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高速铁路技术论文范文

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高速铁路技术论文

第1篇

【关键词】高速铁路 平面控制 控制测量 布设等级 测量精度

中图分类号:U238文献标识码: A 文章编号:

一.引言

随着我国经济的快速发展,我国的高速铁路已经进入了大规模的建设阶段。我们所说的高速铁路,就是指那些能够使旅客列车的最高运行速度高于200千米每小时的铁路。在我国当前主要是依据铁道部在2003年制定颁布的《京沪高速铁路测量暂行规定》来进行高速铁路平面测量工作的。在我国高速铁路的发展相对较晚,可以说还是一个新的事物。因为高速铁路使得旅客列车的行车速度大大提高,所以就会给铁路的建设带来一些新的挑战和问题,理所当然对高速铁路平面的工程测量工作也带来了新的挑战。在我国,高速铁路工程测量的标准和规范还没有正式的制定,其中还有许多的问题要进一步的研究和探讨。所以本文就针对一些具体的问题作了简单的探讨。

二.高速铁路平面控制测量布设的原则

我国《京沪高速铁路测量暂行规定》中的相关条文指出,高速铁路的测量全过程为:通过我国国家三等大地点测量加密GPS点,在GPS点的基础上做铁路五等导线测量,利用导线点测设线路中线控制点和铺设轨道。

当前如果是新建铁路,那么在其勘测中,一些铁路的勘察设计部门也正在努力的寻求一些方法来改进铁路勘测的流程,这个过程中提出了一次布网的方法,这种方法就是把各个阶段的控制点一次性的布设成为同一个等级,与此同时统一其平差测量的控制网,使的初测、航测、定测以及施工各个阶段的测量都可以在同一控制网的控制下,这样可以大大的减少工序,大幅度的提高测量效率。

当铁路在运行阶段的时候,为了使轨道的结构保持着良好的状态,就必须加强对轨道的平顺度以及整体几何形状进行定期的检测。所以,控制测量还必须能够满足运行阶段的高速铁路检测的标准和要求。

我国的高速铁路一般采用GPS测量法进行首级平面控制测量,也就是在沿线路大概每隔5m左右的距离设置一对互通视点,在定位时必须要保证其长期有效且稳定。如果在线路的定测和初测阶段时,要尽可能的利用GPS RTK来进行控制点的加密以及线路的中线测量。如果有一些不方便采用GPS RTK测量的路段,则可以采用GPS测量加密之后,再来布设线路初测以及定测的导线,集中来进行高速铁路中线的测量。对于一些大中型的构筑物,如果要布设其施工控制网,那么构筑物的轴线位置必须满足线路的整体形状的一些要求。也就是说要在其铺轨之前,布设精度较高的导线,以此来满足测量轨道的整体形状的要求。

三.高速铁路平面控制测量的精度要求

根据德国实践的经验,影响以及控制行车速度的原因有:线路平纵断面以及线路的平顺性。为此,德国铁路对于轨道不平顺限速的管理标准比较严。而且,国内外一些专家的看法基本一致。这样能够有效保证其安全性和舒适度。

线路的平顺度和控制测量精度有联系,相对于线路形状而言,平顺度是局部的误差。虽然采用测量的方法不容易达到高速铁路对于线路平顺度的要求。但是,也不能够依据线路平顺度的要求来作为控制测量精度的标准。下面分析一下线路平顺度误差对线路位置误差的影响。

用直线路来讨论,图1中AB为设计直线线路位置,当在10米处产生2mm不平顺度时,线路将出现β角的转折,使直线B移至B点。其中不平顺度有偶然性,所以,由各段不平顺度产生的B点位移可利用直伸等边支导线终点的横向中误差公式计算:

假定AB=200m,则S=190m,n=19,按式(1)计算得199mm。

可见高速铁路控制测量不是控制线路局部的平顺度,而是控制整体线路的形状。这里提出:高速铁路在5公里范围内,无论是直线段或曲线段线路平面位置偏离设计位置最大不超出50毫米,偏离幅度不超出100毫米,线路平面位置偏离设计位置的中误差为25毫米。因此,高速铁路线路平面位置不仅要满足局部平顺度的要求,同时需要满足在5公里范围内的一个直线段或曲线段中,线路偏离幅度最大不超出100毫米的要求。

由以上分析,高速铁路平面控制测量的点位中误差在线路的垂直方向不大于25毫米。如果在铺轨前,布设铁路五等导线,并适当提高测角精度,假定测角中误差为3.5,按等边直伸导线计算,导线最弱点的横向中误差为:

式中,S=5000m,n=10,则m=24.5mm。

高速铁路的首级平面控制测量采用GPS测量方法,其精度等级应相当于国家四等大地点。GPS点每隔5公里左右布设互相通视的一对点,作为附合导线的方位边。因此,GPS控制网应布设成带状网连式网,相邻同步图形之间以通视的一对点作为公共基线连接,需要有4台或更多的GPS接收机观测。国家三角测量规范中规定:四等三角测量最弱边的方位角不大于4.5。假定,按GPS网相邻两点的横向误差等于基线长度的精度,则可由式(3)计算一对通视点之间的最短长度:

式中,d为GPS网一对通视点之间的长度,a为固定误差,b为比例误差系数。设a=10mm,b=10,则d=520m。可见,GPS点每隔5公里左右布设互相通视的一对点,其距离不应短于600米。

四.五等导线测设轨道中心精度的分析

在高速铁路铺轨前布设五等导线测量,利用全站仪在导线点上直接测设轨道中心点。假如忽略由导线点测设轨道中心点的误差,可以把导线点之间的相对误差认为是轨道中心点之间的误差。五等导线可看作为在GPS点之间的直伸附合导线,导线点的相对横向中误差可按下式计算:

其中:

假定k=5,f=7,两点相隔1000米;k=4,f=8,两点相隔2000米;k=3,f=9,两点相隔3000米,如图3所示,分别计算导线点的相对横向中误差,其结果列于表1:

由以上分析可知:布设五等导线点测设轨道中心点,其线路偏离幅度可满足不超出100毫米的要求。这里需要指出的是,当较长的曲线位于两个GPS跨段时,应在曲线的两端加密GPS点,使曲线段处于同一条五等导线内。

五.结论

铁道部2003年颁布的《京沪高速铁路测量暂行规定》,对高速铁路平面控制测量布设等级和精度的规定可满足工程测量要求,但建议适当提高五等导线的测角精度,测角中误差为±3.5。考虑到一次布网的优点和不同阶段对测量精度的要求,采用GPS测量法进行首级平面控制测量,也就是在沿线路大概每隔5m左右的距离设置一对互通视点,在定位时必须要保证其长期有效且稳定。如果在线路的定测和初测阶段时,要尽可能的利用GPS RTK来进行控制点的加密以及线路的中线测量。如果有一些不方便采用GPS RTK测量的路段,则可以采用GPS测量加密之后,再来布设线路初测以及定测的导线,集中来进行高速铁路中线的测量。对于一些大中型的构筑物,如果要布设其施工控制网,那么构筑物的轴线位置必须满足线路的整体形状的一些要求。也就是说要在其铺轨之前,布设精度较高的导线,以此来满足测量轨道的整体形状的要求。如在运行阶段仍需保持高速铁路轨道的整体形状,应根据检测的需要,进行控制测量的定期复测工作。

参考文献:

[1]潘正风 徐立 肖进丽Pan ZhengfengXu LiXiao Jinli高速铁路平面控制测量的探讨 [期刊论文] 《铁道勘察》 -2005年5期

[2]汪晓英 高速铁路平面控制测量的探讨 [期刊论文] 《科海故事博览・科技探索》 -2011年4期

[3]李林 潘正风 徐立 肖进丽 高速铁路平面控制测量的探讨 [会议论文],2005 - 2005现代工程测量技术发展与应用研讨交流会

[4]安国栋AN Guo-dong高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用 [期刊论文] 《铁道学报》 ISTIC EI PKU -2010年2期

[5]党军宏 雷旭华 陈龙 平面控制测量方案设计在高铁专线中的应用 [期刊论文] 《山西建筑》 -2012年29期

[6]陈新焕 高速铁路控制测量的精度研究 [期刊论文] 《铁道勘察》 -2004年1期

第2篇

【关键词】高速铁路 工程测量 模式

一、引言

铁路对于我国经济发展具有重要的意义,铁路是我国国民经济发展的重要基础。随着我国经济快速发展,国民的生活、工作以及社会的发展都对铁路运输事业提出了更高的要求,高速铁路应运而生。高铁是一个具有时代特点的概念,其涉及的专业方面十分广泛,高铁工程包含了先进的铁路技术、管理方式、运营方式、资金筹措等多方面的内容,是一项复杂的系统性工程。我国高速铁路的建设是保证我国交通事业发展的重要基础,也是我国运输事业发展的必然结果。现代工业化中,运输化已经成为实现经济活动的重要内容。我国经济发展迅速,铁路的运输水平已经成为了制约我国经济发展的一个重要的方面,我国铁路事业必须要提高铁路运输生产力发展的水平,加强高速铁路的深化改革,适应我国经济发展需求。

二、高速铁路工程测量精度标准的相关问题

要想提高铁路工程测量标准,就必须大力的投入资金、人力、物力、时间等多方面的资源。在测量标准的制定上,要经过大量的实验与严谨的论证,从而保证测量精度得到有效的保证。与此同时,在测量精度标准的制定上,要做好权衡,避免出现提高测量精度未能满足工程实际需求,从而造成工程的质量事故出现。我国关于高速铁路测量的相关规定中已经对于工程测量精度有所提及,相关规定对于工程测量的规定为:“高速铁路自身运行速度比较快,对于整体线路的平顺性要求较传统铁路更高,所以要提高高速铁路的工程测量精度水平”。但是,相关规定当中,并未对铁路工程测量的精度提出具体的要求,也未对具体的原因进行相应的解释。在不同的设计院进行铁路测量细则的拟定以及相关论文的撰写时,采用国际二、三等平面高程控制精度进行工程的测量,也有人考虑建立独立的控制网。相关设计院的工程测量人员对于工程测量精度控制上,存在着一定的困难。首先,从工期方面分析,控制测量量的增长直接增加了观测时间,并且造成工期项目的工期增长。与此同时,工程观测量的层级增长也会造成工程经费的大幅增长。其次,对于二三等控制网精度标准来讲,其标准是对于十几到几十公里作为长边条件,其精度难以满足高速铁路的自身测量要求。在进行高等级控制网时,经常会遇到很多问题,例如控制点不足、平差计算过于复杂、对于特殊测试上需要借助专业测量部门。最后,对于建设独立的高速铁路控制网难以得到有效的实行。独立的高铁坐标系统只适用于小范围的地区,难以在长大铁路上进行应用。独立控制网缺乏对天文、重力等方面的测量能力,难以控制大范围的线形区域的精度。另外,国家现有比例尺以及地形图都是进行统一的定位管理,铁路的独立控制网难以得到有效的应用。

三、铁路工程测量模式

铁路工程的测量模式的水平直接决定了测量工作的效率,影响了测量结果的精度。铁路工程的测量精度是工程中的重要内容,良好的测量精度可以有效的保证铁路设计、施工、运营等多个环节的工作。现有铁路测量工作的问题主要是体现在测量结果错误、测量资料处理不当等方面。要想提高工程测量精度,就必须对现有测量模式进行该技能,通过科学合理的手段,简化测量环节,提高测量工作的规范性。与此同时,提高测量内容的可控性,提高测量质量,保证工程顺利进行。工程测量人员需要制定先进的测量方式,采用先进的测量方法,对精度标准进行合理的制定,改善现有的铁路测量方式与测量流程。

现行铁路测量流程的主要内容为航测、线路等各自具有不同的国家等级控制,相对为两个独立的系统。航测通过外业与制图,提供相应的供给线路,并且作为初步设计阶段的示意图。航测与线路测量的系统不同,其测量后放到地面会存在一定的误差。系统由于既有误差,所以航测的数字化与电子化难以更换的参与实质性的设计工作当中,难以实现勘测一体化。

要想消除上述的测量误差问题,就需要建立新的测量流程,改变以往传统的测量方式。第一,要实现一次布网。对初测导线、控制点、定测交点等进行合并,并且进行五等水准的测量。对于后续的航测工作,要以此为测量控制的依据,从而消除国家等级点加密误差、初测导线误差、定测交点测量误差等误差的影响。采用一次布网的方式,可以有效的消除地形图与同名地点的系统查,降低测量程序的工作量,简化测量工作,使测量资料清晰明确,便于管理。第二,要从一次布网的控制点中进行直接的中线测设。以往的中线测量工作主要以实地测设为基准,积累了很多的定测交点测量误差。在一次布网进行中,对控制点采用先进的GPS、全站仪等设备,可以跳过定测交点与初测导线的测量。这种测量方式可以将测量误差控制在几厘米之内,并且与实测线路上的选线达到精确的吻合。采用这种理论坐标控制的测量方式,可以有效的避免长距离测量中造成的误差积累,减少转点。在测量过程中,可以随意进行切入测量,不会出现锻炼的现象。这一特点可以更换的应用在复杂工程当中。

四、结束语

我国正处于一个高速发展的阶段,高速铁路工程建设工作的开展,有力的为我国经济快速发展提供了重要的支撑。在铁路工程测量工作改革当中,工程测量人员需要采用先进的科学技术对铁路测量工作进行改进。高铁时代对于铁路测量工作的要求不断提高,铁路测量工作需要进行积极的自身变革,与铁路发展实现同步,从而为铁路工程的建设提供良好的依据。

参考文献:

[1]范谧,方红英.在线路控制网中内插高精度施工控制网的切线不变准则[J]铁道勘察.2006(03)

[2]陈新焕.铁路工程测量的发展与创新[A];2006年铁道勘测技术学术会议论文集[C];2006

第3篇

Abstract: This paper studies the dynamic characteristics of cement improved soil, and discusses the feasibility of cement improved soil as the roadbed filler of high-speed railway.

