杭长高铁长波高低不平顺问题的研究与分析

吴晓峰 上海铁路局乔司站（同济大学）

杭长高铁长波高低不平顺问题的研究与分析

吴晓峰 上海铁路局乔司站（同济大学）

随着高速铁路快速发展，运营速度不断提高，高速铁路轨道的高平顺性是高速线路的核心问题。目前，国内外已对中短波轨道不平顺的标准进行了大量的研究，但对长波不平顺的相关问题的研究却有所欠缺。因此，开展长波不平顺敏感波长及管理值的研究有重要的理论和应用价值。以杭长客专上海局管段为例，对其竖曲线地段长波高低不平顺的超限情况进行统计分析，以期得到长波高低不平顺超限情况与线路纵断面竖曲线线形参数以及检测车速度等的关系。

高速铁路；长波不平顺；高低不平顺

自沪昆高铁杭长段进入联调联试阶段以来，采用铁科院高速综合检测列车CRH380A-001动车组针对杭长客专进行了逐级提速试验，截止2014年8月8日，除个别速度级下局部地段进行了限速外，杭长客专上行完成了最高370 km/h速度试验，下行完成了最高385 km/h速度试验。通过对多次动检数据统计分析表明，在动检车运行速度180 km/h以上时，区间线路出现了较多120 m长波高低不平顺几何状态超限情况，其中绝大多数为Ⅰ级超限，另外还出现了几处Ⅱ级超限，并且超限主要集中在竖曲线及其附近。为了分析此次长波高低不平顺超限情况与线路纵断面竖曲线线形参数以及检测车速度等的关系，进行了如下统计分析。

1 长波高低不平顺超限位置和数量统计分析

1.1 长波高低不平顺超限情况统计

根据《高速铁路工程动态验收技术规范》（TB10761-2013）中轨道高低不平顺幅值评价允许偏差验收管理值，现针对2014年7月28日至8月8日CRH380A-001综合检测列车对上行线路的检测结果进行统计分析。

通过对上行动检超限表数据统计，上行累计出现106次长波高低不平顺超限，且全部为Ⅰ级偏差，超限均处于竖曲线及其附近位置，选取100个样本进行统计分析，上行长波高低不平顺超限情况统计分析如表1所示。

表1 上行长波高低不平顺超限情况统计

通过统计分析可以看到：

（1）上行长波高低不平顺超限主要集中于竖曲线及其附近位置，其中K414+220、K363+525、K263+691、K395+ 526、K421+620、K320+505、K426+168等七处竖曲线位置出现长波高低不平顺的频率较高，比例达92%。

（2）上行长波高低不平顺超限情况出现共106次，其中长波长-左高低40次，长波长-右高低66次，基准股和非基准股出现的频率比较接近。

（3）竖曲线长度≤120 m时，线路较易产生长波高低不平顺超限，这可能由于线路坡度差较小，竖曲线长度过短，导致线路精调精度难以控制到位所致。

1.2 长波高低不平顺超限位置分析

对上行竖曲线出现长波高低不平顺地段不平顺最大值出现位置进行分析，选择几组不同长度竖曲线情况，具体如表2所示。

表2 长波高低不平顺最大值出现位置分析

从表2可以看出，对于较短竖曲线，如K414位置竖曲线，仅30 m左右，长波高低不平顺最大值在不同速度情况下大多出现在竖曲线上，部分还未到竖曲线位置就出现；而对于竖曲线长度为60 m左右的K421位置，所有不平顺最大值都出现在竖曲线内；对于较长的竖曲线，如K426位置，竖曲线长度687 m，不平顺则出现在竖曲线起始点位置及其附近，波形图表现为起始点位置各一个长波，且第一个最大值大多还未到竖曲线就已经出现。由于动检车存在一定的速度，因此确切里程位置不能够确定，只能有个大概位置，对于较短竖曲线，这种偏差很难确定，但整体表现为在竖曲线上或未进入竖曲线位置，这可能与实际测量方法相关，但是对于较长的竖曲线可以看出，由于起始点距离较远，因此存在着两个波形，同时可以看出两个最大值只差接近竖曲线长度，在一定程度上说明是直线和曲线过渡引起了长波高低不平顺。

对上行竖曲线出现长波高低不平顺地段添乘仪数据进行分析统计，可以发现，在添乘数据不良区段，发生了不同程度的垂加和水加超限，主要以垂加为主，多数为3级超限，垂加最大值0.09 g，个别地段发生了水加2级超限，最大值0.04 g。

