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“高鐵時代”下的計量支(zhī)撐

發布時間:2015-06-26 作者: 來源:中國計量網 瀏覽:2386

    近期,新一代高速動車組(zǔ)和時速400公裏高速(sù)綜合檢測列車在(zài)京滬高鐵上海段(棗莊西-南京南-上海虹橋)“試跑”。中國高鐵完美地實現了(le)時速200公(gōng)裏、時速300公裏、時速(sù)300公裏以上(shàng)的三(sān)級(jí)跳,正(zhèng)是這一次次的提速,中國開啟了領(lǐng)跑世界的“高鐵時代”。
    高鐵(tiě)建設(shè)是一個龐大的係統工程,其(qí)中軌道作為高鐵的主要結構物,其結構(gòu)技術直接影響高速列車的速度、安全和(hé)舒適,是高鐵的核(hé)心關鍵技術之一。目前在(zài)我國,高(gāo)鐵建(jiàn)設普遍采用無砟軌道。
    據了解,與傳統有砟軌道相(xiàng)比(bǐ),無砟軌道具有結構(gòu)穩定、使用免維修、壽(shòu)命長等特(tè)點,並運用(yòng)了世界先進的百米定(dìng)尺鋼軌連續焊接工藝,保證了線路的高平順性,提高了旅客乘坐的舒(shū)適度,而且減少了(le)鋼軌與列車車輪的磨耗。
    高速鐵路最大的特點是快,而快的同時必須保證高平順性、高穩(wěn)定性、高安全(quán)性、高舒(shū)適性(xìng),要達到這樣的目標,必須提高(gāo)軌道測量準確度,計量技術是保證測量準確度得以實現的重要基礎,它在(zài)高鐵軌(guǐ)道建設(shè)中扮演怎樣的角色呢?
    據負責石武客運專線湖北段建設的中(zhōng)鐵(tiě)十一局朱玉中工程師介紹,在高鐵軌道建設過程中,計量是貫穿整個過程的主線??沒有精準的計(jì)量,建設過程中的技術問題無法解決,施工工(gōng)序都無法開展,可以說無砟軌道的設計、製造、安裝誤差都(dōu)是以毫米來度量的(de)。可以形象地說,計量就(jiù)好比(bǐ)人體的(de)中樞神經。他向我們介紹(shào)了幾項無砟軌道建設中(zhōng)的關(guān)鍵技術,其中的計量工作質量(liàng)是至關重要(yào)的。

   
軌(guǐ)道板(bǎn)鋪設過(guò)程

    軌道板的鋪設是高鐵軌道施工建設的關鍵一(yī)環。具有技術工藝新、質量要求高,工期非常短的特點和難點。
    據了解(jiě),底座板施工必須在路基和橋梁的沉降、變形基本穩定後才能進行。整個鋪設過程要經過粗放、精調、灌漿、張拉及連接等幾道工序後方可完成。
    軌道(dào)板鋪設過程中平(píng)麵控製和高程控製(zhì)起(qǐ)著(zhe)重要作用。高程控製在底座板施工時標高已經確定,精調時再精確調整。而在平麵(miàn)控製過程中(zhōng),要用到1201 的全站儀,準確(què)度保證在縱橫?5mm範圍內。同時為了保(bǎo)證放樣的準確度均(jun1)采用高準確度儀器(如1201 全站儀(yí)),高準確度的測量方法(後方交會(huì)的方法,每站設站準確度確定在?1mm範圍內)。
    目前,在軌道板鋪設(shè)中要用到多種精測(cè)儀器。曾經的準確度為6″的儀器已經不能滿足高鐵工程的計量要求。據專家介紹,軌道板粗鋪這道工序可以靠眼來判斷定位,但後麵的精調就隻能靠精測儀器了,其調(diào)整誤差不能大於?0.3mm。為保證列車快速行駛,參(cān)數必須固定不變。兩(liǎng)個鋼軌的(de)線間距,在運行(háng)過程中規定正負距離和高低差都要保持在(1~2)mm之間,最大不能超過2mm。在此過程中要用(yòng)到高準確度經(jīng)緯儀、數字(zì)水準儀、測角準(zhǔn)確度為1″的(de)全站儀等精測儀器。

   
基礎變形的控製問題


    據介紹,無砟軌道道床結構采用鋼筋混凝土構件替代原有的有砟軌道中的道(dào)砟層,道床一次施工成型,建成後及運營過程(chéng)中隻能通過扣件進行小範圍的調整,因此對鋪設無砟(zhǎ)軌道的線下基礎的變形計量控(kòng)製要求(qiú)非常嚴格(gé)。
    專家介紹,我國(guó)地域遼闊,地(dì)質條件(jiàn)多變,這給高鐵(tiě)無砟軌道的(de)路基沉降和(hé)橋梁(liáng)變形計量控製提(tí)出了更高的要求。無砟(zhǎ)軌道道床結構采用鋼筋混凝土構件,不具備高低調整(zhěng)能力,一般(bān)要求鋪設無砟軌道後路基麵(miàn)工後沉降(jiàng)量(liàng)不超過軌道扣件調整(zhěng)的範圍,一般不(bú)大於15mm,而橋梁梁端轉角限製為1.5‰(梁端懸出長度不大於0.55m),標準甚至比F1賽(sài)車跑道還要(yào)高。
   

