高速铁路监测方法 篇1
高速铁路是现代化铁路的重要标志, 代表着当今铁路的发展方向。高速铁路具有高速度、高舒适性和高安全性的要求, 轨道的平顺性直接影响到运营的速度、乘车的舒适性和安全性, 是决定高速铁路建设成败的关键因素之一, 为了满足轨道的高平顺性, 就必须严格控制铁路线下结构工程的沉降变形, 尤其时控制不同结构物过渡段的线路纵向差异沉降。
1 高速铁路松软土路堤沉降监测常用的方法及探析
高速铁路对地基沉降要求甚严, 在设计使用年限内, 一般要求无砟轨道路堤在无砟轨道铺设完成后的工后沉降应满足扣件调整和线路竖曲线的圆顺, 工后沉降一般不应超过15mm, 路桥路隧及横向结构物交界处的差异沉降不应大于5mm, 过渡段沉降差异造成的折角不应大于1‰.高速铁路路堤段尤其是松软土路堤段的沉降变形控制就成了高速铁路控制整条线路沉降变形中的重点, 哈齐铁路客运专线, 地处东北严寒地区, 路基要经受周期性冻融循环作用, 且部分路基段落在沼泽地段, 地下水位较低, 路基大部分属于软土、松软土路堤。给予这种情况, 哈齐客专路基段沉降观测断面的布设方法需要做特殊的处理。
1.1 哈齐铁路客运专线软土、松软路堤地段主要采用的两种型式的观测断面
哈齐铁路客运专线在软土、松软路堤地段根据不同的地质资料、地下水位及起最大冻土的冻结深度, 设计布设了B1、B2两种型式的观测断面;其中B1型观测断面 (见图1所示) 包括沉降观测桩、沉降板和位移边桩三种观测元件。其中沉降观测桩每个断面上以5个布置, 主要是在施工完基床底层后, 预压土填筑前, 距左、右线中心4.7m处于基床底层顶面埋设2个, 其余3个待基床表层施工完成后布设在双线路基中心和距离两侧路肩各1m处的基床表层的顶面上;沉降板布设1个, 位于路堤中心, 沉降板埋设在基底铺设碎石垫层的顶面或基底设混凝土板的板顶面上, 并随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管。为了便于监测加载期间路基的稳定性, 在该类型的断面设计时, 在右侧坡脚外2m、12m处, 分别设置位移观测边桩, 改边桩观测数据不作为沉降评估数据用。
B2型观测断面 (见下图2所示) 包括的观测元件有沉降观测桩、沉降板、位移边桩和剖面沉降管四种。沉降观测桩每断面布设2个, 沉降观测桩布设在, 基床表层距两侧路肩1m处的位置上;沉降板布设1个, 位于路堤中心, 底板埋设在基床底层顶面上, 随填土增高而逐渐接高测杆及保护套管;横剖面管埋设在路堤基底碎石垫层顶面处或混凝土板顶面处。并也相应的在右侧坡脚外2m、12m处, 分别设置了位移观测边桩, 以便监测加载期间路基的稳定性。
1.2 B1、B2型两种观测断面所包含的观测元件具体埋设方法及观测方法
1.2.1 沉降观测桩的埋设及观测
沉降观测桩宜选用Φ20mm不锈钢棒, 在顶部磨圆, 底部焊接弯钩, 在基床底层填料完成或基床表层级配碎石施工完成后, 在观测断面所设计的位置, 开挖埋设, 埋置深度不应小于0.3m, 桩周0.15m范围用C20混凝土浇筑固定;完成埋设后采用水准测量方法, 按测量精度要求和频次定期观测观测桩的顶面高程。
1.2.2 沉降板的埋设及观测
沉降板是有由底板、金属测杆 (φ40钢管) 及保护套管 (φ75 PVC管) 三部分组成。底板一般分为钢筋混凝土底板和钢底板两类, 筋混凝土底板的尺寸为50cm×50cm, 厚3cm;钢底板尺寸为30×30cm, 厚0.8cm。
沉降板埋设前应按设计位置准确的测量放样定位, 在埋设位置处垫10cm砂垫层找平, 在找平的砂垫层上放置好沉降板, 确保测杆与地面垂直, 然后回填一定厚度的垫层, 再套上保护套管, 在其周围用相应的路基填料将其稳定, 埋设时需注意保护套管略低于沉降板测杆, 以边于进行观测。
沉降板的观测方法也是采用满足精度要求的水准测量方式进行观测, 随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测杆和保护套管, 每次接长高度以0.5m为宜, 接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量。金属测杆用内接头连接, 保护套管用PVC管外接头连接, 这样能使沉降板的沉降量得以很好的顺接。
1.2.3 剖面沉降管埋设及观测