关键词:水泥改良土;动力特性;高速铁路;路基填料

Key words: cement improved soil;dynamic characteristics;high-speed railway;roadbed filler

中图分类号:U213.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)19-0100-02

0 引言

铁路路基基床而言,除了承受上部结构的静荷载外,还要受到列车东荷载的反复作用,因此,在高速铁路路基基床底层改良土的设计中,不应局限于传统的准静态设计,只分析静态指标,还应考虑其在列车动载荷作用下的动态特性。本论文研究了水泥改良土作为高速铁路路基填料时,其在列车动荷载作用下的动态特性,探讨了水泥改良土作为铁路路基基床填料的可行性。

1 试验方案

1.1 试验设备和工作原理 本试验仪器为DDS-70型振动三轴仪,实验系统包括压力室、激振设备和量测设备三个部分组成。

动三轴试验原理是将一定密度和含水率的试样在固结稳定后在不排水条件下作振动试验。设定某一等幅动应力作用于试样进行持续振动,直到试样的应变值或孔压值达到预定的破坏标准,试验终止。记录试验中的动应力、动应变和孔压值随振动周次的变化过程线。采用多个试样得到动应力和破坏周数的关系曲线,即动强度曲线。

1.2 试验参数选择 铁路荷载是一种动荷载,我们在试验中用正弦波来模拟,加载的频率与列车的长度、轴距及运行速度有关,本次试验正弦波的频率取5HZ,即按列车时速为160km/h考虑。

1.3 试验材料 试验土样取自洛湛铁路永州至岑溪段,土样深度为地表以下2~5m。土样定名为粉砂,填料类型为C类。对土样加入5%的水泥进行改良。改良土的干密度为1.68g/cm3,含水量为17.6%,黏聚力151KPa,内摩擦角35.5°。

1.4 试验方法

1.4.1 试样的制备和养护 试样按照《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2010)制备,试样直径39.1mm,高度80mm,具体方法按照该规程第18.3.3条的规定进行。

1.4.2 试验过程 试样在仪器内安装固定后,先向压力室内施加一等向围压σ3,然后再在轴向施加静压力σ1,待试样固结稳定后,轴向施加等幅正弦动荷载±σd。本次试验加载的正弦波频率为5HZ。本试验是在不排水条件下进行的。实验结果见表1。

1.4.3 试验结果分析 水泥土的动应力(σd)-动应变(εd)关系,见图1。

如图1所示,水泥混合土的动应变随动应力的增大而增加,开始时,动应变随动应力的增加,增大的幅度较大,随着动应力的增加,动应变增加的幅度变小。随围压的增加,临界动应力值的增加幅度较大,相应的应变值减小。初始变形以弹性变形为主,后塑性应变逐渐累积,曲线斜率逐渐增大,动应力愈大,同一围压下,动应变也愈大。根据实验,σ3为50KPa时,临界动应力值约为140KPa;σ3为100KPa时,临界动应力值约为210KPa;σ3为150KPa时,临界动应力值为约400KPa。

2 结论

高速铁路路基基床表层顶面动荷载幅值的大小为100KPa,根据国内外既有铁路的实测结果表明,基床底层顶面的动应力幅值为50~85KPa。

从试验结果可以看出,即使是在围压为50KPa的时候,水泥改良土土的临界动应力达到140KPa,可以满足路基基床表层及路基基床底层及以下路堤填土的强度要求。而且本次试验采用的试件养护期为7d,水泥土后期强度增长缓慢,但增长量很大,所以临界动强度还有提高的空间,约为30%~40%。所以对于掺入5%水泥的改良土,从动力学方面来说,完全可以满足设计要求。

参考文献:

[1]杨广庆等.高速铁路路基改良土的有关问题[J].铁路标准设计,2003(5):15-16.

第4篇

关键词:流媒体 智能 视频 高铁

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)06-0046-01

随着中国高速铁路事业的迅速发展,高速铁路领域的安防问题受到越来越多人们的关注。利用流媒体技术的网络视频监控系统的引入,使得高速铁路的运行和管理更加安全、方便,实现了视频网络资源和信息资源共享。

1、高速铁路视频监控的主要需求

(1)路基、路口、桥梁、隧道、公跨铁、咽喉区的视频监视,保证车辆安全运行;

(2)车站广场、站台、候车大厅、旅客通道等人流密集区域视频监视,了解旅客情况;

(3)对出现的紧急状况如暴风雪、泥石流、洪水、交通意外等可远程了解并及时做出反应;

(4)对突发紧急事件进行无线视频传输到控制中心,以便应急指挥调度。

要满足高速铁路领域各部门视频监控及调度、应急管理、救援抢险等需求,就必须实现视频网络资源和信息资源的共享,因此网络化、数字化、实时化系统成为高铁视频监控系统建设首选和基本要求。

2、以流媒体技术为载体的视频监控的定义及特点

流媒体技术与网络息息相关,所应用的视频监控是数字化网络化的视频监控,这种监控系统,由视频采集的摄像机、视频传输的网络等部分组成。它以数字视频处理技术为核心,结合网络技术、流媒体技术等,彻底克服了模拟监控缺点,充分发挥了网络化数字视频监控的优点。并且,集视频切换、智能控制、远程传输等功能于一身,并支持多种传输介质。流媒体技术能实时的压缩、解压缩、传输视频信号;能将不同位置的现场采集图像和接收、显示的主机通过网络相连。其主要特点:

(1)流媒体技术可实现在低带宽环境下,提供高质量的音频、视频;

(2)智能流技术可保证不同连接速率下的用户,得到相应质量的媒体播放效果;

(3)流媒体多址广播技术可显著减少服务器负荷,同时能最大限度地节约带宽。

3、流媒体技术在高速铁路监控系统中的应用现状和发展方向

3.1 流媒体技术在高速铁路监控系统中的应用现状

高速铁路监控系统采用多级平台架构,铁道部的一级管理平台能管理下级路局的高速铁路调度所的二级平台,二级平台下还设置要来自各站、段视频监控系统的三级平台。

一级中心管理服务器主要管理系统内所有的用户,二级中心只对本平台内的用户进行管理,实现了灵活的容灾冗余备份机制,充分满足“分权分域”的管理要求;而分布在各级内的流媒体分发服务器也起到了至关重要的作用,在针对本级平台内的客户端用户,根据平台内中心管理服务器下发的指令,进行用户权限范围内的视频转发,同时还可根据管理服务器对不同级系统间视频请求的判定结果,实现下级节点对上级节点的视频流转发。

3.2 流媒体技术在高速铁路监控系统中的发展方向

未来流媒体在网络监控系统中的地位将会越来越重要。第一个发展方向是聚集化和更具有兼容性。这意味着监控系统的结构将由集总式向集散式系统过渡,多层分级的结构形态能够实现实时多任务、多用户、分布式操作系统,进行人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统运行互为热备份,容错可靠等功能的加入。其次是管理智能化。将计算机作为控制系统的中心,通过媒体和数字软件的相互转换,使通过流媒体采集的信息转化为计算机可以识别的信号,然后实现可视化,进而达到对事件的分析、统计、处理,实现流媒体转化成视频监控的智能管理。

4、流媒体在高速铁路监控系统应用中存在的问题及解决方法

总体来看,随着相关技术的不断更新和发展,高速铁路视频监控系统已经取得了一定的进展,但限于原有技术的制约以及阶段性需求的变化,现有的系统在很多方面仍存在明显的缺陷:

(1)监控图像的清晰度不够。在大多数高速铁路现有的监控系统中,图像的清晰度只有4CIF,这样的图像清晰度已远远达不到高速铁路管理部门的实际应用要求。

(2)路网运行监测体系智能化程度不高。针对目前高速铁路监控系统中流媒体的现状与存在的问题,提出基于高清、智能监控系统以上问题的解决方案:1)运用高水平摄像机保持图像清晰度和系统的稳定性。既要增加图像的清晰度,还要保持系统的稳定性,系统的不稳定将会给后期维护带来巨大的压力。另外,设备还需要具有远程维护能力,如远程升级、远程备份、远程启动等。所以摄像机一般采用知名品牌安防产品,不然可能造成系统维护成本的剧增,摄像机应具有以下重要功能:长距离变焦和高清晰度。绵延的铁路,是长距摄像机的绝对用武之地。2)实现指挥平台的统一管理与上层应用。建设具有监测监控、预测预警、综合研判、辅助决策、路网协调、辅助调度于一体的路网级应急处置指挥平台,是目前路网级视频监控的趋势与迫切需要。这样可以实现视频监控、智能分析、联网共享、的统一管理与应用。同时引入智能视频检测技术,与其它传感系统(天气、报警)共同构成监测体系,将有助于及时发现隐患,防范于未然。

5、结语

虽然流媒体技术在高速铁路智能视频监控系统上的应用还有许多不足和挑战,但它在视频监控智能化发展的过程中起到不可代替的作用,随着科技的发展和流媒体技术的完善,其在高速铁路视频监控系统中的应用将会越来越广泛。

参考文献

[1]江拥辉.浅谈流媒体技术在智能分析系统中的应用[J].科技信息,2010.11.

第5篇

关键词:高速铁路;快运物流;社会效益;经济效益

中图分类号:F530 文献标识码:A

Abstract: China have been constructing high-speed passenger railway on a large scale recently, however its economic performance does not behave well due to the expensive capital expenditure and operating expense, meanwhile express industry is rapidly developing, which causes demand exceeding supply. In this situation, the introduction of high-speed railway express may produce great social and economic benefits. This paper illustrates the social and economic necessity through the unit cost analysis and social analysis, then, combines successful cases and the high-speed railway technical condition in our country to prove its feasibility.

Key words: high-speed railway; express logistics; social benefit; economic benefit

随着我国“四纵四横”铁路快客通道和城际快客系统的实现,高速铁路网将于不久形成网络效应。高速铁路带来了巨大的社会效益。而在经济效益方面,巨额的投资成本和运营成本导致其无法在短时间内回收,如何实现高铁盈利将成为今后高铁发展中的新课题。2013年,铁道部的体制改革也将进一步催化这一问题的解决。与此同时,我国快递行业发展十分迅速,其中小件快运尤为突出,呈现供不应求的趋势。因此,结合快运和高铁的需求,本文提出利用高速铁路开展快运物流的设想。

1 基于双重效益发展高速铁路快运物流的必要性研究

1.1 基于经济效益发展高速铁路快运物流的必要性

1.1.1 增加运营收入。近几年我国投入了巨额成本建设高铁路网,而高铁客运收入无法平衡每年的折旧和利息,除了几条发达地区的线路,高铁上座率普遍达不到设计标准,这与经济发达国家高速铁路可以带来巨大经济效益的经验有很大差异。因此,新成立的铁路总公司必须创造更大的利润来弥补之前的亏损,真正走向市场化。

提高收入可以从客运和货运两方面入手,在客运方面,运营收入与票价和运载人次等因素有关,虽然调整票价可以增加收入,但是必然会带来一系列社会问题,并不利于高速铁路公司的长远发展。在货运方面,一方面,普通铁路的运能释放可以为传统铁路货运带来新的利润;另一方面,也可以通过高速铁路发展新的货运产品——高铁快运。普通铁路更适合大宗货物运输,而高铁具有更高的时效性、安全性,更适合快递快运物流产品的服务需求,两者的目标市场具有很大差异。且当今快运市场有巨大的利润空间,因此,在高铁上开展快运业务,不仅可以有效利用高铁的剩余运能,还可以增加运营收入,减少亏损。

1.1.2 单位运输成本低。本文以沪宁客运专线为例,简要计算了各种运输方式下的单位成本(见表1)。

为了简化计算过程,本了如下假设:

(1)基础设施的建设成本很难分摊,且使用年限足够长,成本能够收回,因此这里不考虑基础设施的建设成本(如车站、铁路、机场、高速公路等);

(2)不考虑融资成本,即贷款利息对运输成本的影响。

根据《中国统计年鉴》显示,2011年全国异地快递量为27.3亿件,其中上海异地快递量为2.5亿件,江苏异地快递量为3亿件,假设南京异地快递量占江苏省的20%,预计上海至南京的日快递量=2.5*3/27.3*100%*20%/365=1.5万件。

假设为了完成每日1.5万件的快递运输,预计每日卡车需来回4趟,高铁需2趟,飞机需2趟。上海至南京的距离按300km计算。

各种运输方式的单位成本d■计算公式如下:

d■=■

其中,f■——第i种运输方式的固定成本(元/年)

c■——第i种运输方式的变动成本(元/km)

n■——第i种运输方式每日需输运的次数

L——运输距离(km)

D——运输量(件)

经计算,各种运输方式下上海至南京快运单位成本如表2所示:

故当运距为300km时,航空单位成本最高,高铁略小于公路。由于高铁每公里变动成本远小于公路,因此,其单位成本递远递减,当运距增大时,高铁单位成本低的优势越来越明显;而航空的单位成本虽然也呈递远递减的趋势,但其每公里变动成本高于高铁,因此,在任何运距下,高铁的单位成本都远低于航空。

综上所述,高速铁路的单位成本比公路和航空运输低,体现其良好的经济效益。

1.2 基于社会效益发展高速铁路快运物流的必要性

除了经济效益,发展高速铁路快运物流还能够带来众多深远的社会效益,其主要表现在以下几个方面:

1.2.1 适应快运需求快速增长。我国快运物流虽然起步较晚,但近年来,随着电子商务(尤其是网络购物)的快速发展,快递需求量与日俱增。目前,国内快运市场形成了京津环渤海、长三角和珠三角三大快递区域,区域内基本上实现了次晨达或次日达,三大快运区域以公路运输为主。在国内快件运输市场中,80%是公路运输,15%是航空运输,其他形式不足5%。图1反映了我国近年快递业务量的增长趋势,快递量平均每年增长25%;图2反映出城际间快运量占整个市场的四分之三,具有巨大的市场需求空间。

目前,城际公路快运供给已趋于饱和,快运行业面临着发展瓶颈。在此情况下,发展高铁快运为解决这一难题带来了新的希望。首先,发展高速铁路快运物流能够增加快运供给量,大大满足不断增长的快运需求,实现快运市场的供需平衡;其次,公路干线快运的服务质量存在不足之处,货损、延误情况都较为严重。而高铁快运可以做到定时定点,能大大提高快运物流的准时性,改善快运服务质量。

1.2.2 促进综合交通运输发展。目前,快运物流以公路和航空为主,普通铁路货运速度慢、运输时间长,不适合快运物流。高速铁路克服了普通铁路的弊端,其运输速度快,服务质量高的特点不仅促进了铁路客运的发展,也能够与快运追求快速和便捷的特点很好的契合,在合理运距内,高速铁路比公路和航空更适合快运物流。因此,高铁、公路和航空应当发挥各自优势开展快运物流,做到分工协作、有机结合,促进综合交通运输的发展。

1.2.3 减少公路交通拥挤。我国80%的快递以公路运输为主,城际快递大多走高速公路。因此,快运需求的不断增长使公路运输的交通拥挤愈加严重,导致快运服务质量普遍较差。开展高铁快运可以吸引公路快运量,有效缓解交通拥挤对公路运输造成的压力。

1.2.4 促进低碳环保的可持续发展道路。面对巨大的快运需求,寻求一条低碳环保、可持续的发展道路是快运物流发展的重中之重。

据权威部门研究显示,民航、公路、铁路单位运输量平均能耗比约为11∶8∶1,尤其是高速铁路使用电能,不仅节约了宝贵的燃油,且碳排放量几乎为零。

同时,我国高速铁路仍处于发展阶段,客运量离达到饱和还差很远,势必会产生相当大的剩余运能,高铁快运的低碳环保还体现在能有效利用剩余运能创造更多财富。

2 发展高速铁路快运物流的可行性分析

2.1 国内外研究现状

2.1.1 国内研究现状。已经开行多年的中铁快运公司行邮、行包专列是我国铁路快运发展最具代表的两种形式。特快行邮专列的运行时速可以达到160km/h,快速行邮专列和行包专列的运行速度可以达到120km/h。目前,高铁上还没有开行类似行邮、行包这样的快运专列,但其需求确实存在,行邮、行包专列对高铁快运物流在编制开行方案方面有许多可以借鉴的经验。

2.1.2 国外研究现状。目前,高速铁路货运已成为国外铁路公司一项高利润且快速增长的业务。以法国、德国、美国为代表的一些国家早就开始利用高铁运送特快邮件和包裹。

(1)法国高速铁路货运分为TGV邮政专列和Semam200包裹列车。1984年,法国将2列TGV旅客列车抽取掉座位后运送快件和包裹等小型货物,其速度达到270km/h。Semam为国营包裹快件列车,速度为200km/h。1997年,法国在高速客运专线上开行营业性货物列车。该列车是由经过改造的G13型普通货车编组而成,每天22:00后开行。

(2)德国对速度在200km/h以上的旅客列车和货物列车分时段运行,夜间高速旅客列车运行结束30min后至次日高速旅客列车运行开始前30min为货物列车运行时段。

(3)美国曾开行Talgo XXI型摆式列车,以最高速度200km/h运送旅客的同时,设置2辆车装载特快包裹。另外,美国铁路开展了如汽车零配件、食品等限时达货运业务,成为了发展最快的运输产品。

综合国内外铁路快运的发展情况,可见高铁快运物流在货运组织模式上已较为成熟,对于我国发展高铁快运有很大启示,充分说明开展高铁快运的设想是可行的。

2.2 技术条件分析

发展高速铁路快运物流业务是否具有可行性,应当综合考虑快运列车的选择、作业站场设计配置、运输组织模式、运营安全性和信息系统保障等问题。

2.2.1 快运列车的选择。我国高速铁路列车是根据客运要求设计的,对于发展高铁快运有很大限制。根据国内外成功经验,高铁快运可以采用改造客运车厢和新建专用快运列车两种方式,且在技术上都具有可行性,但各有其优缺点。改造客运车厢成本较低,但适用性较差;新建专用快运列车能最大程度利用车厢空间,适用性较强,但初期投入的成本较高,影响经济效益。因此,对于货运列车的最终选择要考虑经济效益、适用性等因素。另外,车辆载重限制也可能影响列车的选择。

2.2.2 作业站场设计配置。目前,高速铁路的配套设施都是按照客运要求设计的,为了避免客货混行,不影响旅客出行,还需要有配套的货运设施。

为了对快件进行临时保管,方便集送和分拣货物,需要设置货物站台、仓库和装卸线等设施。货物站台便于装卸车作业;仓库用于存放和分拣快件货物;装卸线可供快运列车停靠进行装卸作业和快件集送,且与客运列车作业分离。

图3为高速铁路客运专线横列式动车段设备布置图,在此基础上,可加设快运作业线和货物站台、仓库、货棚等配置,满足快运物流列车到发、装卸作业及车辆的移动,但需尽量节省铺轨和用地。

为了满足沿线各站快件作业,可以对站房站台进行适度改造,利用客流流线空间完成快件装卸、集散、暂存等作业,而不影响客运站的正常运行和旅客出行。

2.2.3 运输组织模式。根据国内外经验,铁路货运的运输组织模式主要分为以下三种。

(1)客货同车。客货同车是指客、货车厢共存于同一列高速列车。在该模式下,客、货运输混合程度最高。美国曾经开行的Talgo XXI型摆式列车便是这一模式的代表。

(2)货车加挂。货车加挂是指旅客和货物分别在不同的列车中运输,但可联挂,也可独立运营。在该模式下,不同起点和终点的客、货列车在一段共同的线路上可以联挂运行,且货物列车可在不同旅客列车之间转换,这将使货物的装卸和运输更加便捷,且不受客运站装卸货物的限制。

(3)快运专列。快运专列和客运列车共线独立运行。在该模式下,快运专列必须与客运列车在运行图上协调一致,一般可在客运运行图中插入一班快运专列,或在夜间单独开行。目前,德国和法国的高速铁路货运采取这种模式。

三种模式的配置如图4所示。

由于我国高速列车车型为8辆或16辆固定编组,不支持列车的加挂,故在现有模式中,只有客货同车和快运专列两种模式适用于我国高铁快运,而货源需求的大小是决定采取何种模式的主要因素之一,其优缺点如表3所示。

2.2.4 运营安全性。由于高速铁路的安全性要求严格,因此对于快运货物必须要有安检措施。如今,安检已经从机场延伸到了轨道交通,可见,对于高铁快运物流来说,安检更是一个必不可少的、可行的举措。对快运列车应规定具体的货物承运范围,并禁止托运易燃、爆炸、腐蚀、有毒、放射性物品以及其他危险物品。

2.2.5 信息系统保障。完善的信息系统对于高铁快运系统运作效率起着很大的作用。信息化能够有效降低成本、提高经济效益和管理水平。缺乏高效的信息系统是传统铁路货运竞争力不够强的主要原因之一。因此,为了提升竞争力、走向市场化,建立一套高效的信息系统是高铁发展快运物流的重中之重。

3 结束语

本文提出了利用高速铁路发展快运物流的设想,并从经济效益和社会效益对其进行了必要性分析,结合了国内外成功经验与现实技术条件对其做了可行性分析。

由于我国高速铁路运行尚不成熟,所以本文在具体开行方案方面没有做出更深入的研究,期望今后有机会加深这方面的研究。

参考文献:

[1] 周怀慧. 综合运输体系下快捷货运网络系统服务水平评价指标体系研究[D]. 北京:北京交通大学(硕士学位论文),2009.

[2] 苏顺虎. 铁路小件货物运输与现代物流的发展[J]. 铁道运输与经济,2010,32(9):1-10.

[3] 王泽鹏. 中铁快运行邮专列和行包专列开行方案的研究[D]. 北京:北京交通大学(硕士学位论文),2008.

[4] 亢巨龙,吴云云. 国外铁路快捷货运发展及其对我国的启示[J]. 中国铁路,2008(5):63-66.

第6篇

关键词:高速;铁路;隧道;围岩分级

由于当前国内外盛行的隧道围岩分级,大多仅适用于长度及埋深较小或勘探工程量很多、或开挖有导洞等条件的围岩分级。我国多年的勘探设计资料表明,在勘察阶段,其工程量是比较少的,特别是深埋长大隧道,即或有较多的勘探工程量,但与埋深和长度相比较,其控制程度远不如一般的地下洞室,仍是很有限的。在此情况下,如何做好深埋长大隧道的围岩分级、评价是相当关键的。为此,必须对隧道全线工程地质条件做全面、深入的了解,进而寻求一些新的方法去获得岩石的RQD值、结构面状态、岩体完整性等资料。

另外,高速铁路隧道与其他隧道相比有各自的特点。水电隧洞虽然规模大,但勘探工作十分详细,而且其位置本身就是选地质构造、地层岩性相对优良的地区。铁路因为展线的需要则有时不得不穿越地质条件很差的地段。所以,在施工过程中因围岩级别的诸多问题(如设计中确定围岩级别与实际围岩级别的差异、按照规范确定的围岩级别进行支护仍然满足不了要求等)而往往延误工期,提高工程造价甚至发生工程事故。作者参与了正在建设的云桂高铁(昆明到南宁高速铁路)的施工,在施工中最为棘手的问题就是前期勘察设计阶段对隧道地质情况了解不全面,导致工程进度困难、造价调整、事故频发、高频率的设计变更等诸多问题。

因此,根据高速铁路隧道的特点尽快建立有效的围岩分级方法已成为广大高铁建设者的强烈愿望,也成为高铁工程地质研究急需解决的课题。我认为,所谓有效的围岩分级就是技术上可行,能充分利用勘察设计、施工阶段的工作信息,逐步由粗到细的一种分级,并能立即用于指导施工的分级。本论文就是沿着上述思路开展研究工作的。

1 基于TSP探测成果的围岩分级

根据设计阶段的地质勘察工作成果可以对隧道的围岩进行分级,这一分级结果对于指导设计和招标、投标均能起到一定的作用。但是,由于勘察工作的现场调查是在地表进行的,对隧道的围岩分级带有很大的推测性;钻探虽然深达隧道位置,但钻孔数量有限;物探虽然也是进行深部探测,但难以对围岩的频繁变化做出较为准确的探测;这种分级的准确性和精度都难以保证,而地质条件本身的复杂性又使其更为困难。所以,更靠近隧道的、更为准确的分级就成为隧道设计、施工人员的迫切需要。

TSP和其它反射地震波方法一样,采用了回声测量原理。根据对TSP探测资料的解释,每次可得到掌子面前方150m左右的范围内围岩的地质状况,并由岩性变化、岩体中富水性强弱程度和换算出的围岩力学,参数按照《铁路隧道设计规范》进行围岩分级。根据TSP探测结果所得的围岩分级结果这与勘察阶段的围岩分级结果基本一致。但是,根据TSP探测的围岩分级与勘察阶段的围岩分级相比,又有一定的差别,表现在各类围岩的距离较短,显然更为精确,将其直接应用于指导设计和施工更为可靠。另外,同一级围岩中包括了不同的软硬程度的岩石,或者岩性类似,但富水情况不同,这显然更为接近围岩实际,使设计和施工人员有了更为可靠的依据,也为施工过程中的变更设计提供了极有价值的资料。

2 基于超期水平钻孔的围岩分级

利用超前钻孔确定掌子面前方围岩级别主要是依据钻速的快慢机钻孔中回水的颜色来判断前方掌子面围岩的岩性、构造及岩石的破碎程度,进而判断围岩级别。其工作程序是,首先对掌子面围岩特征进行描述,作掌子面地质素描图,然后进行钻探,在钻进过程中记录钻进速度、回水的颜色、从钻孔冲出的岩石颗粒大小等,最后对这些资料进行整理分析,确定围岩级别。在被钻的围岩开挖过程中对围岩进行详细描述,并作开挖面地质素描图,一方面为了验证分级结果,另一方面,为后续的围岩分级积累经验。当然,由于目前还没有根据钻进资料进行围岩分级的定量指标体系,所以,根据我们的经验,这种分级应该是在一个隧道掘进过程中,特别是在掘进初期就不断总结完善十分重要。实践证明,在掘进到几十米后即可通过信息反馈总结出一些规律。

从云南山区多座隧道的围岩分级实例发现,不同级别的围岩在钻进过程中表现出不同的特征,这些特征就是区分围岩级别的依据。通过观察总结,对于钻进工程中的现象得出如下认识:

(1)钻进正常表明围岩节理少,岩体完整;卡钻表明围岩破碎,往往是几组节理交汇的反映,而且显示节理较为密集;吃钻表明是从坚硬岩层突然进入软弱岩层,而且软弱岩层一般出露宽度大于20cm。

(2)钻进过程中流出的液体颜色是岩性的反映。

(3)从钻孔中冲出的岩粉粗表明岩石软弱或破碎,岩粉细表明岩石坚硬或完整。

(4)从钻孔中流出的水流量越大,表明岩体中裂隙越发育。

(5)钻进速度快表明岩石软弱,钻进速度慢表明岩石坚硬,但对因裂隙发育而出现的卡钻现象或岩石软弱出现吃钻现象的情况需区别分析。钻速忽快忽慢表明围岩变化频繁。由于对于指导施工来说围岩级别不宜变化频繁,特别是不宜在1~2m左右变化,所以,根据钻速变化进行围岩分级时必须结合其他现象综合考虑。