精密測量控製網


    高精度測量網(wǎng)的建立是高鐵建設中的一項關鍵技術,它對保(bǎo)證高鐵高速運行(háng)的穩定性、安全性至關重(chóng)要。
    根據《客(kè)運專線無砟軌道鐵路(lù)工程測量暫(zàn)行規定》,無砟軌道精密控製測量體(tǐ)係按照三級布網控製(zhì),即:基礎平麵控製網(wǎng)CPⅠ、線(xiàn)路控製網CPⅡ、基樁控製網CPⅢ(接觸網立柱上)。
    據專業人士介紹,無砟軌道施工前,應建立高精度的精密平(píng)麵、高程控製測量網(CPⅢ控製網),利用粗調機和精調機及其配套軟件對無砟軌道鋪設進行精確測(cè)量。誤差均控製在毫米級以內。
    通俗地說,采(cǎi)用LeicaTCA2003型全站儀在路基(jī)上每隔(50~60)m就設一對測(cè)量控製點,這樣的點越多,密度越大,測(cè)量(liàng)的準確度越高。在高(gāo)鐵軌道施工過程中,CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ3種(zhǒng)網絡組成一(yī)個統一空間數據基準的高精度(dù)測量控製網,其核心作用就是保障軌道形狀和位置的精確定位,為線路鋪設過(guò)程中提供準確的幾(jǐ)何線性參數。
   

無縫線路(lù)的實現

    無縫線路的定義是由許多根標準長度的鋼軌焊接成一定長度的長鋼軌線路。目前,我國高鐵無縫線路的普遍應用,大大降低了列車運行中的振動噪聲。
    據了解,無縫線(xiàn)路中包括多項技術,就目前在(zài)建(jiàn)的石武(wǔ)客運專線來說,其中應(yīng)力放散和移動閃光焊技術是無縫線路的鋪設的關鍵。
    應力放散(sàn)是(shì)為了保證鋼軌在鎖定軌溫下達到零應力狀態,簡單地說就是解決軌道的熱脹冷縮問題,使鋼軌處於鎖定狀(zhuàng)態。據專業人士(shì)介紹,應力放散應做到放散均勻、鎖定準確。相鄰兩單元軌節(jiē)的鎖定軌(guǐ)溫差不大於5℃,左(zuǒ)右兩股鋼軌鎖定軌溫差不大於3℃,同一設計鎖定軌溫差(chà)不大於10℃。應力放散時,每隔100m左右設一個臨時位移觀測(cè)點,以便觀測鋼軌位移量,保證鋼軌位移要在(zài)設計要求允許範圍之內。要做到這些,無論是在烈日炎炎的夏日,還是在雪花紛飛的冬天,計量人員基(jī)本每天(tiān)4時起床,攜帶專業計量儀器去工地實地檢測。
    我們知道,每根鋼軌聯結(jié)成軌道,鋼軌之間會有一個接頭,接頭之間還有個軌縫,接頭的質量(liàng)直接影響列車運行的平穩性。為(wéi)了解決此問題,采用高準確度儀器、先進的連(lián)續閃光焊接(jiē)技術(shù),焊接性能優異,焊接工藝穩定,不但能保證焊縫的質量和準確度,還保證了焊縫質量的一致性。
    隨著列車速度的提高,實現了無縫線路全部接頭質量(liàng)能夠保(bǎo)證高可靠性和高一致性(xìng),以滿足(zú)鐵路高速行駛的(de)要求,最(zuì)大限度地降低了列車在運行時(shí)產生令(lìng)人討(tǎo)厭的“哢噠哢噠”聲。在此過程中,位移傳感器、探傷儀、紅外測溫儀等精測(cè)儀器起到了關鍵作用。
    據悉,目前高鐵軌道施工中使用的精測儀器以及運用的技術(shù)已經達到工程測量界(jiè)的最高水平,直接推動了工程測(cè)量的發展。可以說,計量已成為高鐵軌道工程的靈魂。
    為了(le)給石武高鐵軌道建設(shè)提供有力的(de)計量技(jì)術支持,中鐵十(shí)一局還加大了計量設備投入。同時為保證工程施(shī)工(gōng)質量對在用(yòng)的計量器具每年投入計量檢定費用幾百萬元。
    未來,中國高鐵的奔(bēn)馳速(sù)度還將加快,正(zhèng)如鐵道部總工程師(shī)何華武所說:“車速越快,對鐵路的要(yào)求越高。”那時對高鐵軌道(dào)測量準(zhǔn)確度的要(yào)求將會進一步提高,對計量將會提出更高的挑戰。

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