剖面沉降管主要是埋设在路基基底, 在地基加固施工完毕后, 填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设, 开槽宽度20cm~30cm, 开槽深度至地基加固表层顶面, 槽底回填0.2m厚的中粗砂, 在槽内敷设沉降管, 其上夯填中粗砂至与碾压面平齐。沉降管敷设完成后, 应在两头设置保护墩或防护井。以方便观测及对孔口进行长期保护, 并于一侧管口处设置观测桩。
剖面沉降管的观测主要是采用横剖仪和水准仪两种仪器进行, 待剖面管上部第一层填料压实稳定后开始初期观测。每次观测时, 需首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测桩顶高程, 再把横剖仪放置于观测桩顶测量初值, 然后用横剖仪测量各测点。
2 双曲线法与指数曲线法两种预测结果的对比分析
目前国内对沉降预测方法提出的较多, 主要有双曲线法、指数曲线法、抛物线、三点法、星野法、法灰色理论等。但研究表明每一种预测方法均有一定的适用范围, 需结合具体工程项目沉降变形特点, 选择合适的预测方法进行沉降预测分析。
下面就哈齐客专部分软土、松软土路基段荷载恒定大于6个月的沉降观测数据, 分别利用双曲线法、指数曲线法进行预测分析, 并对两种预测结果作对比分析。
以哈齐客专TJ01-07-01评估单元为例, 随即抽取该评估单元中3个典型断面进行分析。断面里程分别为:DK20+536、DK20+600D、K21+100。两种不同预测分析结果见下统计表。
3 结论
经过两种不同的预测方式分析得出如下结论:采用双曲线法进行曲线回归分析的相关系数较高, 在荷载恒定后, 沉降变形的增量较小, 变形的趋势不明显, 较小的数据波动对曲线的回归相关系数影响较大, 而指数曲线对沉降变形数据的单调性有着严格的要求, 局部数据小幅度的变化可能导致无法预测或预测的结果不够准确, 从完成比率都达到1.0可以看出, 对于高速铁路沉降观测数据, 整体变形量较小, 加之测量误差的存在, 难免会有起伏波动的情况, 应用指数曲线法进行沉降预测时, 大部分断面都无法准确的计算, 因此, 指数曲线不适应沉降量小, 数据起伏波动的特点, 不宜在高速铁路沉降预测中使用。
摘要：以哈齐铁路客运专线工程为依托, 结合该工程软土、松软土路堤段落不同类型的观测断面设计, 对软土、软土路堤沉降方法进行认识分析, 并通过双曲线法及指数曲线法不同的两种预测方法对监测成果的预测评估结果做对比分析, 得出有益的结论。
关键词：高速铁路,软土路堤,沉降监测,对比分析
参考文献
[1]客运专线铁路变形观测评估技术手册.铁道部工程管理中心, 2009, 8.
[2]陈善雄, 宋剑, 周全能, 李明领.高速铁路沉降变形观测评估理论与实践[M].中国铁道出版社, 2010.
高速铁路监测方法 篇2
高速铁路防灾安全监控系统是铁路信息化总体规划中的一个重要子系统, 实时监测风、雨、雪、地震自然灾害及异物侵限等突发事件, 实现监测信息分布式获取、集中管理、综合分析与运用, 及时掌握灾害发生动态, 与调度指挥、行车控制、牵引供电等系统互联互通, 构成完整的运输安全技术保障体系。
严寒地区狂风暴雪及低温冰冻等自然灾害频发, 对系统设备的可靠性、可维护性及安全性提出更高的要求。以哈大高铁为例, 沿途自然条件复杂多变, 防灾系统沿线共设置风力监测103点、雨量监测39点、雪量监测16点、异物侵入监测53点及地震监测23点, 如何检测这些监测点设备是否正常运转, 各类传感器测量精度是否达标, 是衡量整套高速铁路防灾安全监控系统运营质量的重要因素之一。
2 哈大高铁防灾系统监测设备介绍
哈大高铁防灾系统的监测设备主要由风速风向计、雨量计、雪深计、地震仪及数据采集传输单元、异物侵限监测装置和轨旁控制器组成, 能够根据需要完成风速、降雨量、雪深、地震等监测数据的采集、缓存、处理, 并且实时监测异物侵限报警信息。
2.1 风速风向监测设备。
风速风向监测设备前端由风速风向传感器、设备安装支架、数据传输单元、监控单元采集模块等组成, 主要种类有三杯式、螺旋桨式、超声波式和热场式。在高铁线路上, 多选用超声波式风速风向计。
2.2 雨量监测设备。
雨量监测设备采集前端由雨量计、数据传输单元、监控单元雨量采集模块等组成。雨量计采用非机械式结构的声学原理和现代雷达测试技术可以测量各类降水, 包括雾、浓雾、雨、雨夹雪、冰雹、雪以及各种介于雪和冰雹之间的混合水, 并且在使用过程中由于雨量计没有沉积物, 因此无需维护清洗。