2 长波高低不平顺与检测速度的关系分析

为了分析不同检测速度等级对竖曲线位置处长波高低不平顺几何偏差的影响，选取上行线长波不平顺超限频率较高的K414+220（竖曲线长29.995 m）、K426+168（竖曲线长687.644 m）两处竖曲线进行不同检测速度等级影响分析。综合检测列车在不同运行速度下检测出的上行竖曲线K414+220（竖曲线长29.995 m）处长波高低不平顺幅值分布情况如图1所示。

综合检测列车在不同运行速度下检测出的上行竖曲线K426+168（竖曲线长687.644m）处长波高低不平顺幅值分布情况如图2所示。

由图1和图2可知，在同一竖曲线位置，无论速度高低，均有可能检测出长波高低不平顺Ⅰ级偏差或Ⅱ级偏差，从而表明由于检测速度或列车运行状态不同，动检车检测出的长波高低不平顺幅值大小存在一定的离散性，长波高低不平顺幅值大小主要由线路本身存在的高低不平顺状态决定，而与检测速度关系不大。

图1 不同速度下竖曲线（上行K414+220）处长波高低不平顺幅值分布

图2 不同速度下竖曲线（上行K426+168）处长波高低不平顺幅值分布

3 长波高低不平顺与竖曲线长度的关系分析

从第1节针对长波高低不平顺超限数量和位置的统计分析可见，竖曲线长度越短的竖曲线位置出现长波高低不平顺超限的频率较高，可以初步判定长波长高低不平顺超限与竖曲线长度存在某种联系，为进一步验证这种规律，此小节选取下行385 km/h反向和320 km/h正向两组检测数据进行分析，为了增加对比性，选定竖曲线半径为30 000 m，分析在检测速度确定的情况下，不同竖曲线长度对应的长波高低不平顺幅值分布情况。

当检测列车以速度385 km/h反向运行时，选取竖曲线半径R=30 000 m，下行不同竖曲线长度位置的竖曲线对应的长波高低不平顺幅值分布情况如图3所示。

图3 不同竖曲线长度对应长波高低不平顺幅值分布（下行385 km/h反向）

图4 不同竖曲线长度对应长波高低不平顺幅值分布（下行320 km/h正向）

当检测列车以速度320 km/h正向运行时，选取竖曲线半径R=30 000 m，下行不同竖曲线长度位置的竖曲线对应的长波高低不平顺幅值分布情况如图4所示。

由图3和图4可见：当检测速度为385 km/h和320 km/h时，长波高低不平顺超限均基本出现在竖曲线长度≤120 m的竖曲线地段；随着检测条件变化，在竖曲线长度大于120 m的竖曲线地段也可能出现长波高低不平顺超限的情况，但所占比例相对较小，这些规律与第1节分析比较一致。

4 结论

通过对杭长客专上海局管段竖曲线地段长波高低不平顺超限情况统计分析，可以得出如下结论：（1）动检车检测结果给出的长波高低不平顺超限情况主要出现在竖曲线及其附近地段，且长波高低不平顺超限情况出现在竖曲线长度≤120 m的竖曲线地段比例明显较高；

（2）部分长波高低不平顺超限情况出现在竖曲线长度大于120 m的地段，主要表现为在长竖曲线两端位置，一方面原因是部分竖曲线端紧靠着线路缓和曲线直缓点位置，两条紧挨着的曲线造成线路几何不良而引起长波高低不平顺的超限，另外还可能与线路铺设质量、线路平纵断面线形、精调质量和检测精度均有一定的关系；

（3）同一竖曲线位置，无论速度高低，均有可能检测出长波高低不平顺Ⅰ级偏差或Ⅱ级偏差，从而表明由于检测速度或列车运行状态不同，动检车检测出的长波高低不平顺幅值大小存在一定的离散性，长波高低不平顺幅值大小主要由线路本身存在的高低不平顺状态决定，而与检测速度关系不大；

[1]中华人民共和国铁道部.高速铁路工程动态验收技术规范（TB10761-2013）.北京：中国铁道出版社，2013.

[2]练松良，黄俊飞.客货共运线路轨道不平顺不利波长的分析研究[J].铁道学报，2004，26(2)：111-115.

[3]中国铁道科学研究院.客运专线 300 km/h轨道不平顺管理值的研究[R].北京：中国铁道科学研究院，2008.

[4]中国铁道科学研究院.客运专线轨道不平顺波长范围的研究[R].北京：中国铁道科学研究院，2009.

责任编辑：万宝安

来稿日期：2015-08-24