3 基于监控量测资料的围岩分级

虽然已经有不少的研究者已经提到应用监控量测资料进行判断围岩性质,进而确定下一工序的支护参数,但截至目前还没有一个判断标准,甚至用哪些指标来判断也没有形成统一的认识。而应用监控量测数据进行围岩分级则一方面开展的较少,另一方面研究程度更低。

总所周知,围岩级别不同,隧道开挖后围岩的松动范围大小不同,围岩应力调整时间的长短不同,围岩施加在衬砌上的荷载(特别是施加在初期支护上的荷载)大小也不同。所以,根据以上认识,通过对围岩与初期支护直接的接触压力的分析,我们提出以围岩与初期支护直接的接触压力趋于稳定的时间(d)、围岩与初期支护直接的接触压力变化速率(MPa/d)(监控量测数据稳定之前)两个指标作为围岩分级的依据。

综上所述,高速铁路隧道围岩分级虽然已经进行了很多的研究工作,然而,研究工作是没有止境的,有些问题,限于资料不足,加之作者才学疏浅,目前尚无力进行研究,即使本论文讨论的问题,也难免有不尽人意之处,因此,作者恳切希望得到师友们的批评指正。

参考文献

第7篇

关键词:高速铁路;工程测量;精度;模式

中图分类号:U238文献标识码: A

高速铁路的不断发展使得工程设计、施工和运营等各项组织发生了较大的变化。迫于铁路改革形势的变化,提高铁路测量精度是当前施工的必然要求。为了使高速铁路的建设具有一定的技术基础,不但需要改进测量精度,还需要改进测量方法和测量流程,只有这样才能降低施工成本,提高整个工程施工的效率。

一、高速铁路测量的特点分析

(一)传统铁路线路测量的技术特点

传统铁路测量主要分为四个阶段,主要有航测、初测、定测和补充定测。其中,航测的布设精度为外控导线,主要目的是用其进行水准测量和绘制精度的测量等。初测阶段不再以对地形的测绘为主,是对地形的局部进行补测。补充定测主要是对技术设计局部方案的变化地段进行补充测量。在测量中使用到的测量仪器主要有数字水准仪、经纬仪、GPS和全站仪等。在施工中的主要技术特点是在初测的基础上增加了航测工作,随着航测技术的加入使得铁路测量的精度有了很大的提高。但是在测量中还存在一些问题,对于线路平面图的测量有一定的误差,实际测量和图上的测量误差相差3m,若是进行平差,精度就能有效提高。在测量中,控制系统不统一就会造成地形的后期定测中线偏离图上的定线。

(二)现阶段铁路测量的技术特点

在控制测量工作中,对于航测水准和初测水准必须重复测量两次,控制测量的重复不但增加了测量的工作量,一定程度上也使得测量的勘测设计周期加长,控制层次较多从而导致平差过程重复性较大。除此之外,由于测量资料不统一,使得三级控制之间的误差较为严重。测量中的起算点一般是满足测量精度的各种导线点,对不同未知点的测量坐标值相差5m。为了满足定测放线,需要避开两化更正计算,在测量中,线路导线有平差和不平差两套坐标,定测交点测量也是如此。测量资料的多样性会使得后续工作难以顺利进行。在测量中受到测量模式的规定,使得测量数据具有一定的差异性,很难满足航测数模体系的要求,对勘测设计的一体化造成一定的阻碍。

二、高速铁路测量精度标准

在高速铁路的测量中,适当增加资金投入或是加大人力物力的投入力度一定程度上有利于铁路工程测量标准的提高。盲目的提高测量精度,表面上看似加大了保险系数,但是由于没有经过实验资料和理论的验证,从而导致各种资源的浪费,严重情况下会导致工程的质量产生一定的问题。一些铁路测量条例中严格规定,由于列车运行速度的提高使得施工过程中对线路的平顺性要求逐渐提高,所以对测量精度的要求也较高。对施工各阶段的测量、设计和勘探使用平面或是高程控制网对其精度进行勘探。一些施工人员认为国家控制网精度不够,应该在每条高速铁路上建立独立的控制网络。对工程测量的相关问题应该进行全面考虑,从经济、质量和效率几个方面进行分析。

在施工中,当控制测量提高一个等级时,测量中使用的经费就会增长40%,此外,观测时间也会随着测量经费的增长出现成倍的增长。在现阶段的工程测量中,较多的工程项目勘测施工时间都较短。对于二三等控制网的精度而言,在施工中的条件通常是十几甚至是几十公里的长边,这样的施工条件会使得施工密度不能满足施工的要求,当加密条件变为0.5米的短边进行加密时,控制网的精度就会回落到导线精度。高等控制网的布设处理除了对精度有较高的要求之外,还有其他方面的问题,例如测量具有较少的一等控制点,在对平差进行计算时,其计算依据不同于低等级控制网的计算,相对而言前者的计算更为复杂。在测量中针对天文、重力等问题需要较为专业部门进行测量,通常情况下,铁路设局不具备施测能力。

一般情况下,在区域较小的范围和地区使用独立坐标系统,将地球面当做平面就不需要做高斯投影,由于铁路途经路段较长,导致球面特性难以忽略。由于独立的高速铁路没有高精度天文和测量重力的优势,导致控制网呈现狭窄线行,难以对施工精度进行控制。以大国家的同一坐标定位的比例是地图沿途经过的道路、河流和城市地区等。由于铁路的建设是另辟途径的,导致一些关系难以进行理顺。提高列车速度会使得路基和桥梁结构等受力情况出现变化,由于列车速度的影响会使得高速列车的平稳性提高,从而使得铁路线性的标准进一步提高。

三、高速铁路工程的测量模式研究

使用传统的测量模式对中线测量以实地测设桩为准,一定程度上会造成较大的误差。在控制点的布设中,一般采用全站仪或是GPS设备对中线进行测设,对定测交点的测量和初测导线在测量中会跳过,使用这样的测量方法会使得中线桩和航测图受到同一模式的控制。几厘米的误差会使得实测线路和选线吻合程度较高。使用这种测量模式具有较好的优越性,测设中桩主要使用的是一次布网控制点,很少使用长距离的连续转点,一定程度上避免了误差的积累。在测量中可以进行任何形式的切入测量,不对线路进行改变就不会出现断链现象。这种测量方法可以间断的进行中线测量。为了尽早的开展地质和桥梁作业,需要对桥隧地段进行测量,当航测的精度提高以后,还应该对重点地区设置一些中桩,可以直接对一般路基进行测量,主要使用的测量模型是航测模型。

测量模型的改革主要分为初测和定测,初测的改革方案主要分为三点,首先是不进行交点测量,对线路中线的测量主要从初测导线直接进行测量,使用这种测量模式可以减少测量的控制层次,使得测量的计算程序得到一定的简化,从而更好的提高测量的精度,让全站仪和GPS可以得到推广和使用。其次是将初测导线和基平、航外控进行综合性的测量,然后直接放线对交点进行测设,这样就可以避免了初测导线的使用。这种方案容易使得人们快速的接受,但是会牵涉到生产组的问题,所以在测量中有一定的困难。最后使用的初测方法是对航外控进行一次性控制,对中线的测设直接从外控点上测设。使用这种方案可以减少初测工作量,使得测量的可靠性得到提高。初测仅需要做各项专业调查和测绘等工作,一次控制的测量方案可以为设计的开展创造一定的条件。初测之外的测量就是定测,使用高精度的数字模型测量横断面,主要是用航测的方法对横断面进行测量,这种测量模式不会受到环境的影响,可以适当减少施工中人力的投入,使得工作效率进一步提高。此外,航测法的成果较为规范化和数字化,为铁路的勘探设计提供了基础方案。另一种定测的方案是使用高精度的数字模型进行阶段性的测量,这种方法不但可以减轻工作强度,还可以进一步优化线路方案。

结束语

高速铁路的施工对铁路的平面控制和高程控制的精度进行了深度的勘探,根据铁路的布设等级和布设层次可以为工程测量提供精确的数据,从而促进铁路建设的快速发展。

参考文献:

[1] 张红利.高速铁路工程测量精度和测量模式[J].数字化用户 ,2013(17).

[2] 姜晨光,董勤景,江世朝等.对高速铁路施工三维精准测控问题的几点思考[J].现代测绘,2013(2).

第8篇

【关键词】高速铁路;无砟轨道;连续梁桥;施工技术

1 引言

随着高速铁路、客运专线、快速客货混跑铁路和城市轨道交通的建设和发展,由于环保要求和地形的限制,出现了无缝道岔全部或部分设置在大桥、特大桥和高架桥上。过去在城市轨道的高架线路上,若出线这种情况,一般在无缝道岔的前后设置伸缩调节器或采用有缝普通道岔,但对于客运专线或高速铁路,桥上铺设普通有缝道岔难以满足高速行车的要求。

2 高速铁路连续梁桥施工控制应用现状

随着计算机和一些计算软件的出现,使得桥梁结构理论分析和受力计算能力都不存在什么问题,但桥梁设计者的设计意图能否真正得以实现往往还取决于施工技术,有些时候由于施工技术的限制而直接影响桥梁建设的发展;另一方面,桥梁施工技术的发展为实现桥梁设计意图提供了灵活多样的手段,为增大桥梁跨越能力、新型桥梁结构体系的开发、新型材料的应用、成桥状态受力与线形的改善、工程质量的提高、建设工期的缩短和工程造价的降低等提供了充分的条件和技术保障。因此,高水平的桥梁设计必须要有高水平的桥梁施工技术来支持,同时,桥梁建设事业的发展依赖于桥梁施工技术的发展,要提高桥梁建设水平,就必须提高其施工技术水平。

随着交通事业发展需要,大量的公路需要建设,桥梁作为公路的咽喉工程,其建设任务更加艰巨。事实上,任何桥梁施工,特别是大跨径桥梁的施工,都是一个系统工程。在该系统中,设计图纸只是目标,而在为实现设计目标而必须经历的施工过程中,将受到许许多多确定和不确定因素(误差)的影响,包括设计计算、建筑材料性能、施工精度、荷载、大气温度等诸多方面在理想状态与实际状态之间的差异,施工中如何从各种受误差影响而失真的参数中找出相对真实之值,对施工状态进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测,对设计目标的实现是至关重要的。

3 无砟轨道连续梁桥施工控制分析

3.1 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。

3.1.1 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。

3.1.2 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。

3.1.3 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。

3.1.4 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。

3.2 无砟轨道连续梁桥施工控制方法与建议

3.2.1 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。

3.2.2 构建完整的施工控制系统

大跨度桥梁施工控制是一个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。

4 结语

本论文主要结合高速铁路无砟轨道连续梁桥的施工特点和施工控制原则,详细探讨了高速铁路无砟轨道连续梁桥施工控制的方法与管理建议,对于工程应用实践以及实际的高速铁路无砟轨道连续梁桥的施工控制措施应用具有明显指导意义。当然,本论文所探讨的施工控制技术与方法不能够涵盖全部的施工控制技术与方法,更多具有工程实践应用意义的施工控制方法有赖于广大工程技术人员的共同努力,才能够最终实现提高我国高速铁路无砟轨道连续梁桥施工控制技术的水平。

参考文献:

[1]顾安邦,张永水.桥梁的施工监测与控制[M].机械工业出版社,2005.

第9篇

关键词: 高速客车 诱导空调

1 国内外铁路客车及其空调系统的发展

中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而,随着中国航空业的重组和大量高速公路的修建,航空运输和长途公路运输开始兴起,到1996年,中国的公路客运量甚至超过了铁路客运量。从1997年开始,中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此后中国铁路经过了几次提速,到2003年客车最高运行时速已经达到了200公里以上。[1]

在国外,高速铁路客车发展非常迅猛。例如,法国的高速铁路技术是一种比较成熟的技术,高速铁路(TGV)(Train a Grande Vitesse 法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发"21世纪之星"高速列车,这种列车除时速达350公里的超高速外,在性能上较以往有大幅度的提高,还具有乘坐舒适和车内安静的特点[2]。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具,几年内这种列车最高时速将达到400公里。

国内外高速铁路客车的发展告诉我们,铁路即将进入一个高速时代。为适应铁路高速化的要求,必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。

2 铁路高速化对客车空调装置提出的挑战

与普通空调客车相比,高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别,因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统,才能保证客车内达到所要求的空气参数和空气品质,为旅客提供舒适的旅行环境。

针对高速客车的运行特点对其空调系统提出了如下要求:

1)空调设备的安装位置要求降低

高速客车由于其速度快(一般都在200km/h以上),为了保证行车的安全并且为了提高运行的平稳性,其辅助设备(包括空调系统)及车体重心位置必须降低,以利于整车重心的降低。

2)空调系统的运转部件要求少

高速客车由于其停站间隔长,同时维护正常运营的人员少,因此必须保证其空气调节系统具有较高的稳定性和可靠性,这就要求高速客车空气调节系统的运转部件尽可能减少,以降低事故率,易于维护管理。

3)空调装置的安装空间要求小

高速客车由于其独特的设计结构(车体一般采用流线型优化设计),给其空气调节系统设备预留的安装空间较小,因此,只有针对其预留空间的结构特点设计研制合适的空气调节系统,才能满足车内的空气参数设计要求。

4)空调系统的运行品质要求高

高速客车由于其速度快,车厢的气密性高,车内人员较密集,同时客车运行时间比较长,因此对车内的空气品质要求高,否则旅客极易产生疲劳、恶心、乏力等不适症状。

5)空调系统的调节性能要求好

高速客车中一般都将整个车厢分割为若干个小包间,要求每个包间内都能够方便的单独调节每个包间内的空气参数,而且由于客车经过的地域室外参数差别较大,这就要求其空气调节系统的调节性能好,以利于适应不同的工况要求。