2.3 雪深监测设备。
雪深监测设备采集前端由雪深计、数据传输单元、监控单元雪深采集模块等组成。雪深计采用超声波遥测技术或激光测量技术, 测量从探头到被测目标表面的距离, 从而计算出积雪深度。
2.4 异物侵限监测设备。
在高速铁路沿线根据安装双电网传感器, 当异物侵限导致双电网断线时, 各监测终端自动发出异物侵限灾害报警信息, 灾害监测系统同时向列控系统发送灾害报警信息, 使进入相关闭塞分区内的动车组列车自动停车。异物侵限双电网传感器一般设置于公跨铁路桥、长大隧道口, 设备采集前端由双电网传感器、轨旁控制器、继电器组合单元等组成。
2.5 地震监测设备。
在高速铁路沿线根据需要安装地震仪, 监测地震动加速度, 生成报警, 实现强震应急处置。地震监控子系统现阶段仅具备工务段、工务处、调度所监测终端报警显示、测试功能, 尚不具备控车、控电功能, 暂不投入使用。
3 各类监测设备检测内容及方法介绍
3.1 风速风向监测设备。
检测内容包括:实时监测、模拟报警及限速提示、大风报警时限、报警解除时限、大风报警临界值性能测试、连续风速报警评判测试、大风数据冗余采集。
检测方法如下:[1]黑盒测试法:预先设定软件模拟大风报警值、大风报警解除值、大风临界值等数据, 在监控单元现场发送模拟数据, 同时在监控终端观察系统运行情况, 将实际运行结果与预测结果相比较, 测试系统软件功能是否正常。 (2) 容错性测试法:现场风速风向计配置为双机, 关闭负载运行的一台风速风向计, 观察系统运行是否正常, 随后将该风速风向计重新开启;对另一台风速风向计进行同样操作, 测试系统运行是否正常, 通过上述方法测试数据冗余采集功能是否正常。[3]大风实时监测测试方法:在监控单元利用模拟检测装置输入连续变化的大风模拟数据, 在调度所监控终端录制大风数据变化过程, 利用图像编辑软件对录制图像进行分析, 确定系统显示不同风速值的时间间隔, 测试大风显示频率及风速数据的准确性是否满足要求。
3.2 雨量监测设备。检测内容包括:实时监测、小时雨量模拟报警及限速提示。
检测方法如下:测试过程中采用黑盒测试法, 即预先设定软件模拟小时雨量实时及报警数据等, 在监控单元现场发送模拟数据, 同时在监控终端观察系统运行情况, 将实际运行结果与预测结果相比较, 测试雨量监测功能是否正常。
3.3 雪深监测设备。检测内容包括:雪深实时监测、雪深模拟报警及限速提示。
检测方法如下:在监控单元模拟雪深数据, 在调度所监控终端观察雪深信息变化情况。将系统实际运行情况与预测结果相比较, 测试雪深监测功能是否正常。
3.4 异物侵限监测设备检测方法。
检测内容包括:电网实时监测、异物侵限模拟报警、临时行车、调度恢复、现场恢复、远程试验、与信号系统接口、接口继电器状态回采、监控单元异常情况。
检测方法如下:测试过程中主要采用了容错性测试法, 即通过模拟单电网断开、双电网断开、上行临时行车、下行临时行车、调度恢复、远程实验操作, 观察系统运行情况, 将实际运行结果与预测结果相比较, 测试系统功能是否正常。
结语
通过了解防灾安全监控系统的结构、设计方案、工作原理、应用情况、故障发生情况, 研究用于检测系统各功能单元工作状态的故障动态模拟测试技术和测试装置。在上述工作基础上, 提出了包括测试内容、测试方法、测试步骤、测试标准在内的系统检测技术方案的相关建议, 为系统检测提供了一种新的检测技术, 并成功研制了高速铁路防灾系统模拟测试装置的样机, 进行了现场实际测试, 证明了这种测试方法的可行性。但是, 对于高速铁路防灾系统故障检测与分析技术研究仍然是一个长期的过程, 需要长期跟踪研究。
摘要：本文简要论述了高速铁路防灾系统中监测设备的重要性, 介绍了哈大高铁防灾系统监测设备的构成, 重点阐述了哈大高铁防灾系统各类监测设备的检测内容及检测方法。实际应用证明, 文中所述检测方法, 切实可行, 合理可靠, 对于保证严寒地区高速铁路防灾系统的安全稳定运行具有实际意义。
关键词：高速铁路防灾系统,哈大高铁,监测设备
参考文献
[1]史宏, 王彤.高速铁路防灾安全监控系统测试技术研究[J].中国铁路, 2012 (07) .
[2]张涛.铁路防灾安全监控系统异物侵限封锁设计分析[J].黑龙江科技信息, 2013 (03) .
