有砟軌道區(qū)段接觸網(wǎng)吊弦測量計算分析

趙東波

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有砟軌道區(qū)段接觸網(wǎng)吊弦測量計算分析

趙東波

電氣化鐵路有砟軌道的鋪設(shè)精調(diào)滯后于接觸網(wǎng)上部結(jié)構(gòu)安裝施工，在接觸網(wǎng)上部結(jié)構(gòu)施工前軌道不能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，待線路精調(diào)完成后，接觸線實際高度不能滿足驗收標(biāo)準(zhǔn)，致使接觸網(wǎng)后期調(diào)整工作量較大。本文通過建立數(shù)字參數(shù)模型，在有砟軌道線路精調(diào)不到位的情況下對接觸網(wǎng)吊弦進行測量和計算，并以瑞九鐵路試驗段為例進行應(yīng)用分析，應(yīng)用效果較好。

有砟軌道區(qū)段；吊弦；計算分析

0 引言

2017年，我國鐵路實施大規(guī)模提速改造，設(shè)計時速200～250 km高速鐵路建設(shè)中，線路多為有砟道床，與設(shè)計時速300～350 km線路標(biāo)準(zhǔn)相同，接觸網(wǎng)懸掛高度調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)要求較高，其吊弦采用整體不可調(diào)吊弦，吊弦計算是接觸網(wǎng)施工中非常重要的一個環(huán)節(jié)。

隨著電氣化鐵路的發(fā)展及四電工程施工一次到位工藝?yán)砟畹闹饾u深入，目前接觸網(wǎng)專業(yè)的各種計算軟件相對比較成熟，但各計算軟件的原始數(shù)據(jù)采集輸入均主要依據(jù)鋼軌面不發(fā)生變化情況下直接測量所得數(shù)據(jù)，因此在軌面各種參數(shù)沒有到位的情況下，現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)需要在軟件計算前換算成相對鋼軌達(dá)到設(shè)計要求下的數(shù)據(jù)。另外，影響吊弦計算精度的因素較多，主要有線路參數(shù)、腕臂偏斜、拉出值、承力索的實際高度等。線路參數(shù)可通過設(shè)計相關(guān)參數(shù)獲得，腕臂偏斜通過嚴(yán)格要求工藝標(biāo)準(zhǔn)得到解決，拉出值通過交樁資料一般相對準(zhǔn)確，而承力索的實際高度在鋼軌不到位時測量計算比較困難繁瑣，對吊弦的計算精度影響也較大，本文將作為重點進行分析。

1 有砟軌道區(qū)段接觸網(wǎng)吊弦計算分析

1.1 模型參數(shù)

有砟軌道區(qū)段鏈形懸掛吊弦計算參數(shù)采集的模型是基于設(shè)計軌面高程、現(xiàn)場實測現(xiàn)有軌面至承力索高度、實測軌距、實測超高、CPIII成果高程等參數(shù)、數(shù)據(jù)通過相似三角形等原理轉(zhuǎn)換為正常軟件計算需求的數(shù)據(jù)，即計算出設(shè)計軌面至承力索的高度（承力索實際高度）。

承力索實際高度 = 實測承力索高度-CPIII樁標(biāo)高與實測軌面標(biāo)高高差 + CPIII樁高程與設(shè)計軌面高程高差（圖1）。其中，CPIII樁高程、設(shè)計軌面高程由站前交樁取得，為海拔高度。

圖1 承力索實際高度計算模型

1.2 建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)吊弦計算的要求，需要獲得承力索中心至鋼軌軌面連線的垂直距離，由于現(xiàn)有軌道未達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，需建立一個數(shù)學(xué)模型，將現(xiàn)有測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為設(shè)計數(shù)據(jù)（圖2、圖3）。