6)空调系统的工作条件差

高速客车空调系统的空气处理装置置于野外高速行驶的运动载体上,经常处于不稳定的环境条件下工作,列车本身的振动和与车轨的撞击会给其空调系统的运行带来很大的负面影响。

综合以上条件可以看出,高速客车对空调系统有较高的要求,因此,必须针对高速客车实际的运行工作条件研制设计相应的空气调节系统。针对高速铁路客车对空调系统的新的、更高的要求,本文提出了诱导空调系统在高速客车上应用。

3 全空气诱导空调系统在高速客车上的应用分析

按照诱导器内是否设置盘管,诱导空调系统可以分为两种类别:“空气-水”诱导器系统和全空气诱导器系统。“空气-水”诱导器系统的一部分夏季室内冷负荷由空气负担,另一部分由水(通过二次盘管加热或冷却二次风)负担。但是由于此种系统内部结构较复杂,一旦损坏维修量大,且占用空间大,同时需要一套单独的水系统,所以不适于高速客车的要求。在高速客车上采用的是另一种诱导空调系统——全空气诱导空调系统。

采用全空气诱导空调系统时,车内所需的冷负荷全部由空气(一次风)负担。这种诱导器不带二次冷却盘管,实际是一个特殊的送风装置,能够诱导一定数量的室内空气,达到增加送风量和减少送风温差的作用,有时也可以在诱导器内部装置电加热器以适应室内负荷变动的需要。

全空气诱导空调系统在客车上工作过程是:一次风(车外空气经过处理由风机送入车内)进入到诱导器的静压箱,经喷嘴高速喷出。由于高速喷射气流的引射作用使得车内的空气(二次风)被诱导到诱导器中,在混合箱中与一次风充分混合,然后经出风口送入到车内[3]。

全空气诱导空调系统特别适用于高速客车,与高速客车对空调系统的特殊要求相对照可以看出,全空气诱导空调系统具有以下优点:

节省车厢内的空间 高速客车由于其独特的设计结构,对于空间要求极为严格,空调占用的车厢空间应尽可能的小。由于诱导器系统空气处理设备的送风量仅为一次风量,因而风量小,使得系统处理设备及风道截面也较小,与以往的集中式空调系统相比,较好的解决了风道安装空间狭小的矛盾。且诱导器在车内布置灵活,能适应各种车型的需要。

2)提高车厢内的空气品质及人体的舒适性

由于高速客车密闭性高,运行时间长,所以对车厢内的舒适性及空气品质要求较高。而全空气诱导空调系统送风温差较小,送风量大,新风量充足,人体的舒适感和室内的空气品质较高。另外,在软硬座客车中,常用的顶送风空调系统气流直接吹向旅客头部,这样,在冬季会使旅客感觉头晕、不适,而夏季冷风先吹头部也容易使人感冒。而诱导器通常安装在客车车窗下部,不会对人体直吹,而且从送风口出来的气流沿车窗贴附流动到车顶部,在横断面方向形成环流,使旅客居留区处于空气的回流区内,大大提高了舒适度;并且由于新风量大,人体的舒适感也会明显提高。而对于软硬卧客车来讲,由于一般是两层或三层卧铺,车内空间有限,如采用大风道通风系统,冷风会直接从顶部吹到上铺旅客身上,人体的舒适感较差;而采用全空气诱导空调系统,风道布置于车厢下部,而诱导器布置于车窗下部,不会造成直吹,这样会大大提高车厢内人体的舒适度。

系统的稳定性与可靠性高 高速客车由于停站间隔较长,且由于列车高速行驶,工作条件恶劣,要求空调的稳定性与可靠性较高。诱导器空调系统的运转部件远远少于其他空调系统,这对于稳定性与可靠性都要求很高的高速列车来讲无疑是一个很大的优势;而且由于系统需要处理的风量变少了,这样,空气处理设备的使用寿命会大大提高,同时也就降低了空气处理设备的损坏率,为高速列车在恶劣工作环境下正常运行提供了保证。

转贴于 4)设备安装位置低

高速客车由于速度快,为了保证车身平稳及运行安全,要求车体的重心尽可能低。相比于顶置式空调系统来说,全空气诱导空调系统采用下部送风,空调机组可以安装在车下,且诱导器安装于车厢下部,从而降低了车体重心。

5)系统适用范围大,并可以单独调节

铁路客车由于经过的区域范围大,外部环境差别非常明显,因此要求空调系统能根据情况,及时调整。诱导空调系统可以在诱导器内装置电加热器以适应车内负荷变化的需要。当车内负荷变化时,可以通过开启电加热装置进行适应调整,使得系统的工况调节范围变大,更好的保证车内空气参数。同时,在每个诱导器入口处可以设置锥形调节阀,以实现包间内系统的单独调节[4]。

6)诱导器通常安装于车窗下部,这样,冬季由于热风首先接触玻璃窗,可以解决窗口由于温度低而产生凝结水和结霜问题。

综上所述可以看出,诱导空调系统是一种非常适用于高速铁路客车的空调形式,但是,其也存在着一些缺点需要进行改进。

4 高速铁路客车诱导空调系统的改进

4.1诱导空调系统存在的缺点

虽然全空气诱导空调系统非常适合于高速铁路客车的要求,但是它还存在着以下缺点需要加以改进:

新风比大,风机压头高,致使系统的能量消耗大。 系统的噪声较大,会造成噪声污染,影响车内的舒适度。 春秋过渡季节无法充分利用室外新风,系统冷量消耗大。 4.2诱导空调系统的改进措施

针对以上存在的缺点,可以采用以下措施加以克服:

集中排风,设置能量回收装置 根据文献[5],可以设置集中排风装置,并在排风与新风管道系统设置全热交换器,以利于回收排风冷量,降低系统能量消耗。

采取消声措施,降低系统噪声 为了降低系统噪声,在风机的出口管路设置消声静压箱,以降低风机噪声;在诱导器内部的静压箱内壁以及混合箱内壁贴高频吸声材料,以消除喷射噪声。由于诱导器噪声主要是由于喷嘴气流速度太大而引起噪声,因此可以通过增加喷嘴数量,增大喷嘴面积,降低喷嘴的气流速度来降低喷嘴喷射噪声。

设置旁通风道,充分利用自然冷量 为了在春秋季节充分利用室外新风,可以在空调包间的送风支管上设置旁通风道,使过渡季节的室外新风不经过静压箱和喷嘴而直接进入室内,这样,既节约了冷量,又提高了空气品质。

5 结语

本文对诱导器的基本原理及特点进行了简单介绍,针对高速铁路客车进行了全空气诱导空调系统的适用性分析,并对其某些缺点采取了改进措施。诱导空调系统在高速列车上的应用目前在国内尚无研究,而在国外已经进行了多项研究并部分投入使用。随着我国高速铁路客车的发展,诱导空调系统由于其对高速客车的良好适用性定将渐受重视。

参考文献

1 俞展猷. 国外高速列车发展简述与我国提速列车试验的回顾, 铁道机车车辆, 1999,(3):1~6

2 郭荣生. 国外高速旅客列车发展概况,国外铁道车辆,1991,(1):7~11

3 赵荣义范存养等. 空气调节(第三版),中国建筑工业出版社,1994

4 杨晚生. 客车空调静压均匀送风道的性能研究及诱导器的研制:[硕士论文].青岛:青岛建筑工程学院,2002

第10篇

关键词:地质雷达;高速铁路无砟轨道;脱空离缝

引言

我国是世界上高速铁路投入商业运营里程最长的国家,目前高速铁路运营里程已经突破1.6万公里,近7年的高速铁路运营实践表明:由于环境条件变化和列车冲击荷载的反复作用,局部地段已经先后出现了不同程度的路基病害,例如无砟轨道翻浆冒泥,沪宁城际铁路自2011年底开始常规检查以来,共发现有数十公里的路基地段发生了路基翻浆病害,大多数病害发生在混凝土支承层的底部附近,严重影响到列车运行的平稳性和行车的安全性。

无砟轨道出现冒浆的原因主要基床表层材料性质及当地气候有关,当地气候湿润,降水较多,雨水沿着轨道缝隙渗入支承层与基床表面的缝隙内,由于采用的级配碎石透水性差,缝隙进水后,在列车动荷载长期作用下,细颗粒被水冲出,产生冒浆现象。较硬的颗粒在动荷载作用下,相互摩擦形成碎屑在动水压力作用下液化并随着水从裂缝中流出。因此通过检测高速铁路无砟轨道支承层与基床表层脱空、离缝,可以对翻浆冒泥情况进行判断。

地质雷达具有快速、无损、高精度的优点,在工程病害检测领域得到广泛应用。文章以沪宁城际铁路某段无砟轨道翻浆冒泥病害检测为实例,在整治处理前,对无砟轨道翻浆冒泥病害情况进行检测,查明冒浆分布范围与发育程度,为确定整治处理方案提供依据;在整治处理后对注浆处理效果进行检测,通过注浆前后的雷达资料对比分析,评价注浆处理效果。

1 面波探测岩溶路基原理

地质雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR),是一种对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。

地质雷达勘探是以地下不同介质的介电常数差异为基础的一种物探方法,其工作原理就是利用高频电磁波(主频从数兆至上千兆赫)以宽频带短脉冲的形式,由地表通过发射天线向地下发射电磁波,由接收天线接收电磁波,当电磁波在地下旅行时,遇到具有电性差异的介质时(如空洞、分界面等),电磁波反射回地面由接收天线接收,根据电磁波的旅行时间、波形特征可以确定地下介质(目标体)的空间位置、几何形态等。

图1 地质雷达测试原理及采集示意图

2 工程实例

2.1 工程概况

沪宁城际铁路K245+780~K246+080段为低填浅挖地段,两侧各预留一股道,路堑边坡防护形式拱形截水骨架内植草灌木防护。轨道板为CRTSⅠ型板。该段支承层底部翻浆较严重,主要表现为在路肩上流淌着或堆积着由水与碎石垫层中细颗粒混合而成的泥浆渗出物,严重处渗出物厚度达10~50mm,个别地段泥浆渗出物被抽吸至轨道板表面道心内。

2.2 现场检测工作

测网密度、天线间距和天线移动速度应反映出检测对象的异常。根据高铁无砟轨道现场勘察和试验,一般沿线路纵向布置3~4条测线,分别沿上、下行线内外两侧支承层表面布置。

地质雷达检测使用美国Geophysical Survey Systems Inc生产的双通道SIR-20型地质雷达施测,天线频率900MHz,连续采集数据模式,每秒扫描100道,记录长度25ns,每道采样点数512。

2.3 资料处理流程

资料处理采用RADAN6.5雷达专用软件,采用人机对话的方式处理,其流程见图2:

图2 地质雷达数据处理流程图

2.4 实测资料解释

(1)无砟轨道支承层与基床表层接触良好特征

正常铁路路基一般具有填筑密实、厚度均匀等特点,无砟轨道支承层与基床表层接触良好,其雷达图像表现为波形平缓、规则、无杂乱反射等特征(图3),而有病害的路基的雷达图像则与此有明显不同。

图3 支承层与基床表层接触良好地质雷达时间剖面图

(2)无砟轨道支承层与基床表层脱空异常特征

通过对同相轴连续的追踪,找出振幅稍强的反射波来确定支承层与基床表层的分界面,可确定脱空、离缝的规模及延展范围,判定其严重程度。如图4所示,K245+907~+913支承层与基床表层界面的同相轴反射信号强,三振相明显,推测支承层与基床表层之间存在脱空、离缝。

(3)注浆整治前后对比

针对混凝土支承层与基床表层间的脱空、离缝,目前采取的整治措施为钻孔灌注高聚物化学浆,填充支承层与基床表层之间的空隙,恢复路基支承强度。通过注浆整治前后地质雷达资料的对比,可以对注浆整治效果进行评价。

如图5所示,K245+870~+874在注浆处理前,支承层与基床表层的分界面同相轴反射信号强,三振相明显,推测支承层与基床表层存在脱空、离缝(图5a);经注浆加固后,K245+870~+872雷达同相轴较连续,且相对较均匀,注浆前存在的脱空、离缝异常区域信号幅度变弱(图5b),说明经注浆处理后,支承层与基床表层耦合情况得到改善,加固效果良好;K245+872~+873.5同相轴反射信号仍然较强,三振相明显,说明注浆充填效果不好,需要进一步补注处理。

a、注浆前 b、注浆后

图5 地质雷达检测无砟轨道脱空时间剖面图

3 结束语

(1)地质雷达能够快速、有效地检测无砟轨道支承层底部与基床表层脱空、离缝,支承层底部与基床表层接触良好的雷达图像表现为波形平缓、规则、无杂乱反射等特征;支承层底部与基床表层存在脱空、离缝,雷达异常表现为同相轴反射信号强,三振相明显。

(2)通过对比分析整治处理前后地质雷达反射波组同相轴连续性和同一异常的振幅变化,可以有效地对支承层底部注浆加固效果进行评价。

(3)本次地质雷达在沪宁城际铁路无砟轨道支承层底部检测中的实际应用,效果显著,可以为以后同类工程检测提供参考。

致谢

本次检测试验与论文编写,得到了中铁第四勘察设计集团有限公司“铁路路基填筑质量检测物探技术研究(2013K98)”科研项目资金的支持,在此表示感谢。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.TB10013-2010.铁路工程物理勘探规范[S].北京,2010.

[2]李大心.探地雷达方法与应用[M].北京:地质出版社,1994.

[3]李大心.地球物理方法综合应用与解释[D].武汉:中国地质大学出版社,2003.

[4]魏祥龙,张智慧.高速铁路无砟轨道主要病害(缺陷)分析与无损检测[J].铁道标准设计,2011(3):38-40.

