探討無砟軌道高速鐵路橋梁線形控制技術(shù)

1、    探討無砟軌道高速鐵路橋梁線形控制技術(shù)    李國強(qiáng)等【摘要】在鐵路建設(shè)中，鐵路按照道床形式可以分為有砟鐵路和無砟鐵路。現(xiàn)今，無砟軌道已成為世界上最先進(jìn)的軌道技術(shù)，它不僅有降低粉塵、美化環(huán)境的作用，而且由于技術(shù)先進(jìn)，使軌道質(zhì)量高，減少維修工作，從而降低成本，更重要的是無砟軌道使得列車的運(yùn)行時(shí)速大大提高。在無砟軌道高速鐵路橋梁的線形控制技術(shù)方面，我們還有很多值得探究之處，要在已有基礎(chǔ)上進(jìn)一步的完善無砟軌道交通的設(shè)計(jì)理論，不斷地加強(qiáng)無砟軌道橋梁的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求，將我國的高速鐵路事業(yè)推向一個(gè)全新的階段。因此，本文針對(duì)無砟軌道橋梁的特點(diǎn)對(duì)無砟軌道高速鐵

2、路橋梁的施工控制方法及措施進(jìn)行分析?！娟P(guān)鍵詞】無砟軌道；高速鐵路橋；線形控制一、無砟軌道橋梁施工控制特點(diǎn)對(duì)于一般的有砟軌道橋梁，橋梁施工控制僅給出箱梁底板立模高程即可，梁頂板立模高程根據(jù)箱梁底板立模高程和該段梁高確定，由于現(xiàn)有施工技術(shù)水平限制，一般有砟軌道橋梁混凝土澆筑后的梁面不平順，高程起伏較大.但對(duì)于無砟軌道客運(yùn)專線（高速鐵路）橋梁，列車運(yùn)行速度較快，軌道的平順度要求較高，如京津城際客運(yùn)專線采用型板式無砟軌道系統(tǒng)，型板式無砟軌道橋梁橋面系統(tǒng)主要構(gòu)造為箱梁、底座板、軌道板，箱梁和底座板整體結(jié)構(gòu)分離，為保證底座板在溫度等因素的作用下可以自由伸縮，梁面的平整度精度要求較高。二、無砟軌道橋梁頂面線

3、形控制在箱梁混凝土澆筑后，若頂板高程與設(shè)計(jì)高程有偏差，則需要在鋪設(shè)底座板之前對(duì)梁面高程進(jìn)行修整，若超出較多，不但修整的工作量很大，且會(huì)影響頂板鋼筋的保護(hù)層厚度，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性等產(chǎn)生影響.為減小箱梁頂板混凝土面的后期修整量，提出了將箱梁頂面及底面高程同時(shí)控制的施工控制措施，另外還提出了箱梁頂面在混凝土澆筑即將完成時(shí)的梁面高程，在混凝土即將澆筑完成時(shí)控制完成梁頂面的澆筑工作，可以消除本階段預(yù)測掛籃變形及預(yù)測澆筑混凝土產(chǎn)生的梁端撓度誤差對(duì)梁頂面高程的影響，減小后期梁面的修整工作，保證結(jié)構(gòu)頂板鋼筋的保護(hù)層厚度。三、施工控制方法為達(dá)到良好的線形控制效果，需要對(duì)后續(xù)工序?qū)σ褲仓炷亮憾蔚膿隙扔绊戇M(jìn)行準(zhǔn)確

4、預(yù)測，在無砟軌道高速鐵路大跨度橋的施工控制過程中引入灰色理論及自適應(yīng)控制方法進(jìn)行線形控制，并采用最小二乘法對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。3.1灰色控制理論灰色理論的特點(diǎn)是以現(xiàn)有信息為基礎(chǔ)來進(jìn)行數(shù)據(jù)加工和處理，建立灰模型來預(yù)測系統(tǒng)未來發(fā)展變化，灰色系統(tǒng)模型的主要模型是gm（1， n）模型.gm（1， n）模型適合于各變量動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析，適合于為高階系統(tǒng)建模提供基礎(chǔ)，但不適合預(yù)測用.適合預(yù)測的模型只能是單變量模型即gm（1，1）模型.利用灰色理論建立的模型其形式為：對(duì)于懸臂施工橋梁，一般將各階段梁體的變形量和各階段預(yù)拱度調(diào)整量作為灰色系統(tǒng)模型原始數(shù)據(jù)列。四、自適應(yīng)控制方法對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，施工中每個(gè)工況的受力

5、狀態(tài)達(dá)不到設(shè)計(jì)所確定的理想目標(biāo)的重要原因是有限元計(jì)算模型中的計(jì)算參數(shù)取值，主要是混凝土的彈性模量、材料的比重、徐變系數(shù)等與施工中的實(shí)際情況有一定的差距。要得到比較準(zhǔn)確的控制凋整量，必須根據(jù)施工中實(shí)測到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)修正計(jì)算模型中的這些參數(shù)值，以使計(jì)算模型在與實(shí)際結(jié)構(gòu)磨合一段時(shí)間后，自動(dòng)適應(yīng)結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)規(guī)律，為自適應(yīng)控制的原理圖 。對(duì)于懸臂澆筑的橋梁，主梁在墩頂附近的相對(duì)線剛度較大，變形較小，因此，在控制初期，參數(shù)不準(zhǔn)確帶來的誤差對(duì)全橋線形的影響較小，這對(duì)于上述自適應(yīng)控制思路的應(yīng)用是非常有利的.經(jīng)過幾個(gè)節(jié)段的施工后，計(jì)算參數(shù)已得到修正，為跨中變形較大的節(jié)段的施工控制創(chuàng)造了良好的條件。五、無砟軌道施