圖2 超高計算模擬圖（1）

圖3 超高計算模擬圖（2）

：=：（1）

式中，為現(xiàn)有承力索高度，為鋼軌間距（1 435 mm），為實測超高（計算取正值），為承力索與軌面垂點距承力索垂線與軌面交點距離。

式中，為現(xiàn)場實測軌距（也可由儀器直接測取）。

= 0.5--（3）

式中，為承力索實測拉出值，為承力索垂線與實際軌面交點距低軌距離，可由式（1）得出。

：=：（4）

式中，為承力索垂直地平面與現(xiàn)有軌面連線交點距地面的距離，、由式（2）、式（3）求得。

：=：（5）

式中，為承力索鉛垂與軌面的距離高度，可由式（2）求得。

：=：（6）

式中，為承力索鉛垂線距低軌端水平距離，可由式（4）求得。

：=：（7）

式中，為設(shè)計超高值，為承力索鉛垂地面與設(shè)計軌面連線交點距地面的距離，可由式（6）求得。

式中，為設(shè)計軌面距離。

：(+-) =：（9）

式中，為承力索實際高度，、、、可分別由式（4）、式（5）、式（7）、式（8）求得。

1.3 吊弦測量方法

（1）通過DJJ-8或DJJ-7接觸網(wǎng)激光測量儀測出、、；

（2）通過站前交樁資料斷面圖計算出懸掛點CPIII樁高程與設(shè)計軌面高程高差，通過水準(zhǔn)儀、塔尺測出現(xiàn)有高軌面與CPIII之間的標(biāo)高高差；

（3）在換算承力索實際高度時，為提高施工效率及減小難度，根據(jù)相對關(guān)系編制現(xiàn)場換算計算軟件的計算式，將現(xiàn)場直接測量的數(shù)據(jù)通過換算整理為吊弦計算軟件需要的數(shù)據(jù)。

1.4 吊弦計算特別注意事項

（1）對于懸掛點位于豎曲線上的高程計算，豎曲線分為凸曲線和凹曲線，2種曲線的高程計算方法不完全相同；

（2）跨距測量和數(shù)據(jù)輸入過程中，需考慮懸掛點間雙腕臂在錨段關(guān)節(jié)處的跨距與支柱間的跨距有所不同；

（3）集中載荷計算需充分考慮電連接、中錨繩等設(shè)備的影響；

（4）集中載荷位置、下錨張力等需有計算預(yù)留弛度；

（5）因現(xiàn)場測量的為承力索下底面至軌面高度，在進行承力索中心至軌面高度數(shù)據(jù)輸入時應(yīng)加上承力索半徑以折算到承力索中心的高度。

（6）站前資料軌面標(biāo)高一般值低于軌面標(biāo)高。

2 應(yīng)用實例

在充分分析有砟軌道區(qū)段吊弦測量與計算的關(guān)鍵步驟、方法以及計算中的注意事項后，對瑞九鐵路有砟軌道區(qū)段的156個錨段均按本文所述計算方法進行吊弦計算。表1為瑞九鐵路部分錨段吊弦安裝合格率統(tǒng)計表，數(shù)據(jù)顯示吊弦一次安裝合格率最小為97.9%，提升了工作效率，為加快瑞九鐵路接觸網(wǎng)上部結(jié)構(gòu)施工進度提供了有利條件。

表1 瑞九鐵路部分錨段吊弦安裝合格率

3 結(jié)語

本文針對有砟軌道區(qū)段，通過建立數(shù)學(xué)參數(shù)計算模型，對接觸網(wǎng)吊弦進行測量和計算，并以實例的應(yīng)用效果證明了該計算方法的有效性，為接觸網(wǎng)上部結(jié)構(gòu)施工提供有利條件。

[1] 陸大棟. 電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

The accurate adjustment of laid ballast tracks of electrified railways is relative lagged behind the construction of OCS superstructure in terms of construction schedule nodes. After accurate adjustment of track, the constructed OCS superstructure may not satisfy the design standard, with the actual contact wire height unsatisfied with the acceptance requirements and that will increase the works for post adjustment of OCS. With the first piece of work in Ruichang-Jiujiang railway, accurate dropper length is calculated accurately when the works of ballast track are not fully completed, and the experiment shows that the calculation has better application effects.

Ballast track; dropper; calculation and analysis

U225.4+8

B

1007-936X(2018)02-0045-02

2017-12-13

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.02.011

趙東波.中鐵電氣化局集團有限公司上海電氣化工程分公司，工程師。