[5]郭福强,胡勇海,彭宇,等.高路无砟轨道隐患无损排查技术[J].科技创新导报,2014(5):24-25.

[6]潘振华.沪宁城际铁路路基翻浆原因分析及整治措施研究[J].铁道建筑,2014(3):74-77.

[7]马伟斌,李红海,郭胜,等.铁路隧道内无砟轨道结构病害检测与快速修复技术[J].中国铁路,2011(9):29-32.

[8]吴绍利,王鑫,吴智强,等.高速铁路无砟轨道结构病害类型及快速维修方法[J].中国铁路,2013(1):42-44.

[9]陈勋.无砟轨道路基翻浆病害整治措施探讨[J].上海铁道科技,2013(2):77-79.

第11篇

关键词:CA砂浆,干料,搅拌

 

1. 干料团现象

高速铁路板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(Cement and emulsified asphalt mortar, CA 砂浆)是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制得的具有特定性能的砂浆,分为CRTS(ChinaRailway Track System, 中国轨道系统)Ⅰ型和Ⅱ型两种[1, 2]。水泥乳化沥青砂浆采用灌注施工的方法,厚度为30~60mm,起支撑、调节、吸振等作用,是高速铁路系统的关键功能材料之一[3-7]。

新拌CA砂浆为具有较强流动能力、均匀分散的介稳悬浮体[8]。论文格式。其原料采用乳化沥青加干料的双组分模式,即液相原材料均添加于乳化沥青中,而固相的原料均添加于干粉砂浆中,此外,需加入一定量的水以调节砂浆的流动度。由于其含气量、分离度、工作时间等方面的要求,CA砂浆需用特定的搅拌装置并采用特定的搅拌工艺进行拌制。

CA砂浆一般的搅拌工艺为:先加入液料和水,搅拌一定时间;再加入干料;干料加完后高速搅拌一定时间;然后再慢速搅拌一定时间;再取样检测;检测合格后卸料。可笔者在施工过程中发现,施工一段时间之后,原先均匀砂浆中出现了一些小“疙瘩”,将“疙瘩”破碎后可看到灰白色未被润湿的干料,如图1所示。

图1 新拌CA砂浆中出现的干料团

未被搅散的干料团将对CA砂浆的质量产生严重影响。首先,它使砂浆实际的配合比受到影响,因为干料的局部集中将导致其他浆体中干料数量过少;另外,它将影响砂浆的力学性能,其力学的均匀性将因干料局部集中而改变,整体力学性能也将受到影响;此外,它将严重影响砂浆的体积稳定性和耐久性,未被分散的干料团在后期水化导致的体积变化将严重砂浆的体积稳定性,进而对砂浆耐久性产生影响。

2. 原因分析

由于此前并未出现过该现象,基本可以排除这是因搅拌时间不够导致的;另外,通过对原材料进行筛分和肉眼观察等,发现原材料中干料并没有因受潮而出现成团现象。在将这些因素排除后,笔者对砂浆搅拌车进行了观察,发现干料加料口粘料和搅拌机搅拌臂粘料是导致出现干料团的原因,如图2、3所示。

在图2中,干料加料口位于搅拌主机上方,当搅拌机载高速搅拌时,所飞溅起来的浆体将落至干料的加料口,并附在加料口表面。当搅拌下一盘CA砂浆,已通过计量的干粉被螺旋输送至加料口,粘在飞溅起来的CA砂浆表面,并没有完全落入搅拌主机内。随后,随着搅拌导致的振动等,部分干料才落入搅拌主机,但由于这部分干料搅拌时间不够,因此呈干料团状态。在早期,由于加料口较为洁净、平滑,口直径也较大,干料即使被粘住也很快落入搅拌主机中,但随着干料的越积越多,表面变粗糙,口直径也变小(图2),干料将很难短时间掉入搅拌机内。

在图3中,搅拌机采用三加一的叶片模式,叶片在绕搅拌中间的叶片轴转动外,还有主机的中心轴公转。论文格式。在加料时,由于叶片经过干料的加料口,部分料粘在搅拌臂上,随着搅拌臂的转动,部分干料才逐渐落入搅拌机内,而导致分散不均匀,出现干料团。同样在早期,由于搅拌臂较为洁净、平滑,且直径较小,不会出现干料团现象,但随着砂浆在搅拌上的积累与粘附,搅拌臂变粗、变粗糙,而导致了干料团现象。论文格式。

3. 防治措施

在经过干料团出现的原因进行分析后,我们对砂浆搅拌机的加料口和搅拌工艺进行了改进,有效的防止了新拌CA砂浆中干料团,如图4、5所示。

在图4中,笔者对加料口用橡皮套进行了延长,这样做有三个好处,首先,可以避免砂浆飞溅入加料口,而使加料干料结块,粘料甚至堵塞加料口(现场时有发生);另外橡皮套伸至刚好与搅拌臂保持一定的接触,这样搅拌臂转至橡皮套时,可以拍打橡皮套,而使橡皮套的粘料落下,而不是在搅拌快完成时落下;此外,当橡皮套的永久性结料至一定厚度而影响使用时,只需将其换掉即可,不耽误工期,而不像原先的加料口,当料积至一定厚度必须全部清除才能继续生产。

图5为笔者进行二次高压进水改进后的搅拌臂,从图5可看出,改进后的搅拌臂上已经看不到会灰白色的干料。所谓二次高压进水,是指开始只加入少许水进行拌合,当干料加料完成后,再次加入一定量的水(已通过计量),并以高压的形式加入,以对搅拌主机叶片等进行清洗,这样可以有效地避免搅拌臂、叶片等部位粘料,起到了较好的效果。

此外,当干料因受潮等原因出现结块时,也会出现干料团现象,但此时以上的改进措施将很难防止干料团的出现。在结块程度较轻的情况下,可考虑降低加料速率、延长搅拌时间的方法。若结块程度较严重,废料或将干料过筛,也可起到防止干料团出现的作用。但最好的办法还是应对CA砂浆的原材料进行严格的存放,并缩短干料的存放时间,以防止干料受潮。

4. 结语

CA砂浆是高速铁路的关键功能材料,其好坏关系到高速铁路的成败,尽管目前我国的研究机构和施工单位已对其有较为深入的了解,但由于其复杂性、和敏感性,对其在实际工程的应用尚不能完全掌握,因此应在应用中不断的积累经验并加以改进。

参考文献

[1] 铁道部科学技术司. 客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件[S].

[2] 铁道部科学技术司. 客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件[S].

[3] COENRAAD E. Recentdevelopment in slab track [J]. European Railway Review, 2003, 9 (2):81-85.

[4] SHIGERU M., HIDEYUKI T.,MASAO U., et al. The mechanism of railway tracks [J]. Japan Railway andTransportation Review, 1998, 3:38-45.

[5] TAKAI H. 40 yearsexperiences of the slab track on Japanese high speed lines [C]// Proc of 1stInt Cof. Valencia: Basque Department of Transport and Public Works EuskalTrenbide Sarea, 2007:234-246.

[6] MURATA O. Overview of recentstructure technology R&D at RTRI[J]. Quarterly Report of RITI (RailwayTechnical Research Institute), 2003, 44 (4):133-135.

[7] KATSUOSHI A. Developmentof slab tracks for Hokuriku Shinkansen line [J]. Quarterly Report of RITI(Railway Technical Research Institute), 2001, 42 (1):35-41.

[8] 中南大学. 客运专线无碴轨道技术再创新研究报告[R]. 长沙: 中南大学, 2007.

第12篇

【关键词】高铁站;客运枢纽;城市功能开发

1 前言

规划的成贵高铁起于成都南,途经乐山、宜宾等,而后进入云南境内,最后再进入贵州省毕节市、贵阳市,形成四川至珠三角等沿海地区的快速通道。成贵高铁的建设将极大的缩小毕节与贵阳、成都的时空距离,毕节市的交通区位将由目前的相对封闭状态,转向融入贵阳半小时生活圈以及成都1.5小时经济圈,将成为长三角与珠三角辐射大西南的重要节点。国内外经验显示,大型铁路枢纽客站周边地区将凭借其“综合交通枢纽”的优势,对城市的发展起到促进作用,使城市可以在市域甚至更大的范围内思考未来城市建成区的功能布局。

2 高速铁路的影响分析

2.1 高铁对城市产业的影响

根据国外高铁站建设的经验,乘坐高速铁路的出行主要以商务和旅行为主,同时包括一些短途的通行出勤和少量的长途旅行,由于商务、旅游、通勤等活动的需求,使得高速铁路与城市第三产业中的服务业发展密切,包括商务、商业、公共服务、休闲旅游等,城市经济发展中能够受到高速铁路带动和影响的部门也主要集中在这些方面。如法国高速铁路(TGV)的经验显示,高速铁路的建成影响了商业企业的选址行为,同时也带动了高铁站周边地区的发展。其中最为明显的体现在以下几个方面:商务出行活动总体增长了50%,其中铁路出行量增长了约一倍;TGV带动了旅游业的发展;原来在内地的中等规模的信息业公司通过TGV进入巴黎市场。

表1 高铁对城市产业的影响

对应产业 影响要素

房地产业 促进区域居住产业向高铁站周边地区扩散,推动新城建设

旅游 游客增加,聚集人气、住宿增加、娱乐设施增加

商业 利用城市公共交通枢纽,形成地方商业中心

资源型产业 有利于资源大量输出

一般制造业 有利于管理者出行、公司分布设置

高新制造业 与铁路相关的装备制造业存在发展可能

2.2 高铁站点的时空影响范围

高铁建设使得城市之间交流频繁,为优化调整城市空间结构提供重要机遇,其基本模式是以站点地区为核心的新城开发。从国内外相关经验上看,高铁新城形成以高铁站点为核心,包括周边一定服务区域,呈现出明显的圈层结构。核心圈层为500-800米,紧邻圈层为1500米,新城范围为一般以枢纽为核心,5000米范围以内。

3 地方发展诉求及发展趋势

3.1 地方发展诉求

梨树新客站的选址位于毕节市七星关区和大方县城的中心位置,处具有极其重要的区位以及较佳的可达性与服务条件,同时,其南部紧邻毕节职教城,有良好的人文环境和智力技术支持。地方政府希望在这一区域内,借助新客站带来的区域影响力,塑造一个崭新的核心城区,既能承担部分老城向外拓展的城市功能,又能促进七星关区―大方县城同城化发展,以适应本地区城镇化的发展需求。

3.2 发展趋势

根据地方发展诉求以及发展动因,本文得出以下趋势研判:一是重大基础设施建设以及快速城市化进程促使提升了区位条件,梨树新客站片区将成为门户地区,商贸业成为未来市场增长的重点,并将逐步升级;二是未来伴随着区位改善,将促使本地区优势产业逐步走向高端业态,商贸业成为未来市场增长的重点,并将逐步提升其产业层次;三是优势产业成长将带点相关产业链的发展,地区发展趋于多元,商贸业将带动相关居住、物流、展贸及相关设计行业发展;四是土地成本的提高对低附加值产业产生“挤出”效应,制造业将逐步从本区迁出。

4 用地功能策划

4.1 功能策划

高铁站周边区域必须具有多种复合功能,以吸引不同层次、不同类型的人们。功能的组合应充分利用新客站片区未来将成为中心城区的优势,应充分平衡本地、地区层面上的不同需求。在这些原则指导下新客站片区应进行注重空间环境,针对不同使用者的需求,梨树片区安排的功能包括:

(1)针对居民的居住生活功能

作为城市功能拓展的重要承载地,居住生活功能应作为新客站片区重要的一项功能,片区内应提供舒适、优美、生态、便利的居住环境,以满足购物、文化娱乐、教育、医疗等日常生活需求。

(2)针对技术人员、企业家的、投资者的商贸服务功能

商务服务功能主要包括商务办公、孵化、商贸物流中心等,片区应提供优美、舒适的科研开发的空间平台和居住环境,以及中高档次文化娱乐场所。提供高尚住宅,舒适、优美且价格适宜的办公空间和高档次文化休闲场所。该部分设施主要承担城市高端服务功能,提升地区档次。

(3)针对游客的休闲娱乐功能

主要包括度假型住宅、文化艺术、体育休闲公园、酒店等,为居民提供休闲放松、娱乐聚餐、旅游度假的场所。

4.2 空间功能布局

结合上述功能策划,在片区空间上构建“一轴一带多片区”的功能发展格局。

(1)一轴――中央商务发展轴

以高铁站为核心,打造南北向的中央商务轴。其中中部为中央公园,在其两侧布局商业办公区、商住区等,形成地区的商务核心区。在入口门户地区设置大型城市公共设施,如城市展览馆、会展中心、城市影剧院等,通过大体量的现代化建筑树立毕节新城市形象。

(2)一带――生态体育休闲带

南部归化河两侧用地均为峡谷峭壁等难于开发利用土地,且这些地区生态敏感性较高,规划将该类地区作为生态保育地区,在维持其原有生态系统的前提下发展体育休闲功能,如高尔夫以及其他山地运动等,为市民提供户外体育休闲服务。

(3)多片区

包括一个商务办公片区、两个商贸片区以及五个居住片区。其中商务办公片区充分利用高铁站场带来的大量人流物流优势,形成商业、行政办公、酒店、写字楼、会议展览以及餐饮、娱乐、休闲等多功能于一体的综合片区,通过繁忙的商业活动聚集人流和物流,以形成完善的区域商业商务中心。商贸片区凭借便利的交通条件建设展销商务综合发展区,集展示、贸易、办公于一体,同时在其周边相应配备物流中心。居住片区则结合现状地形以及规划道路等因素,共设置五个居住功能片区,每个居住社区配备一个邻里中心,为居住社区提供必要的生活配套服务。

5 结语

随着高铁时代的来临,高铁对城市化的冲击非常深远,从长远的观点看,高铁覆盖面在全国的扩展将为高铁沿线节点城镇提供跨越式发展的机会,中国将会出现大量的依托这种交通枢纽的建设起来的新城区。在这种发展趋势下,本文结合当地政府的发展诉求,提出新客站片区周边的用地功能布局安排,为其开发建设提供相关指引,同时也为其他相类似地区提供相关经验借鉴。

参考文献

[1]中国行业报告网 中国高速铁路行业投资方向与发展战略分析报告(2011- 2015年)

第13篇

Abstract: The ballastless track is a new direction for high-speed railway. With the rapid development of passenger dedicated line in China, it is necessary to study the maintenance of new ballastless tracks. In this paper, the property of the ballastless track and testing equipment is introduced and the technique of maintenance of new ballastless tracks is discussed.