6、工技術(shù)難點(diǎn)與普通鐵路有砟軌道相比，高速鐵路無砟軌道系統(tǒng)的施工工藝更為復(fù)雜，技術(shù)含量更高，其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，軌道基礎(chǔ)地基沉降變形規(guī)律難以控制。無砟軌道整體形態(tài)難以通過扣件系統(tǒng)進(jìn)行維持，因此，必須采取技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的處理措施保證軌道地基的穩(wěn)定性。其次，精密測量技術(shù)。傳統(tǒng)的測量技術(shù)已經(jīng)無法滿足高速鐵路無砟軌道系統(tǒng)的施工建設(shè)需求，需要采用高精度的現(xiàn)代工程測量方法來保證無砟軌道路平順性。再次，軌道平順度控制。高速鐵路與普通有砟鐵路的最顯著區(qū)別是需要一次性建成可靠、穩(wěn)固的軌道基礎(chǔ)工程和高平順性的軌道結(jié)構(gòu)。最后，無砟道岔施工。道岔區(qū)無砟軌道施工應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行，在保證無砟軌道的道岔間無

7、縫的同時(shí)還要注意與不同區(qū)間、不同標(biāo)段間無縫線路施工相互協(xié)調(diào)。六、無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)控制我們需要清醒的認(rèn)識(shí)到無砟軌道的平穩(wěn)性是建立在基礎(chǔ)工程的穩(wěn)定性之上無砟軌道對(duì)基礎(chǔ)工程變形及沉降有著嚴(yán)格的要求。在建設(shè)中，要高度重視基礎(chǔ)工程的地基處理，選擇科學(xué)合理的地基處理技術(shù)和方法，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求做好路基工程填料選擇及填筑作業(yè)，對(duì)基礎(chǔ)工程的沉降變形開展分析及觀測，在鋪設(shè)無砟軌道前，進(jìn)行沉降變形分析和評(píng)估，沉降變形趨于穩(wěn)定、達(dá)到規(guī)范要求，方可鋪設(shè)無砟軌道。水泥乳化瀝青砂漿的質(zhì)量控制。水泥砂漿的耐久性是板式無砟軌道工程質(zhì)量的關(guān)鍵和薄弱環(huán)節(jié)。水泥砂漿受施工、材料及環(huán)境溫度等因素影響，是一種施工敏感性材料，

8、質(zhì)量控制難度較大。嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，做好采購、運(yùn)輸、存放等工作；加強(qiáng)水泥砂漿的配比及性能試驗(yàn)，選擇合適的攪拌設(shè)備，掌握好拌合、灌注工藝，拌合中特別是要保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。無砟軌道剛度均勻化。無砟軌道剛度均勻化重點(diǎn)是橋（涵）路過渡段和岔區(qū)剛度均勻。設(shè)計(jì)中對(duì)橋涵路過渡段長度、型式、材料、施工方法要提出明確要求，施工中應(yīng)加強(qiáng)過渡段的施工方法、工藝的控制，確保符合有關(guān)要求，防止過渡段剛度的差異引起線路的不平順。無砟軌道鋪設(shè)精確定位。無砟軌道鋪設(shè)精度要求達(dá)到毫米級(jí)，精確定位、精密測量是關(guān)鍵的技術(shù)保障。無砟軌道施工組織要科學(xué)合理。無砟軌道技術(shù)復(fù)雜，接口多樣性。無砟軌道工程必須貫徹精細(xì)施作、精確定位的理

9、念，加強(qiáng)施工組織的研究和編制，制定科學(xué)合理的施工組織方案、物流組織方案。應(yīng)采用專業(yè)化施工隊(duì)伍，配備專業(yè)化的工裝設(shè)備，加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn)，堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化施工，強(qiáng)化技術(shù)與管理，做到過程有序可控，確保工程質(zhì)量，提高施工工效。抓好無砟軌道工藝試驗(yàn)段建設(shè)。在大規(guī)模無砟軌道工程施工階段前，應(yīng)組織無砟軌道工藝性試驗(yàn)段建設(shè)，優(yōu)化施工工藝，掌握各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)，完善技術(shù)細(xì)節(jié)，調(diào)試工裝設(shè)備，使施工組織達(dá)到最佳，形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)模式，開展支承層、水泥瀝青砂漿和混凝土配合比的工程化放大試驗(yàn)，驗(yàn)證鋼筋絕緣措施、軌道板（軌枕）與扣件匹配等接口技術(shù)問題。七、結(jié)語總之，伴隨我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，交通事業(yè)的發(fā)展可謂日新月異，而城市的進(jìn)步也給交通發(fā)展提出了越來越嚴(yán)苛的要求，使得道路交通開始向著越來越多元化的方向發(fā)展?？瓦\(yùn)專線在近十年間就發(fā)生了翻天覆地的變化。無砟軌道高速鐵路橋梁的線形控制就是這一發(fā)展過程中非常重要的一部分，它在我國高速鐵路橋梁的建筑史上具有重要的意義。參考文獻(xiàn)：1何華武.無砟軌道技術(shù)m.北京：中國鐵道出版社，2005.2盧祖文.客運(yùn)專線鐵路軌道m(xù).北京：中國鐵道出版社，2005.3李俊. 高速鐵路橋梁板式無砟軌道施工技術(shù)j. 橋梁建設(shè)，2003（4）：