高速铁路监测方法 篇3
【关键词】高速铁路；信号系统；智能监测技术
前言
目前，我国已经成为世界上高速铁路运营里程最长、运营速度、建设规模最大的国家，而且随着我国信息技术的不断发展，我国的高速铁路信号技术和设备逐步由原来的单一转向了综合性、系统化的发展趋势，逐步建立了高速铁路信号系统监测综合自动化系统，以切实保障列车的安全、稳定运行。但是目前我国高速铁路信号系统的维修维护模式仍比较传统，采用的是人工检修为主的方式，虽然建立了铁路信号监测系统，但是由于各个监测系统之间没有形成一个整体，缺少互联互通，所监测到的数据也由于综合性、关联性不强而无法实现有效共享。但是随着我国社会经济的快速发展，高速铁路会成为未来的运输主力，针对高速铁路信号系统监测技术存在的弊端，我们必须要给予高度重视，利用先进的网络技术和控制设备对信号设备的运行状态进行全面、科学、实时监测与记录，实现真正意义上的现代化高速铁路信号系统，切实保障列车的安全运行。
一、我国高速铁路信号监测系统系统
（一）信号集中监测系统
信号集中监测系统，英文简称为CSM。它是一种三级四层体系架构，具有检测、信息储存、报警、状态再现等重要功能。CSM主要是通过CAN总线与信号机、电源屏、信号电缆、采集转撤机、轨道电路等多个信号设备的电气参数模拟量信息、部分开关量信息进行实时联系，同时CSM为了获取信息信息，还以通信接口的方式与CBI、TCC、ZPW2000轨道电路等设备的维修机进行连接。对于工作人员来说，在进行现场设备工作状态监测与诊断时，可以借助CSM设备，从而发现故障，更好的开展现场的维修工作。
（二）列控监测检测子系统
列控监测检测子系统的功能非常重要，对于列车运输过程的实时数据都能够进行不同程度的采集和处理。列控监测检测子系统主要包括： 车载司法记录器（JRU）、RBC维护终端、维护终端临时限速服务器 TSRS以及微机联锁电务终端。每个装置都有其重要的功能。其中车载司法记录器（JRU）是安装在列车上，主要对列车运行有关的安全数据进行记录，例如司机动作信息、输出常用制动命令或者紧急制动命令信息、输入信息、速度信。设置在RBC监控室的RBC维护终端主要用于查阅CTC系统的通信状态、RBC系统的工作状态以及C3列车的运行状态等。微机联锁电务终端是用于诊断计算机联锁系统故障，而临时限速服务器TSRS主要是诊断、管理与维护TSRS故障。
（三）GSM-R 通信监测系统
GSM-R通信监测技术主要包括两大检测装置，即GSM-R网管监测和通信接口监测。其中GSM-R网管具有告警管理、配置管理、故障管理等多项功能，可以对列车信号系统的工作状态进行实时监控，从而保障列车安全、稳定运行。而GSM-R接口监测主要是实时监测GSM-R网络重要接口，可以对网络接口的信令、业务数据进行跟踪与记录，并对异常网络事件进行分析，供GSM-R在线用户进行历史数据查询，监测网络状况等。
三、我国高速铁路信号监测系统技术现状分析
近年来我国在高度铁路信号系统技术方面也取得了一定的成就，围绕信号系统监测与维护也积极展开了很多工作，已经逐步将信号集中监测以及各种列控设备的管理与维修投入正常的使用中，但是在肯定这些成就的同时，我们还需要看到其不足，其和我国的高速铁路发展规模还存在很多不协调之处。
（一）信号系统监测设备之间缺少互联互通、监测数据关联性不强
对于我国铁路信号监测设备来说，信号集中监测系统是其的核心设备，信号集中监测系统主要对轨道电路、电源屏、转撤机、信号机、信号电缆等设备的电气参数和部分开关量信息进行实时监测，同时还连接ZPW2000轨道电路、TCC等设备的维修机，以此来获取有效的监测信息。但是信号集中监测系统却那些动态监测设备（DMS）、RBC维护终端等设备之间的连接性不强，缺少互联互通，因而监测的数据关联性、综合性也不是很强。如果列控系统出现了故障，信号集中监测系统无法实现自我诊断故障原因，还必须要依靠人工去完成检测与维修，这样检测、维修的效率就会大大降低。
（二）设备状态的智能分析与预测实施到位
列车在运行过程中必须要保障一切设备都处于良好的运行状态，一旦任何一个环节出现问题，极有可能造成严重的后果。因此在列车运行中，需要铁路信号各种监测设备存储和记录了大量的监测数据。但是铁路信号各种监测设备无法利用智能分析软件深度挖掘所记录的历史数据，进而也就无法准确分析道岔转辙机、轨道电路等设备的运用状况。