关键词: 高速铁路;无碴轨道;维修;检测设备

Key words: high-speed railway;ballastless tracks;maintenance;testing equipment

中图分类号:U238 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)02-0061-02

0引言

高速铁路是国家现代化的重要标志,是一个具有时代性和国际性的概念。高速铁路车速高,传统有碴轨道结构由于碎石道床在列车荷载长期高速冲击作用下,易发生变形甚至出现道碴的磨损和粉化,使轨道结构的稳定性和平顺性相对较差,因而无碴轨道结构形式在我国高速铁路中被大量采用。无碴轨道结构因其具有轨道整体性强,平顺性好,横向、纵向稳定性好,结构高度低,几何状态持久,以及低维修量,社会经济效益显著等优点,在国内越来越受到重视。目前我国尚无大范围的高速铁路无碴轨道维修与养护的实践经验,为了实现高速铁路轨道“少维修”的愿望而言,应对无碴轨道采取“常检测”,“多保养”的策略[1~3]。

1无碴轨道的结构及特点

无碴轨道结构与有碴轨道结构的根本区别在于采用耐久性良好、塑性变形小的沥青或混凝土材料取代了有碴轨道结构中容易破碎、粉化的道碴材料,增强了轨道结构的平顺性和稳定性,使列车运行更舒适、快速和安全,同时也减少了轨道使用中的维修工作量。

无碴轨道由上部和下部结构组成,上部结构由钢轨、沥青和混凝土道床板、扣件、支承层和底座组成,也称之为轨道结构;下部结构包括隧道、桥梁和路基,即通常说的基础工程。无碴轨道结构类型较多,其主要区别在于:支撑扣件方式是有轨枕还是无轨枕;支承轨枕方式是埋入到道床板中、支承在道床板上还是嵌入到道床板中;道床板制作方式是预制还是现浇。根据以上区别,无碴轨道可分为以下5种主要结构形式:

1.1 轨枕支承无碴轨道特点为:①克服了有碴轨道道碴的离散性问题,特别是道碴飞散问题;②能够较好的抵抗磨损,从而可以抵抗变形,保持轨道稳定;③对减振降噪效果较好;④沥青基础施工完成后即可进行轨枕铺装,施工效率;⑤轨枕损坏时,更换维修方便[4]。

1.2 轨枕嵌入式无碴轨道由于轨下有弹性垫层以及橡胶套靴等,因而其具有良好的减振降噪效果,但由于在露天环境时,套靴防水效果与耐久性较差,因而其适用范围较小,一般只适用隧道内。由于轨枕块和套靴相互分离,因而在列车高速行驶过程中将影响轨道的平稳性。

1.3 板式无碴轨道板式无碴轨道是将预制好的轨道板直接“放置”在混凝土底座上,通过轨道板与底座间充填沥青混凝土材料调整轨道板,确保铺设精度。日本的新干线采用这种板式无碴轨道。由于其直接在工厂预制,因而具有施工快捷、效率高的特点,但因轨道板长度相对轨枕来说比较大,在曲线、道岔区以及钢轨伸缩调节器区组合使用时,要进行特苏设计,施工难度较大。

1.4 轨枕埋入式无碴轨道轨枕埋入式无碴轨道是将预制好的整体或双块式轨枕,在现场用过浇筑混凝土将轨枕埋入到混凝土道床板中或将轨枕“振入”到混凝土道床板中,使轨枕与混凝土道床板成为一个整体的无碴轨道结构形式,常见的有Rheda型、Zublin型。武广客运专线III标段采用Rheda型无碴轨道。Rheda型无碴轨道取消了原结构中的槽形板,使与现场灌筑混凝土的新、老界面减至最少,这有利于改善施工性,提高施工质量和结构的整体性。

2检测设备

传统的轨道检测一般分为静态检测与动态检测两个部分,这两个部分一般分开进行检测,而对于高速铁路的轨道检测,需要综合考虑列车在运行过程中的总体情况,应而提倡“综合检测”。与有碴轨道相比,虽然无碴轨道变形量少,结果强度高,线路的调整作业范围小、频率低,但无碴轨道的检测仍应包含静态检测和动态检测两个部分,并根据高速铁路的特点,应加强无碴轨道的动态检测,配置高效、高速、综合性强的检测车组,并配备专业检测车辆,与此同时还应提高静态检测设备配备的水平,将静态检测设备配备到基层。

2.1 综合检测车综合检测车综合了各专业检测车辆的优点,使得数据可以共享,并可进行综合分析,成为分析和检测设备技术状态的主要依据。建议在满足轨道、通信信号各专业、接触网通用检测周期的基础上开行综合检测车。

2.2 振动检测因为无碴轨道板和桥面板采用刚性连接,在列车高速下运行下,列车的蛇行运动会对轨道和桥梁造成不可忽视的振动问题,且在无碴轨道沿线,桥梁数量较从,因而有必要发列车上安装振动检测仪,用于监测列车的竖向震动和横向震动。

2.3 钢轨探伤车探伤检测应在维修天窗时间内进行。由于无碴轨道必须加强检测以防断轨现象的发生,因而钢轨探伤检测周期应比有碴轨道短,目前国内一般每月一次[5]。

3无碴轨道的养护与维修

无碴轨道因其高可靠性、高平顺性而得到广泛应用。无碴轨道另一个突出的特点是“少维修”或“免维修”,这个特点对高速铁路来讲尤为重要。但另一方面,由于完全不同于有碴轨道的结构特点,无碴轨道一旦产生不平顺,其整治将是非常困难的。我国基于日本板式无碴轨道养护维修方法,确定客运专线无碴轨道养护维修方法如下:当轨道变形较小时,可用钢轨扣件进行调整;轨道变形较大、仅利用扣件难以调整时,可在轨道板与砂浆垫层之间灌注充填材料进行调整;轨道变形很大、利用灌注充填材料都难以调整时,则可能是由于路基沉降量过大而引起,需要进行彻底整治。有关具体方法如下:

3.1 无碴轨道部件整修①混凝土结构裂纹。轨道板、长枕、支承块等五碴轨道部件都是混凝土结构,在运用过程中可能产生裂纹,这些裂纹分为结构裂纹和受力裂纹。在这些裂纹中,凡是影响结构部件承载能力的,都必须进行更换;而不影响承载能力的微细裂纹,则可采用涂抹树脂的方法进行补修。②预制件与封闭层之间的裂纹。当CA砂浆垫层平整度不好时,在列车动力作用下,轨道板、长枕或支承块等预制件与封闭层之间可能产生裂纹。由于封闭层是现场浇注,因含水量过大和施工质量问题也都可能产生裂纹。这些裂纹部位进水后将会造成封闭层的进一步破坏,因此,一旦产生裂纹,要及时用水泥砂浆封缝。③混凝土凸形挡台破损。当发现凸形挡台损伤时,要凿掉凸形挡台的混凝土,重新配筋、立模,喷射混凝土和树脂,对凸形挡台进行修复、补强。

3.2 无碴轨道整正作业无碴轨道铺设的高精度可以保证高速铁路高平顺性的要求,因此轨道几何形态应该是长期稳定的,即使在运营条件下出现轨道几何尺寸的偏差,也应该数量不多、幅值不大,进行微调就可以了。①轨向。无碴轨道的轨向整正作业与有碴轨道类似,其调整的方法是改变轨距挡板号码。②水平及高低。如果在混凝土基床和CA砂浆垫层之间、CA砂浆垫层和轨道板之间出现空隙时,则需要对轨面相对高程进行调整:当空隙较小时,可用调整垫板或可调衬垫整正轨面高低;当用调整垫板或可调衬垫难以整正轨道高低变形时,可采取把轨道板抬到绝对标准上再用注入树脂的方法来修补。

4无碴轨道维修的几点思考

国内外研究成果及经验表明,列车的速度的提升的制约因素为轨道的平顺状态,也就是说,只有保证良好的轨道平顺状态,才有可能较大幅度地提高列车运行速度。要保持良好的轨道平顺状态,必须考虑3个方面的因素:一是采用新的技术措施和施工工艺,如:钢轨铺设后用打磨列车打磨钢轨表面,消除钢轨焊接接头初始短波不平顺以及钢轨表面由于施工中造成的钢轨表面微小缺陷和钢轨的原始表面微小裂纹;分层压实路基,完工后的基床表面不得有任何缺陷;一次铺成无缝线路,不用短轨过渡;二是采用高标准的轨道、线路、桥隧、土工等设计标准;三是建立科学的轨道养护维修体制,制定严格的轨道不平顺管理标准,保障列车安全、快速、舒适地运行。很显然,前2项措施是与设计、施工有关的,在客运专线建设之前、之中设计院、工程局就应充分考虑;而第三项措施则与铁路工务部门有直接关系,其担负着客运专线在长期运营过程中保持轨道平顺状态的艰巨任务。因此,在快速客运专线大量建设、运营的时期,如何采用科学的管理手段和方法来保持轨道的平顺状态是铁路工务部门面对的一个新课题和挑战。轨道养护维修体制包括养护维修、检测方法和手段、维修基地和检测基地的设置及天窗设置等内容,而轨道不平顺管理标准则分为若干等级,包括:作业验收目标值、舒适度目标值、预防性计划维修管理值、紧急补修管理值、慢行管理值等,目的在于对轨道不平顺在不同阶段、不同层次上进行控制,保证行车的安全性、舒适性。

由此可见,轨道管理与控制涉及的内容很多,但最终的表现形式是:采用检测手段定期对轨道实际状态进行检测,然后用各级轨道不平顺管理标准进行评估,对超限地段制定维修计划,用各种维修机具对轨道进行维修,再检测,再维修,直到满足标准为止。这个过程中,有效的检测手段、高效的维修机具对修理、维护轨道,保持其平顺性具有重要的作用。

5结语

综合考虑国外高速铁路养护维修技术的经验和国内的实际情况,客运专线应采用以下线路养护维修技术:以轨检车检测数据为依据,以大型养路机械为主、小型养路机械为辅,利用“维修天窗”进行线路设备检查、维修和保养,并严格执行检查验收制度。

参考文献:

[1]高静华.日本新干线线路养修技术与管理[J].上海铁道科技,2000,(3):46-49.

[2]储孝巍.客运专线轨道检测及维修技术的分析探讨[J].铁道标准设计,2005,(2):29-32.

[3]卢祖文.客运专线铁路轨道[M].北京:中国铁道出版社,2005.

[4]何华武.我国客运专线应大力发展无碴轨道.中国铁路,2005,(1):11-15.

第14篇

关键词:列车中心,高速铁路

 

随着我国国民经济的飞跃发展.,出行距离的远近对于旅客的影响已越来越强烈,而依靠既有铁路客货混运的运输模式来讲一是安全压力越来越严重,二是黄金周客流运输需要停货保客,给国民经济的发展造成了阻滞。而要改变这一状况,再通过既有铁路提速改造来挖潜已远不能适应旅客流动的需求,因此大规模兴建客运专线将是现在与将来一段时间我们所面临的唯一选择。免费论文参考网。而基于轮轨运输的客运专线又是最为经济安全系数最高舒适性极佳的一种高效能运输方式。郑西客运专线作为我国建成的有一条高速铁路,将会给沿线人民的出行需要提供了一条便捷高效舒适经济的新选择。在这条客运专线中,信号列控(CTCS)新技术的大力投入使用,为高速铁路动车组提供安全稳定的行车保证。

CTCS(Chinese Train Control System)中国列车运行控制系统规范,包括地面子系统和车载子系统。免费论文参考网。对车载设备而言采用的是超速防护系统(ATP);对地面设备而言,采用的是列控中心、轨旁电子单元、应答器三部分组成。超速防护系统为司机的驾驶划线,在司机超速的时候提供告警,若司机没有人为采用制动措施或者误操作,这时候由超速防护系统输出制动指令,减速或者停车,保证动车组安全运行。而列控中心控制发送正确的报文经轨旁电子单元信号放大传送给应答器,应答器发送给运行的动车组限速信息和定位信息等。CTCS是为了保证列车安全运行,并以分级形式满足不同线路运输需求的强制性技术规范。

CTCS分级:

CTCS 0级:通用机车信号+运行监控记录装置 ;CTCS 1级:面向160km/h以下的区段,在既有地面设备基础上强化改造并增加点式设备 ;CTCS 2级:面向提速干线和高速线,基于轨道传输信息的列车运行控制系统;CTCS 3级:基于无线传输信息并采用传统方式检查列车占用的列车运行控制系统 ;郑西客专采用的正是CTCS 3级。

1.列控中心主要功能

1.1系统启动。系统启动应由系统自检、与外部系统按一定顺序建立通信两个过程组成。

1.2速值以及联锁进路状态等信息,应能够正确选择所存储的报文。选择报文时应考虑下列错误,并采取相应的防护措施:报文寻址错误; 报文内容传输错误; 报文内容存储错误。

