速铁路桥上轨道的平顺性与路基上轨道的平顺性一致，而不应特殊，降低要求。检算桥梁的静
30、挠度，有助于了解和控制桥梁挠曲形成的轨道不平顺。无碴轨道桥设预拱度，使钢轨面具有该桥挠曲变形规律的预拱度，有助于减小桥梁挠曲形成的轨道不平顺，而降低对桥梁刚度的要求，减小桥的自重和造价。,4.3 采用坚硬耐磨优质道碴、摊铺整平、压实底碴,铺设道砟必须选用硬质、耐磨、不易粉碎的道砟，确保道床稳固、清洁、排水畅通等性能。铺设底碴层，摊铺整平、压实底碴，对于保证平顺性，减少道床残余变形积累，减小轨道的养修工作量效果显著。,铁科院轨道动力学试验室进行的试验也证实了国外压实底碴这一重要措施的效果。在完全相同的滚压条件下，经过123万吨通过总重后，道床下层经压实的轨道与未经压实的轨道相比，最大残余变形相差
31、3.3倍，前者为15mm，后者为50mm，压实道床的效果十分明显。（见效果图）,道床压实试验,压实道床的效果,38,50,15,分层圧实加厚的道岔区、桥头过渡段底碴层，可改善道岔区、过渡段平顺性。在铺轨布置轨枕时，应避免扰动己平整的底碴，破坏道床的整体均匀性。,4.4轨道结构选择设计应考虑平顺性条件,高速铁路不能仅依据强度条件选择设计轨道结构和部件，还必须满足平顺性要求。若只考虑强度条件，会认为50kg/m轨道结构即可满足要求。根据国外的经验教训，应采用性能良好，稳定、坚固的60公斤/米级重型轨道结构。无碴轨道结构需严格控制高低、轨向、轨距偏差。应设计选用有利于保持和精确调整平顺性的轨道部件。
32、,4.5 采取综合措施提高道岔区的平顺性,道岔区钢轨断面、轨枕长度、轨道刚度都有变化，道岔结构本身就具有不平顺性，是高速轨道的薄弱部位，较区间轨道更难保持髙平顺。因此，必须高度重视，采取综合措施提高道岔区的平顺性：,采用平顺性好，不会引起轮轨冲击的大号码可动心轨道岔。道岔区轨道刚度的变化应尽量平缓。增加道岔区底碴厚度，分层振动压实。采用不扰动道床的大号码道岔铺设机具。采用作业精度高的道岔整道机，校正儿何尺寸。在道岔设计、制造、施工铺设等各个环节，都采取措施提高道岔结构本身和道岔区轨道的平顺性。,4.6 采用一次铺成无缝线路的铺轨技术,传统的铺轨施工方法“短轨过渡法”有很大缺陷。传统的施工方法，
33、不能在新线建设时就形成具有高平顺性的无缝线路，开通速度低，养护维修工作量大。建设过程中一次铺成长轨无缝线路有利于提高轨道整体平顺性，避免轨道不平顺“记忆”现象的出现。减少日后维修工作量，降低维修成本，轨道状态均衡、稳定。,轨道的“记忆”特性,轨道不平顺波形的变化、记忆特性,高速线路一次铺成无缝线路的必要性：不可能达到高速轨道铺设精度（平顺性验收）标准的要求。不可能消除对高速十分有害的周期性不平顺。不能充分发挥无缝线路能大幅度提高轨道平顺性的应有作用。一次铺成无缝线路能带动提高路基、道床质量，提高轨道稳定性、平顺性，是建成高平顺铁路的关键性重要措施和技术保证。一次铺成无缝线路，对控制初始不平顺，
34、提高轨道整个寿命期的平顺性，减少维修工作量，降低铁路运营成本效果显著。,大量客运专线采用一次铺成无缝线路铺轨技术已获成功，是我国铁路新线施工技术具有历史意义的重大突破。京津、合宁、合武、石太客运专线的实践经验证明，一次铺成无缝线路不仅具有很大的综合技术经济价值，从施工组织角度来看，也是一种经济、合理、先进的施工方法。,4.7 做好刚度过渡段的设计施工,桥梁和涵洞等基础性刚度大的工程结构物与土质路基衔接处，由于刚度突然变化，易形成较大的高低不平顺，往往引起较大的车体垂向振动加速度。因此，必须设置刚度过渡段。,郑武240km/h试险段轨道刚度变形曲线,郑武240km/h试验段桥梁区轨道刚度变化曲线
35、,郑武240km/h试验段道岔区轨道刚度变化曲线,过渡段刚度变化应缓慢均匀，具有足够长度，避免刚度突变或变化率过大。应改进靠近桥、涵混凝土部位的路基压实技术和机具，提高压实质量。国内外的经验表明，桥头尾过渡段是高速线路建设的关键部位，应精心设计，精心施工。,4.8 采用高精度施工设备提高新线铺轨和整道作业精度,大型整道机具作业精度直接影响高速铁路的初始平顺性，采用作业精度高的机具十分重要。起道捣固、拨道作业之后，必须用性能良好的振动稳定机具进行道床稳定作业。需要解决现有机具不能校正对高速行车有危害的长波高低、轨向不平顺等问题,4.9 加强对新钢轨平直度的检验,新轨轨身2.63.2m波长周期性不
36、平顺幅值虽小，在快速、高速行车条件下，会加速轨道状态恶化，引起车体和转向架强烈振动，危害很大。在广深、京秦等线己暴露出来。在300350km/h速度时，所引起的振动频率处于轨道结构的共振频率范围，危害更大，必须高度重视。轨身周期性不平顺往往影响轨端平直性，增加焊接工作的困难。,责成钢厂充分认识问题的严重性，认真改进轧制校直工艺、设备，提高新轨的平直性。铁路建设单位在采购钢轨时，在铺轨之前都必须采用准确可靠的测量设备严格检验。运营管理部门在验收线路时，必须对钢轨的平直性认真检测复查。严格禁止钢轨轨身周期性不平顺超标钢轨上道。,4.10 减少焊头严格控制焊缝区的平顺性,轨头微小的初始不平顺，特别是
37、焊缝区微小不平顺，是线路开通运营后轨道不平顺发展变化、轨道部件伤损的重要原因，必须严加控制。提高工厂、现场焊接质量，确保轨头工作边平齐，均匀打磨。加强对钢轨焊接接头质量检测，采用高精度高可靠性检测设备，严格检验焊缝区的平顺性。上道的钢轨必须满足钢轨平直度控制标准的要求。,国内外的经验均证明，采用移动式接触焊小车，有助于提高工地焊头质量，显著提高焊缝区的平顺性。尽可能采用较长钢轨定尺长度100m或500m钢轨，可从根本上减少焊接接头数量，大大提高轨道平顺性，减少引起轨道不平顺增大的主要根源，确保高速铁路运输的平稳舒适。,4.11 强制施行钢轨预防性打磨改善轨头断面形状,采用钢轨打磨车，线路开通前进行钢轨预防性打磨，不仅有助于进一步消除焊缝不平等短波不平顺，还能消除轨面初始微裂纹、圧痕等微小缺陷，有利于提高钢轨的寿命和轨道的平顺性。国外高速、重载铁路的经验早己证实，进行钢轨预防性打磨，具有很好的综合技术经济效益，是高速铁路铺设轨道时必须采取的重要措施。,谢谢大家,