（三）通信网管及信号设备监测数据不能共享
目前，GSM-R已成为了列车控制与调度指挥系统的重要组成部分，主要负责CTCS-3级列控系统的车-地信息传输情况。但是在高速铁路运行过程中，我们会经常遇到通信超时、脱网等状况，这直接影响到了列车控制与调度指挥系统的正常工作。由于通信网管及信号设备监测数据不能实现共享，也就无法有效分析通信信号结合部分的故障问题，例如无线电干扰、信号地面设备、传输设备问题等问题，在第一时间内无法准确确定故障原因，也制约着我国列控系统应用的进一步发展。
四、铁路信号系统智能监测技术的未来发展构想
铁路信号综合智能化监测维护系统主要针对目前铁路信号系统的不足而开展的，其能够进一步提高铁路信号监测检测、综合智能分析和辅助决策的能力，从而为完善检测、监测设备功能以及技术集成提供一个发展平台。铁路信号综合智能化监测维护系统的总体构架主要包括三级应用平台，即车站、电务段以及电务处。首先信号集中监测车站系统汇聚来自车站的监测数据，然后将这些数据低昂电务段上传。而电务段将这些数据进一步整合为电务段的数据信息，以供自身的智能化故障分析和预报警。最后电务段通过数据中心将预报警数据向电务处上传，最终电务处在对所有来自电务段的数据信息以及TSRS、RBC、DMS、GSM-R网管等电务段无法获取的系统监测数据整合为自身的数据中心，以进行自我故障诊断。这样一来铁路信号智能化监测维护系统就能够克服掉原有信号系统监测技术存在的弊端。
结语
综上所述，本文主要在分析目前我国铁路信号系统监测技术组成基础上，指出了其中存在的主要问题，并初步提出了建立综合智能化电务监测维护系统的构想，以期更好的适应现代高速铁路的快速发展节奏，但是这个构想的真正实现还需要我们进一步的努力。
参考文献
[1]岳春华.广铁集团电务调度指挥中心的建设与运用[J].铁道通信信号，2013.49（3）：2-7
高速铁路监测方法 篇4
摘要：介绍一种基于单片机与上位机有线或无线通信的防风、防雨安全监测报警及信息传输系统;分析数据采集和处理方法;利用软件和硬件抗干扰技术，阐述通信高级语言实现多机通信的途径。该系统无线通信距离远，可方便地构成铁路防风、防雨信息子系统并接入铁路信息网。
关键词：防风防雨 安全监测 无线通信网 信息传输方式 抗干扰
引言
高速列车运营的安全性，是全世界铁路部门均予以重视的问题。1981年6月印度马特那附近的铁桥和1986年12月日本山阴线余部桥梁上发生的列车灾害事故都说明：一个及时、准确、可靠的报警系统，对于避免这些事故的发生至关重要。本文针对高速铁路中高架桥和高路堤上列车运行的安全性，提出了安全监测系统方案：报警装置对与列车安全行使有关的参数进行实时采集和处理，根据专家系统综合处理采集的数据发出报警与限速信息，并通过无线通信将这些信息传输给列车上的调度中心。
一、系统总体设计
本系统分为两大部分：一是对风速、风向、降雨量、环境温度和轨道振动信号的监测装置(装于需监测的高路堤或高架桥上)，主要包括以AT89C52单片机为核心的`基本数据采集处理模块，以RS-232-C标准接口芯片MAX202CPE为主的有线通信接口模块及以FC-202BN为主的无线通信模块;二是监控报警信息传输系统，利用有线通信或无线通信方式，实现该装置同调度所的上位计算机(PC)进行报警信息传输，或者直接同列车上的电台通过无线通信传输报警信息。有线或无线通信采用开放式的二级通信网络结构，其结构框图如图1所示。
1.硬件设计
监测装置主要由数据采集处理模块、无线通信模块、硬件抗干扰模块、数据存储模块等组成。监视装置硬件结构框图如图2所示。
(1)单片机数据采集处理模块
数据采集主要由AT89C52单片机、AT28C64存储器、8279键盘显示接口芯片、8155、ADC0809等组成。鉴于AT89C52的宽工作电压范围，高容量的Flash程序存储器、可靠的加密方式、较好的兼容性，我们采用该芯片。同时利用AT28C64存储历史参数值及可修改常数、报警值设定等。Intel公司的8279具有键盘显示接口的强大功能，扩展4×4的键盘和外接5位LED显示器，使之具有良好的人机界面。8155主要完成风向格雷码信号的并行采集。ADC0808用于处理雨量和加速度传感器的模拟信号。