1.3轨道电路编码。对于站内轨道区段,列控中心应根据本进路及前方进路状态,按照轨道电路信息编码逻辑,生成对应各个轨道区段的信息码。区段解锁后恢复发送检测码。免费论文参考网。对于无岔站根据进路状态发送相应的信息码。对于区间轨道区段,列控中心应根据前方轨道区段占用状态以及前方车站接车进路开通情况,按照轨道电路信息编码逻辑,生成信息码。通过站间安全信息传输获得邻站(或区间中继站)所辖相关区段的状态以及其他编码所需的信息,实现闭塞分区编码逻辑的连续。

1.4轨道电路发送方向控制。各轨道区段均设置用于改变发送端、接收端发码方向的方向切换继电器(FQJ)。列控中心根据区间运行方向和站内进路状态,分别驱动区间轨道和站内轨道方向切换继电器,控制轨道电路发码方向。

1.5区间轨道区段状态判断。控中心应具有区间轨道区段状态判断功能,采用独立的软件模块。通过采集轨道区段状态,按¡占用出清顺序检查¡的逻辑实现对轨道区段正常占用、故障占用、分路不良的判断并采取相应防护。

1.6区间运行方向与闭塞 应符合故障¡安全的原则,保证相邻车站不处于敌对运行方向本站列控中心在确认整个区间空闲及对方站未建立发车进路时,方能改变区间运行方向。改变运行方向应由原处于接车状态的车站办理,随发车进路的办理而自动改变运行方向。应防止当区间轨道电路分路不良时,错误改变运行方向。

1.7区间信号机点灯控制。列控中心根据轨道区段的正常占用、故障占用、分路不良状态以及进、出站信号机状态,驱动区间通过信号机点灯LJ、UJ、HJ 继电器,通过信号机的显示与轨道电路低频信息码的关系应符合TB3060 及有关规定的要求。

1.8站间安全信息传输。列控中心与相邻列控中心间的安全信息传输通道完成线路分界处的信息(如闭塞分区状态、低频、信号机状态)、灾害防护、线路改方信息、闭塞分区状态和低频等信息传输。

列控中心向其他设备传递安全信息,信息编码和传输设计应符合引用《封闭式传输系统中安全通信要求》的相关要求;对于传输安全信息的通道应冗余配置,单通道故障时应能自动倒机,并不应导致系统间信息传输错误;采用统一的通信接口协议,能够实现与不同型号的计算机联锁、CTC系统以及列控中心之间互连互通;监视各通道的通信状态。列控系统与其它系统之间的接口有以下几种:

1.8.1与CTC系统接口(P口)

列控系统接收CTC系统的信息:临时限速命令:包含命令号、列控中心编号、线路号、起始/终点公里标、限速值等信息;时钟同步校对信息(CTC提供时钟);进路信息(用于无岔站)。列控系统发送CTC系统的信息:临时限速状态信息,设置失败信息;列控中心运行状态信息:列控中心编号、主备状态、通信端口状态、线路临时限速状态、LEU 端口状态、中继站列控中心相应状态 ;区间方向及闭塞状态;区间轨道区段占用/空闲信息;区间信号机状态信息。

1.8.2与车站联锁系统接口(Q口)

列控中心应和计算机联锁在逻辑运算层间建立安全信息传输通道,直接交换四类信息:进路锁闭信息、区间闭塞信息、区间轨道占用信息、部分站联条件信息;应从车站联锁系统实时接收列车进路信息、区间改变方向请求信息、站内区段锁闭信息;应实时向车站联锁系统发送允许向区间发车信息、部分站联条件信息;

1.8.3与集中监测站机接口(R口)

向集中监测站机发送的信息:车站列控中心运行状态和各通道通信状态;临时限速命令、临时限速状态、临时限速设置异常信息;发送给LEU的应答器报文特征字;所接收到的LEU状态监测信息;轨道电路状态信息;区间运行方向的状态信息、向区间发车的请求信息、允许向区间发车信息、改方向执行情况信息以及辅助改方操作记录;站内轨道电路方向控制状态信息。

1.8.4与LEU接口(S口)

LEU运行状态信息;应实时将应答器报文发送给相应的LEU;应采用安全接口协议,具备时间戳检查、接收和发送地址检查、双通道校验计算、滑动窗口接收等多种防护手段;实现正线LEU冗余配置。

1.8.5与轨道电路接口(T 口)

应采用安全通信接口协议;应从轨道电路实时接收轨道区段状态信息; 应实时向轨道电路发送载频信息、低频信息、轨道电路分路不良状态信息。

1.8.6与相邻列控中心接口(U口)

区间中继站轨道电路状态、信号机点灯状态信息;区间方向切换继电器同步状态信息 ;区间闭塞和方向条件信息;相邻车站和区间中继站临时限速信息;区间中继站列控中心运行状态信息;车站联锁所需要的信息;编码所需要的信息。

1.8.7与继电电路接口(V口)

①方向切换继电器(FQJ)。列控中心根据联锁系统提供的进路信息确定每个区段的行车方向,由列控中心控制各个区段的方向切换继电器;②站内轨道继电器。对于保留轨道继电器的区段,列控中心通过采集轨道继电器得到轨道区段的当前状态,并作为编码的依据。

车站列控中心系统能满足新建客运专线ATP车载设备对地面控制信息的需要,应用于客运专线的基于安全计算机的信号设备,满足与其它信号设备安全性信息交互的要求和高速铁路运行安全的需要。

2.结束语

通过投入应用国产的高速动车组,采用中国列车控制系统等先进的设备,客专线已具备开行高速列车的条件。同时,结合客专线的线路特征,经由地区及其它特点,郑西客专线每日开行7对14个车次的高速动车组,最高时速达394.2km/h成为世界上最快的运营性高速铁路,最大年输送能力8340万人,其中近期约3700万人。郑西高铁作为徐兰(徐州-兰州)客运专线的一部分,全线贯通后将方便两亿多人口的出行。然而,仅郑西段就有近一亿人口,它的开通运行,对于后期打通徐兰客运专线起着至关重要的作用。高速铁路的不断投入开通对我国人民群众的出行带来便利。

参考文献:

[1]郑西高铁技术信息汇编.

第15篇

自开通高速铁路(以下简称:高铁),在短时间里,我国的高铁建设和发展速度就取得了举世瞩目的成绩。根据《中长期铁路网规划(2008年调整)》规划,10年以后,我国高铁营业总里程数将超过1.6万公里,形成总规模达5万公里以上的高速铁路、城际铁路和客货混跑快速铁路相互连接的铁路网络,覆盖90%以上的人口。但高铁建成后,具有针对性的调度运营管理管理方法还不成熟[1]。目前,大都是在既有线基础上对高铁进行运营管理,从而导致高铁运营调度指挥效率较低。因此,如何提高调度指挥效率、健全和完善调度管理办法显得十分重要[2]。

王东海(2011)[3]基于调度员视角,以京沪高铁运营调度为例,通过问卷调查的形式获取京沪高铁运营调度中遇到的问题,并对影响高铁运营调度效率的因素提出相应的改进方法。为确保高铁安全以及正常的运行秩序,赵春雷(2010)[4]结合高速铁路运输特点及对调度指挥的要求,探讨了如何设计高速铁路调度体系。徐汉强(2012)[5]从高铁运营调度组织、管理、作业、培训体系建设四个方面的标准化工作着手,试图建立相互配合、相互协调的高铁运营调度指挥管理标准体系。另外,褚飞跃(2012)[6]针对我国高铁调度指挥现状和特点,研究了高速列车调度指挥系统的可靠性及应急处置办法。综上所述,可知,还没有学者从调度员视角对高铁运营管理调度优化进行相关研究。

因此,本文从高铁运营管理调度优化的视角出发,通过对京沪高铁指挥现状进行分析,发现其存在的问题。并针对这些问题,基于调度员视角,对高铁运营调度指挥流程进行优化,从而实现提高高铁运营调度管理效率的目的。

二、京沪高铁运营调度指挥现状

京沪高铁运营调度指挥是在现有铁路调度指挥模式基础上进行调整得到的。而现有的铁路调度指挥模式的形成受到设备、观念、运能等情形的限制。因此,高铁照搬这种调度运营指挥模式就显得捉襟见肘。

1.京沪高铁运营调度指挥流程

京沪高铁调度指挥采用的是二级指挥模式,其大致指挥流程是:以信息技术、网络技术为支撑,调度指挥中心和高铁调度所负责总体调度指挥,下级各调度单位负责相应调度工作的上下两级指挥模式。其中,上级负责总体指挥,下级负责实际运行并向上级汇报实际运行情况,具体如图1所示。

图1 现有高铁运营调度指挥流程图

2.高铁运营调度指挥存在的问题

(1)主导思想不适合高铁运营调度

总体来说,我国铁路客货运输能力还无法充分满足生产、生活的需要。从而使得京沪高铁形成以了“行车指挥为核心,发挥运输潜能为指导,满足客货运需求为目的”的主导思想。其主要表现为:缩小列车运行间隔;加快列车周转,提高列车行驶速度;以保畅通为首要任务。

上述指导思想,在一定程度上,通过一味追求列车开行对数指标来达到满足旅客需求的目的。而高铁服务产品的设计是铁路企业和旅客之间的双向互动过程。因此,如果不考虑旅客的真实需求,不努力满足旅客需要,将会降低高铁的运营调度效率。

(2)运行图编制方案和列车开行审批手续上存在问题

一直以来,我国铁路路网运输都是统一运用的。即执行统一的列车运行图、列车按统一的车流路径运行、货物列车按统一的列车编组计划进行编组。

但是,随着经济的发展,客运市场的逐渐成熟,从而导致高铁客运需求在时间和空间上都会出现比较严重的不均衡。从铁路运输的总体情况来看,主要包括:时间上的不均衡性,主要体现在上下班,节假日,春运、暑运等方面;空间上的不均衡性,主要体现在上下班客流方向,节假日客流方向,春运、暑运客流方向上。

因此,目前为迎合高铁运营调度在时间、空间上的不均衡性,在公布的基本列车运行图基础上,同时按线路公布2至3套分号运行图,供春运、暑运、节假日等客流高峰时段开行。但是步子迈得较小,列车开行方案还不够灵活。

(3)岗位分工和调度指挥信息传递渠道存在问题

京沪高铁的开通,虽然在一定程度上缓解了铁路运输能力紧张的局面。由于存在主导思想和运行图编制方案、列车开行审批等问题,导致在对高铁运营调度岗位设置上存在一定的问题,主要表现为列车调度员80%以上的工作量是安排与指挥调度区段管内的调车作业及货物列车的运行。

另外,随着各条高铁线路开通运营,各铁路局调度所分别根据高铁需要增设了相应的调度台或部分改变了原有调度台的职能,比如北京局增加了高铁客运调度台、客服综控调度台、高铁机车调度台和高铁专职值班副主任岗位,原动车调度台不变,但不再负责有关机车乘务作业,除负责原动车台主要工作以外,还负责与邻局动车台和外局相关动车所间联系协调工作。根据图1所示调度流程,当需要处置突发事件、设备故障、事故救援处置等情况时,就会导致信息和指令传递过程反复多次。造成行程调度实时性差,降低了高铁运营调度指挥效率。

综上所述,对高铁运营调度指挥进行优化,以提高高铁运营调度指挥效率,显得十分必要。

三、高铁运营调度指挥优化研究

1.转变高铁运营调度指挥指导思想

针对目前高铁运营调度作业和管理过程中存在的问题,最需要转变的是高铁运营调度指挥指导思想,即从原来的以“保生产”为目的向以“服务旅客”为目的转变,从而彻底从现行以行车指挥为核心的主导思想中解放出来。

2.下放运行图编制权限,简化列车加开、停运手续

目前,我国各高铁以独立系统为单元,从而保证期通过能力和列车开行方案不受外线干扰,而且本线列车运行也基本不受影响。在这种条件下,通过下放运行图编制权限,简化列车加开、停运手续,编制适合高铁的列车运行图,就更能够灵活应对时间、空间上的不均衡性问题,从而满足了旅客的需求,赢得了市场。

3. 明确岗位分工,确保指挥信息顺畅

随着高铁运营调度指挥的主导思想由“列车运行组织”向“以客运服务为核心”的转变,铁路局调度所内部各调度员岗位分工也需要进行相应调整。主要表现为:

(1) 客运调度员不再直接指挥车站;

(2) 动车调度员不再直接指挥随车机械师;

(3) 列车调度员直接指挥车站客运值班员、随车机械师和列车长;

(4) 调度所各岗位调度员接受客运调度员指挥;

(5) 列车调度员可指挥动车调度员和客运调度员相关站段了解列车组结构,并围绕客运调度员展开工作。

通过上述岗位分工以后,以图2为总体指挥流程进行高铁运营调度,实现提高高铁运营调度指挥效率的目的。

图2 优化后的高铁运营调度指挥流程图

四、结束语

本文通过对现有关于高速铁路运营调度指挥的研究现状进行梳理分析,并基于作者在北京铁路局调度所的实际工作经验,整理出了京沪高铁运营调度流程以及存在的问题。在此基础上,以未来高速铁路发展为导向,以客运服务为核心,提出了转变现有高铁调度运营的指导思想,通过下放运行图编制权限以及简化列车加开、停运手续,通过对调度员的岗位进行合理分工,以实现满足日益增长、变化多样的旅客需求。

参考文献:

[1]王健.高速铁路调度问题及对策[J].郑铁科技通讯, 2011,2:32-36

[2]吴昊.高铁调度工作实践的探讨[J].西铁科技, 2012, 3:25-26

[3]王东海.基于调度员视角的高铁调度管理效率研究[D].西南交通大学硕士论文, 成都, 2011

[4]赵春雷, 刘志明.高速铁路调度指挥体系的研究[J].铁道经济研究, 2010, 6:15-18

[5]徐汉强.高铁调度标准化管理体系构建探讨[J].上海铁道科技, 2012,4:9-11