(2)无线通信模块
电平转换器由RS-232-C标准接口芯片MAX202CPE构成。利用RS-232-C接口进行有线通信，虽然相对于TTL电平抗干扰能力大大提高，但由于受回路电容负载限制，同时它属于单端信号，传送存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，其通信距离仅在20m内，这远远不能满足实际要求。若采用RS-485接口，通信可达数km，但由于回路电容大而可靠
高速铁路监测方法 篇5
近年来, 随着我国铁路建设日新月异的发展, 对施工人员的施工经验、技术水平、职业道德和责任心等要求越来越高。四电接口工程本身不是复杂的施工项目, 但由于既涉及到土建专业, 又与电气化、电力、通信、信号等站后专业密切相关, 四电接口工程主要是细部的接地钢筋、接地端子、贯通地线、预埋件等细小内容, 容易被忽视。但是后期土建与四电施工交接时, 问题却不容小窥。
1 工程概况
武黄城际铁路主要以路基和高架桥为主, 本标段施工的线路内只有两条短隧道, 分别长105米 (包含明洞36米) 和175米 (包含明洞64米) , 均为单洞双线隧道。考虑工期及现场路线的具体情况, 两隧道工期短、距离近, 所以项目部决定采用先后顺序施工, 两条隧道共用一部台车。首先施工105米短隧道, 两个月内贯通, 然后开始二衬施工。本工程根据建设单位提供的隧道施工台车资料, 两隧道模板台车长度9.5米。
2 施工方法
2.1 槽道定位前准备
2.1.1 依据台车模板槽道开孔图, 在模板台车上放样, 确认无误后, 切割焊开定位孔。
螺栓二次定位安装长孔, 每根槽道上固定点数根据槽道长度具体确定, 隧道顶部的弧形槽道固定点, 见下图。
2.1.2 开孔如与台车模板的加固支撑、顶升固定点及各种连接结构相冲突, 应对开孔位置适当进行调整。
(因为业主方未给出具体的台车设计图, 难免使得开孔点与台车主体支撑结构重叠)
2.1.3
检查槽道内发泡填充物的完整状态, 如有残缺, 应进行填补。
2.1.4 两根一组的槽道, 根据设计要求的槽道平行间距, 用截面不小于16的圆钢钢筋焊接牢固。
每组槽道焊接钢筋数量不少于3根, 呈八字形分部。钢筋应与槽道的锚脚焊接, 不得直接与槽道本身焊接, 焊缝进行喷锌处理。
2.2 槽道一次定位
2.2.1按槽道里程, 将衬砌台车顶推到位, 槽道里程误差最大误差控制在50厘米内。
里程对准后, 横向、径向调整台车模板, 使得台车轴线与线路轴线一致。
2.2.2绑扎衬砌第二层钢筋网片后, 测量出槽道布置位置, 在钢筋网外层将事先焊接好成组槽道就位。
2.2.3确保每根弧形槽道锚杆与衬砌结构的三肢钢架及钢筋网进行可靠焊接。
2.2.4在槽道后部锚杆处, 垂直槽道方向, 间隔绑扎几根短筋, 长约40毫米, 将锚杆和短筋绑扎固定在钢筋网上。
2.2.5根据接地要求, 将槽道锚杆与相应的接地钢筋可靠焊接。
2.2.6将槽道与模板固定点位置 (开孔位置) 的发泡填充物扣除。
2.3 槽道二次定位
2.3.1 台车移动就位到指定位置后, 油缸顶升拱顶、拱腰模板到位, 与网片钢筋上固定的槽道接近贴住后, 通过二次定位孔, 找到并调整槽道位置。一根槽道用一个顺路线开孔, 一个垂直线路开孔固定及进行调整。
2.3.2 将T型螺栓穿过钢模板上的二次定位长孔, 放入槽道, 水平旋转90°后可参考T型螺栓安装外部检查标准 (即后部压痕垂直于槽道方向) 。
2.3.3 将开孔封堵钢板安装在二次定位的T型螺栓上, 扭紧螺母, 使槽道紧贴模板, 进行模板上精确的二次定位。
2.3.4 对模板上开的二次定位孔需要采用可靠的封堵, 封堵钢板可采用铆钉与台车模板固定, 确保局部不会出现漏浆, 脱模后造成外观缺陷。
2.4 浇筑及脱模
2.4.1台车模板封堵完后, 进行二次衬砌浇筑。
2.4.2衬砌脱模:T型螺栓螺母松开后, 打开开孔封堵, 旋转T型螺栓90°拔出螺栓, 收回模板脱模, T型固定螺栓、螺母可重复使用。
2.4.3将槽道固定点处重新填补上发泡填充物, 做好后序养护工作的防护。
2.5 注意事项
2.5.1预埋槽道的锚杆与钢筋网片冲突时, 适当调整钢筋, 不允许切断锚杆。
2.5.2槽道内发泡填充物在检测试验和接触网安装阶段时方可剔除。
3 存在的问题
台车长度与预埋槽道里程在设计及施工中发生矛盾, 本标段内两隧道设计台车长度9.5米, 每版二衬施工长度大概在9.2米, 而各组槽道之间距离不一;明洞变形缝及围岩级别变化段沉降缝导致衬砌施工长度长短多变;两条隧道预埋槽道位置、型号、间距等不同;台车转场后重新拼装, 二次使用。
以上原因导致台车开孔位置不断调整更换, 开孔越来越多, 施工后期台车孔洞随处可见, 大小总计约30个以上。再加上转场后台车经过二次拼装, 整体质量和外观较新进场时有大幅度下降, 使得后期衬砌质量大不如前。本工程中二衬属于清水混凝土, 无外部装饰, 永久外露。台车开孔因人为及条件限制补漏不彻底, 拆模后混凝土面凹凸不平, 孔洞漏浆、麻面严重, 装修后颜色难以统一, 即使经有经验工匠修补, 在100米短隧道内, 光线充足, 修补痕迹仍清晰可见。
4 解决方法
针对以上问题, 项目部组织各方相关人员展开技术研讨, 从上级专家到一线施工人员, 一同寻求解决方案, 讨论方向由最初的二衬装修转向台车开孔。最终决定改变槽道定位方法, 遏制衬砌质量逐渐恶化的趋势。
具体方法如下: (1) 采用φ12圆钢加工成L型, 长端30公分, 短钩5公分。 (2) 槽道在加工厂事先进行加工。将L筋短钩底面与槽道外露面齐平, 长端与槽道背部锚杆焊接牢固。短钩朝向与槽道垂直。每根槽道根据长短适当焊接3～5根L筋。 (3) 槽道安装定位时, 直接采用L筋短钩与台车表面焊接取代台车开孔、T型螺栓固定的方式。 (4) L筋与台车焊接方法采用点焊连接, 避免脱模时由于焊接过于牢固而牵动槽道。 (5) 拆模后焊点采用磨光机打磨平整, 涂刷脱模剂后无明显损伤。
采用以上方法固定槽道后, 收效良好, 只是对于本工程来说, 改进稍晚, 如能及早发现, 相信衬砌质量能够有很大改善。应注意的一点就是台车拆模时间按照以往施工经验应该适当延长。
5 结束语
铁路事业飞速发展, 技术工艺不断革新, 必然要出现各种问题、难题, 需要各方同业人士共同努力解决, 尤其是各个专业设计单位在四电与土建并存的工程中统筹设计, 在满足使用要求的情况下逐渐简化施工程序, 优化设计, 为施工方提供便利, 从根本上解决问题。
摘要：当今我国铁路建设事业高速发展, 列车运行速度大大提高, 既有铁路逐渐被城际铁路、高铁等所取代。随着新技术、新科技的推广实行, 需要建设者在建设过程中不断摸索与完善。
高速铁路监测方法 篇6
目前, 哈芬热轧滑槽产品在国内也已经广泛应用到道路隧道接触网的建设中, 如京沪高铁、武广高铁、郑西高铁、石太客专、哈大客专等铁路干线全线应用, 取得了很好的效果。本文结合我国高铁接触网预埋槽道施工经验, 初步总结出关于哈芬热轧滑槽的安装方法及工艺。
1 接触网槽道预埋方案的优缺点
1.1 主要优点:
a预埋槽道方案在隧道衬砌内对二衬起加强作用;
b预埋槽道作为整体构架, 受力面广, 受力均匀, 能够承受动态的疲劳荷载;
c预埋槽道火灾高温时承载变化小, 耐火等级高;
d预埋槽道保证接触网吊柱的安装精度、环向调整方便;
e预埋槽道方案从设计、施工至后期维护管理均采用世界先进高速铁路技术。
1.2 主要缺点:
要求槽道与隧道施工台车的半径相匹配, 对槽道生产要求较高。
2 接触网预埋槽道安装方法
2.1 槽道与台车安装定位前准备
槽道类型选定, 如:长度选定, 半径大小确定等。根据选定槽道将其焊接成组。槽道组焊接环向接地钢筋。
2.2 槽道固定
复核设计里程, 确定槽道位置和台车类型, 用T型螺栓固定槽道与台车模板, 按设计施工图的要求在台车上开方孔;在台车表面涂脱模剂;槽道组吊装到台车上;槽道与台车通过T型螺栓连接, 使台车紧贴台车模板并精确定位。
2.3 台车就位
台车就位;焊接槽道组上的接地钢筋与二衬钢筋网中的环向接地钢筋;衬砌浇注、脱模;检测槽道位置误差。
3 槽道安装问题及相关工艺
预埋槽道安装需要满足设计图纸要求, 槽道尺寸精度需要满足施工要求。这些都是施工过程需要把控的关键点。经过总结既有线路隧道接触网预埋槽道安装情况, 并结合现阶段高速铁路上预埋槽道安装经验, 我们对出现的各类预埋槽道施工工艺问题进行深度分析, 对比较科学合理的施工工艺进行借鉴, 形成比较成熟的一套安装工艺。
3.1 目前接触网预埋槽道出现问题主要有以下形式:
a两根槽道安装好后呈“八”字形, 此类情况出现最多;
b槽道埋偏;
c槽道没有与综合接地系统连接;
d槽道与台车为点焊连接, 焊接牢固程度不达标。如果焊接太牢, 台车下降时会把槽道从二衬混凝土内带下来或者产生混凝土松动;如果焊接不牢, 则会在二衬混凝土浇注时把槽道冲走;
e漏埋或者埋错等其他情况。
3.2 槽道安装施工工艺
为尽量排除人为因素对控制预埋槽道安装精度的影响, 保证高精度、高质量的安装施工, 应依照以下方案进行:
3.2.1 槽道组装
为保证槽道组装精度, 我们采用模具进行定位组装。模具由三根纵向槽钢底板、三块横向支撑板和一块挡板组成。不同长度弧形槽道中心距离均为400mm和600mm两种, 只要确定长度固定位置, 可以在一副模具中固定6种槽道组装形式。把两根槽道安放到模具上, 其中槽道的一端与模具的基准面对齐, 两根槽道间用三根宽40mm、厚5mm扁钢进行焊接, 如下图:
依照相关线路综合接地系统要求, 用直径为16mm或以上的钢筋与扁钢焊接, 成最终槽道组。
3.2.2 槽道安装
确定预埋槽道在台上的位置, 根据设计图纸需求, 沿着槽道方向开长45mm、宽22mm方孔。如下图:
该工序需要保证槽道组环向接地钢筋长度满足够到到其下方台车天窗位置, 用来后续综合接地系统焊接作业。台车与预埋槽道族需要通过T形螺栓进行锁紧。如下图:
施工工序调整:
为了提高隧道内二衬施工进度, 一般情况在浇注、养护第一模混凝土时间同时进行第二模浇注所需的钢筋网的绑扎工作, 其次再考虑槽道安装需要的精确定位。如此施工工序则会带来如下的问题:由于台车表面与已经绑扎的钢筋网之间空隙太小, 不满足施工人员安全进入需求, 无法进行槽道安装的定位工作。
第一种施工工序:在第二模需要安装槽道的位置暂时不进行钢筋网绑扎作业, 将台车推入预埋槽道位置, 利用台车液压系统收缩空出的距离加上二衬的厚度空间, 保证施工人员安全进入进行预埋槽道的精确定位及安装作业。作业人员在空余空间内将槽道精确定位, 锁紧T形螺栓, 将槽道组与台车固定为一体。作业人员退出作业空间, 再把槽道推回位置, 然后进行第二模需浇筑混凝土钢筋网的绑扎作业。如此施工工序出来保证作业人员的作业空间之外, 还能摸清槽道的锚脚位置, 在绑扎钢筋网的时候能避开锚脚位置, 避免台车作业时产生不必要的设备碰撞。
第二种施工工序:在保证第一模混凝土浇筑、养护同时进行第二模钢筋网绑扎作业, 那么需要增加台车轨道, 再增加一段台车长度的距离, 即第三模位置。第三模位置则不能进行钢筋网绑扎作业, 需要利用该处空间进行槽道组的精确定位和安装作业。槽道组定位和安装作业内容与第一种工序内容一致。槽道组安装作业完成后, 作业人员退出。再推回第二模钢筋网绑扎完成位置进行该处模的浇注工作。浇注混凝土作业前必须进行环向接地钢筋焊接作业。通过台车的天窗, 将槽道组上环向接地钢筋与二衬钢筋网中环向接地钢筋进行单面焊接。
3.2.3 槽道脱模
槽道组相关接地钢筋在接入线路综合接地系统后, 才可以进行二衬的浇注, 养护和脱模作业。在二衬脱模作业时, 一定注意先将用来锁紧台车与预埋槽道组的T形螺栓取下, 最后进行脱模作业。
脱模作业后, 槽道已经埋入二衬中。需要在安装好的槽道组位置画出槽道组中心线, 并在边上标注尺寸和公差, 方便后续作业、检查、监理和维护使用。
4 结语
本文通过对多条高铁线路的预埋槽道安装相关问题及处理办法收集分析, 总结出一套科学的哈芬热轧滑槽安装方法及施工工艺。在降低预埋槽道报废率的同时, 减少安装施工过程中对人员、机具、材料及时间等资源浪费, 确保高速铁路接触网预埋槽道安装施工任务保质保量完成。
摘要：随着我国高速铁路网的逐步组建, 高速铁路将贯穿多种多样的地形地貌。适用于高速铁路的预埋槽道安装工艺和方法尚未形成或应用不成熟, 这正需要在施工过程中进行不断的总结和完善。本文及针对此类问题进行初步探讨, 形成具有参考价值的预埋槽道安装方法及工艺。
关键词：高速铁路,接触网,预埋槽道,安装工艺
参考文献
[1]张伯阳, 严少发, 任浩等.高速铁路隧道接触网预埋槽道施工控制技术[J].铁道工程学报, 2012, (9) :75-79.DOI:10.3969/j.issn.1006-2106.2012.09.015.